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Adaptive Control of Lower-Limb Exoskeletons for Walking Assistance Based on Inter-Joint Coordination

Journal of Bionic Engineering 2024年第4期21卷 1775-1787页

作者： Chaoyang Li Lincong Luo Zhi Liu Tianchi chen Songxiang Liu Ye He xiaoan chen Lei Li Wei Tech Ang School of Mechanical Engineering Chongqing UniversityChongqing400044China Rehabilitation Research Institute of Singapore Singapore308232Singapore Department of Orthopedics Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan430022China School of Mechanical and Aerospace Engineering Nanyang Technological UniversitySingapore639798Singapore

Unilateral motor impairment can disrupt the coordination between the joints,impeding the patient’s normal *** assist such patients to walk normally and naturally,an adaptive control algorithm based on inter-joint coordination was proposed in this work for lower-limb *** control strategy can generate the reference trajectory of the affected leg in real time based on a motion coordination model between the joints,and adopt an adaptive controller with virtual windows to track the reference *** Short-Term Memory(LSTM)network was also adopted to establish the coordination model between the joints of both lower limbs,which was optimized by preprocessing angle information and adding gait phase *** the adaptive controller,the virtual windows were symmetrically distributed around the reference trajectory,and its width was adjusted according to the gait phase of the auxiliary *** addition,the impedance parameters of the controller were updated online to match the motion capacity of the affected leg based on the spatiotemporal symmetry factors between the bilateral *** LSTM coordination model demonstrated good accuracy and generality in the gait database of seven individuals,with an average root mean square error of 3.5 and 4.1 for the hip and knee joint angle estimation,*** further evaluate the control algorithm,four healthy subjects walked wearing the exoskeleton while additional weights were added around the ankle joint to simulate an asymmetric *** the experimental results,it was shown that the algorithm improved the gait symmetry of the subjects to a normal level while exhibiting great adaptability to different subjects.

关键词： Lower-limb exoskeleton Adaptive control Gait symmetry Inter-joint coordination Motion estimation

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OBE理念下运动人体科学类课程线上线下混合式教学模式的构建及应用

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运动精品 2024年第2期43卷 4-6页

作者：谌晓安吉首大学体育科学学院湖南吉首416000

运动人体科学类课程是体育教育专业的核心主干课程,知识点繁多复杂,具有较强的理论性和实践性。其教学目标达成是专业人才培养目标达成的重要途径之一。文章采用文献资料法、实证法,基于“学生中心、产出导向、持续改进”的师范类专业... 详细信息

运动人体科学类课程是体育教育专业的核心主干课程,知识点繁多复杂,具有较强的理论性和实践性。其教学目标达成是专业人才培养目标达成的重要途径之一。文章采用文献资料法、实证法,基于“学生中心、产出导向、持续改进”的师范类专业认证理念,分析运动人体科学类课程教学目标、内容、方法手段、考核等存在的问题,探索构建基于超星泛雅信息化平台的线上线下混合式教学模式,并以吉首大学体育教育专业学生《运动解剖学》学习为对象进行实证研究。结果表明该混合式教学,拓展了学习空间和时间,对于细化教学内容、强化学习兴趣、提高知识运用和实践能力、提升学习效果具有重要作用。该教学模式得到了学生的高度认可。

关键词：师范专业认证运动人体科学课程教学

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坚定文化自信视域下的基层公共图书馆服务路径探析——以洋县图书馆为例

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当代图书馆 2024年第3期 19-23页

作者：陈小安洋县图书馆陕西汉中723300

文章在阐述坚定文化自信的时代意义和为文化自信提供坚强支撑的中华文化丰富内涵的基础上,以洋县图书馆服务实践为例,提出在国际国内异常严峻复杂形势下基层图书馆应采取的服务策略,即充分弘扬中华优秀文化,使亿万读者在获取精神滋养中... 详细信息

文章在阐述坚定文化自信的时代意义和为文化自信提供坚强支撑的中华文化丰富内涵的基础上,以洋县图书馆服务实践为例,提出在国际国内异常严峻复杂形势下基层图书馆应采取的服务策略,即充分弘扬中华优秀文化,使亿万读者在获取精神滋养中自觉坚定文化自信,以助力文化高质量发展,推动文化强国建设,实现中华民族伟大复兴的中国梦。

关键词：坚定文化自信基层公共图书馆服务策略

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Analytical geometry method of planetary gear trains

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Science China(Technological Sciences) 2012年第4期55卷 1007-1021页

作者： chen xiaoan chen Hong State Key Laboratory of Mechanical Transmissions Chongqing UniversityChongqing 400044China

This paper presents an analytical geometry method for kinematics and efficiency of planetary gear trains (PGTs). The novel method which is capable of evolution and contrast analysis of mechanism kinematics, can be applied to any typical one-and two-degree-of-freedom plane PGTs containing any number of simple, compound or complex-compound planetary gear sets. The efficiency analysis of this method features a systematized and programmed process and its independence of the speed ratio. The primary contribution of this work lies in the integration of quantitative calculation, qualitative evolution and comparative analysis of kinematics of PGTs into one diagram, and in the integration of kinematics and efficiency analysis into a single method system. First, the analytical geometry method is defined, its basic properties are given, and the systematization procedure to perform kinematic analysis is demonstrated. As an application, analytical geometry diagrams of common PGTs are exhibited in the form of a list, whose kinematic characteristics and general evolution tendency are discussed. Then, with the mapping of PGTs onto the angular speed plane, the efficiency formula of analytical geometry, which has an extremely concise form, and a simple method for power flow estimation are put forward. Moreover, a general procedure is provided to analyze the efficiency and power flow. Finally, four numerical examples including a complicated eleven-link differential PGTs are given to illustrate the simpleness and intuitiveness of the analytical geometry method.

关键词： analytical geometry planetary gear trains kinematics efficiency analysis method

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秸秆还田下土壤孔隙演化及其对溶质穿透特征的影响机理分析

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农业机械学报 2024年第4期55卷 312-326页

作者：段正宇朱成立车子刚嵇洪波王策陈晓安河海大学农业科学与工程学院南京211100 东南大学医学院附属南京同仁医院医学影像科南京211102 江西省水利科学院南昌330029

为揭示秸秆粉碎还田后,不同腐解进程下土壤孔隙演化及其对水分和溶质穿透特征的影响机理,设置不同秸秆还田量(0、5、10、15 t/hm^(2))和还田时间(0、30、60 d)处理,采用CT断层扫描技术,视觉量化了土壤孔隙结构特征演变,并基于溶质穿透试... 详细信息

为揭示秸秆粉碎还田后,不同腐解进程下土壤孔隙演化及其对水分和溶质穿透特征的影响机理,设置不同秸秆还田量(0、5、10、15 t/hm^(2))和还田时间(0、30、60 d)处理,采用CT断层扫描技术,视觉量化了土壤孔隙结构特征演变,并基于溶质穿透试验,分析了水分-溶质迁移优先流规律。结果表明,秸秆还田引起土壤孔隙/喉道特征变化,抑制水分-溶质迁移过程,田间持水率和土壤含水率上升,溶质穿透变慢,优先流现象减少,土壤水肥有效持留;随秸秆腐解至60 d,孔隙/喉道特征改变,优先流开始发育,但土壤水肥持留能力增强。秸秆还田5、10、15 t/hm^(2)初期,和CK组相比大孔隙体积占比分别减少7%、14%、50%,连通孔隙减少11%、39%、66%,表层含水率增加1%、3%、6%。腐解60 d后,和0 d相比大孔隙体积占比分别增加331%、200%、357%,连通孔隙增加33%、84%、195%,表层含水率增加6%、5%、5%,完全穿透试样所需溶质减少55%、76%、67%。基于Green-Ampt模型和指数衰减模型估算了不同秸秆初始投入量在不同腐解时间下的导水特征,发现饱和导水率在秸秆还田后减小,且随秸秆腐解增大。研究可为控制大孔隙流和无效灌溉提供依据,进一步为秸秆科学还田提供实践指导。

关键词：秸秆腐解孔隙结构三维特征大孔隙优先流计算机断层扫描穿透曲线

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运动调控BDNF表达改善阿尔茨海默病的潜在作用机制研究进展

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中国细胞生物学学报 2024年第6期46卷 1249-1262页

作者：雷森林陈平谌晓安吉首大学体育科学学院吉首416000

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种常见的神经退行性疾病,该病以记忆衰退、认知功能障碍、精神行为异常及执行力丧失为主要病症,并在逐渐发展过程中严重损害患者生活质量。脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic fa... 详细信息

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种常见的神经退行性疾病,该病以记忆衰退、认知功能障碍、精神行为异常及执行力丧失为主要病症,并在逐渐发展过程中严重损害患者生活质量。脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)作为内源性“神经保护剂”,是AD发生发展相关致病因素的有效调节因子,但其表达在AD病程中异常下调。运动疗法作为有效防治AD安全经济的非药物手段,可通过骨骼肌因子irisin促进BDNF表达,骨骼因子OCN也可能参与BDNF的有效调控。有氧、抗阻及认知运动可在一定程度上促进BDNF表达以诱发其神经保护作用,进而改善AD相关病症。运动调控BDNF改善AD的潜在作用机制包括减少Aβ异常沉积、抑制Tau蛋白代谢异常、削弱神经炎症反应以及改善突触可塑性损伤四个方面。该文以BDNF在AD发病进程中的作用为切入点,详细分析了AD病理状态下运动调控BDNF表达的可能机制,着重梳理了靶向BDNF的不同运动干预方式对AD的改善效果,并重点阐述了BDNF参与运动延缓AD发生发展的潜在作用机制,旨在为运动防治AD提供新的理论依据和思路视角。

关键词：运动 BDNF 神经保护阿尔茨海默病

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不同秸秆还田模式下红壤坡耕地产流产沙特征

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陕西师范大学学报(自然科学版) 2024年第4期52卷 120-129页

作者：杜勇强常婷婷陈晓安王策江西省水利科学院江西省土壤侵蚀与防治重点实验室河海大学农业科学与工程学院固原市水利水电勘测设计研究院有限公司江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心

通过人工模拟降雨试验，研究不同秸秆还田量（0.30、0.45、0.60和0.75 kg/m2）和不同还田方式(粉碎覆盖还田（crushed mulch reversion, CV）、粉碎翻耕还田（crushed tillage reversion, RT）、覆盖-粉碎翻耕还田（mulch-crushed tillage reversion, CR）)下地表产流产沙变化过程，分析秸秆不同还田方式和不同还田量下地表产流产沙规律及其内在机理。结果表明：1)在相同还田方式下，秸秆还田量对产流时间有显著影响，随着秸秆还田量增加，初始产流时间、产流稳定时间均增加；在相同秸秆还田量下，CV和RT产流时间差异不大，CR推迟产流时间最明显，CR初始产流时间比对照组推迟19.42～55.17 min。2)在相同还田方式下，随着秸秆还田量增加，地表径流初始产流强度、稳定产流强度减小，地表总产流量显著减小，其中RT、CR在0.60 kg/m2与0.75 kg/m2还田量时地表总产流无显著差异；相同秸秆还田量时，CR减流效益显著大于CV、RT,初始径流强度较对照组减少23.64～44.04 mm/h,地表总产流量较对照组减少55.74%～98.92%。3)在相同还田方式下，随着秸秆还田量增加，产沙强度不断减小，地表总产沙显著减小，3种还田方式下还田量在0.60 kg/m2与0.75 kg/m2时地表总产沙无显著差异；相同秸秆还田量下，CR减沙效益大于CV、RT,较对照组减沙效益为93.73%～99.99%。可见，0.60 kg/m2覆盖-粉碎翻耕还田为最佳还田模式。

关键词：红壤坡耕地人工模拟降雨秸秆还田产流产沙

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不同干预措施对重症患者机械通气时间和ICU住院时间的影响：一项网状Meta分析

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中华危重病急救医学 2024年第8期36卷 860-866页

作者：李瑛李祥坤张杰徐帅高磊孟晓晗谌晓安吉首大学体育科学学院湖南吉首淮阴师范学院体育学院江苏淮安大连大学护理学院辽宁大连

目的采用网状Meta分析评价不同干预措施对重症患者机械通气时间和重症监护病房(ICU)住院时间的效果。方法通过系统检索PubMed、Embase、中国生物医学文献数据库和中国知网等权威数据库自建库至2023年11月发表的有关不同干预措施对重症... 详细信息

目的采用网状Meta分析评价不同干预措施对重症患者机械通气时间和重症监护病房(ICU)住院时间的效果。方法通过系统检索PubMed、Embase、中国生物医学文献数据库和中国知网等权威数据库自建库至2023年11月发表的有关不同干预措施对重症患者机械通气时间和ICU住院时间影响的随机对照试验(RCT)。由2名研究者独立进行文献筛选、质量评价、关键数据提取。采用网状Meta分析评估各干预措施对重症患者机械通气时间和ICU住院时间的影响, 并绘制漏斗图。结果共纳入37个RCT, 包括3?977例重症患者, 其中试验组2?041例, 对照组1?936例;涉及13种干预方式, 包括常规护理(UC)、早期活动(EA)、早期综合康复(ECR)、早期肺康复(EPR)、集束化干预策略(CS)、镇静镇痛集束护理(SACN)、音乐疗法(MT)、神经肌肉电刺激治疗(NMES)、改良宣教与探视(MV)、虚拟现实(VR)、耳穴贴压(APS)、穴位针(AA)、联合干预(COR)。网状Meta分析显示, MV在改善重症患者机械通气时间方面明显优于COR〔标准化均数差(SMD)=-2.35, 95%可信区间(95%CI)为-4.30～-0.39〕、EPR(SMD=-2.59, 95%CI为-4.81～-0.37)、UC(SMD=-4.10, 95%CI为-5.71～-2.49)。COR在缩短ICU住院时间方面明显优于UC(SMD=-5.72, 95%CI为-10.07～-1.37)。疗效排序结果显示, 在机械通气时间方面, MV的累积排序概率曲线下面积(SUCRA, 85.4%)=EA(85.4%)>AA(74.9%)>NMES(63.1%)>ECR(51.7%)>CS(48.8%)>SACN(34.3%)>COR(29.4%)>EPR(26.1%)>UC(0.7%);在ICU住院时间方面, COR的SUCRA(82.3%)>APS(79.7%)>MV(77.7%)>EPR(68.0%)>NMES(57.6%)>CS(54.4%)>ECR(51.1%)>SACN(41.9%)>MT(39.8%)>EA(39.3%)>AA(33.0%)>VR(15.4%)>UC(9.8%)。对ICU住院时间的漏斗图结果显示, 各研究间发表偏倚较小。结论 MV和COR可能是缩短重症患者机械通气时间和ICU住院时间较为有效的干预方式, 但受纳入研究数量和质量的限制, 该结论还需更多高质量的研究予以验证。

关键词：机械通气时间重症监护病房住院时间网状Meta分析系统评价

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红壤坡地果园产流产沙及氮磷流失对坡面水土保持措施的响应

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水利学报 2024年第7期55卷 802-814页

作者：伍冰晨陈晓安汤崇军胡译水蔡袁海徐晓晗江西省水利科学院江西南昌330029 江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心单位江西南昌330029 江西省土壤侵蚀与防治重点实验室江西南昌330029 中国市政工程西南设计研究总院有限公司四川成都610081

坡地果园随降雨-径流-侵蚀-养分输出过程所带来的土地生产力衰退及水体污染是制约红壤丘陵区经济发展和生态安全的关键问题之一。为明确降雨条件和水土保持措施对产流产沙和氮磷流失特征的定量影响,本研究以江西水土保持生态科技园2020... 详细信息

坡地果园随降雨-径流-侵蚀-养分输出过程所带来的土地生产力衰退及水体污染是制约红壤丘陵区经济发展和生态安全的关键问题之一。为明确降雨条件和水土保持措施对产流产沙和氮磷流失特征的定量影响,本研究以江西水土保持生态科技园2020—2022年的坡地果园径流小区次降雨-径流观测数据为基础,分析不同水土保持措施下降雨量、降雨强度对含沙量、径流系数的定量影响,进而分析产流产沙与氮磷流失的定量关系。研究结果表明:(1)不同水土保持措施下,含沙量、径流系数随降雨量、雨强的变化趋势存在差异,带状植草(S1)、全园植草(S2)、水平梯田(S3)、水平梯田+梯壁植草(S4)相比清耕对照(CK)的平均含沙量分别降低17.8%、42.3%、22.6%、47.9%,平均径流系数分别降低60%、71.8%、26.4%、56.4%,植被措施相比工程措施能更好地调节径流,工程措施相比植被措施能更好地拦截泥沙;(2)在S1、S2、S3、S4、CK条件下,可溶性总氮总氮(STN TN)分别为48.2%、45.6%、44.2%、45.9%、45.7%,可溶性总磷总磷(STP TP)分别为52.9%、50.0%、47.2%、45.2%、47.4%,表明不同措施相比对照条件,氮磷的流失形态并未出现显著的变化;(3)S1、S2、S3、S4相比CK,TN的平均浓度变化分别为-8.2%、-13.4%、15.0%、-12.1%,STN的平均浓度变化分别为-3.2%、-13.6%、11.4%、-11.7%,TP的平均浓度变化分别为-10.5%、-21.0%、39.5%、10.5%,STP的平均浓度变化分别为0、-16.7%、38.9%、5.5%,相比工程措施,植被措施对于氮磷流失浓度的控制能起到更为关键的作用。研究成果对于红壤丘陵区果园坡地水土保持措施合理布设具有重要意义。

关键词：降雨产流产沙水土保持氮磷流失果园

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Sputter Deposited Carbon Material based Fabry-Perot Sensor and Downhole Application

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2022年第6期37卷 1143-1149页

作者： WANG Yingying LIU Xiaohui chen xiaoan SUN Zhihui ZHAO Qingchao Laser Institute Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences)Jinan 250103China School of Geophysics and Information Technology China University of Geosciences(Beijing)Beijing 100191China Logging Technology Research Institute China National Logging CorporationXi’an 710077China Shandong Computer Science Center Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences)Jinan 250014China

To prevent hydrogen-induced loss and achieve long-term effective parameters monitoring in harsh downhole environment,we proposed a Fabry-Perot sensor with vacuum sputter deposited carbon coating film,in which we employed a deposition technology with a higher particle kinetic energy,closer substrate adhesion,and denser films,to deposit the coating film on the surface of the quartz capillary glass tube to protect the sensor from *** sensitivity and accuracy of the Fabry-Perot sensor with carbon film deposition can reach 369 nm/MPa and 0.02%FS,***,the sensor has less hysteresis error and good pressure linearity of more than 0.99999 for repeatable pressure *** downhole practice monitoring data indicated that this fiber-optic sensor exhibited excellent performance and the sputter deposited carbon coating can effectively decrease hydrogen loss.

关键词： quartz substrate Fabry-Perot sensor vacuum sputtering carbon coating material

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