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设计创新的系统性思维、系统性流程与系统性方法--评《系统创新时代的设计思维》

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设计艺术研究 2024年第2期14卷 1-5页

作者：胡飞胡伟专同济大学上海200092 江南大学江苏无锡214122

面向当代的复杂性语境,《系统创新时代的设计思维》一书基于系统化创新与系统性设计的视野,对设计思维、流程与方法进行了深度剖析。提出了融合系统化创新的系统性设计思维,重视模糊前端与设计研究过程的系统性设计流程,融合宏观背景研... 详细信息

面向当代的复杂性语境,《系统创新时代的设计思维》一书基于系统化创新与系统性设计的视野,对设计思维、流程与方法进行了深度剖析。提出了融合系统化创新的系统性设计思维,重视模糊前端与设计研究过程的系统性设计流程,融合宏观背景研究、中观用户研究与微观产品研究的系统性设计方法。该书以“系统性”为根本,以系统性设计思维、流程与方法对中国设计理论基础研究做出贡献,为中国设计学科“三大体系”建构做出积极应答。

关键词：系统创新设计思维系统性设计

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预见性驾驶风险场模型

机械工程学报 2024年第10期60卷 160-170页

作者：褚端峰彭赛骞胡海洋皮大伟武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063 武汉理工大学机电工程学院武汉430070 南京理工大学机械工程学院南京210094

为真实反映车辆在行驶过程中的风险,并准确预测未来潜在的驾驶风险,提出一种考虑目标车辆预测轨迹的预见性驾驶风险场模型。首先,根据场景中的地图信息和所有车辆的历史轨迹信息,来预测目标车辆的未来轨迹;然后,根据预测的目标车辆未来... 详细信息

为真实反映车辆在行驶过程中的风险,并准确预测未来潜在的驾驶风险,提出一种考虑目标车辆预测轨迹的预见性驾驶风险场模型。首先,根据场景中的地图信息和所有车辆的历史轨迹信息,来预测目标车辆的未来轨迹;然后,根据预测的目标车辆未来轨迹,以及规划的自车未来轨迹,计算自车与目标车辆之间的相对位置,以及它们之间靠近或远离的趋势;最后,通过构建的驾驶风险场模型计算自车在当前和未来时刻的驾驶风险。试验表明相比于传统的碰撞时间(Time to collision,TTC)方法,建立的预见性驾驶风险场模型能更真实地反映驾驶风险;相比于不考虑目标车辆轨迹预测的驾驶风险建模方法,建立的预见性驾驶风险场模型能判断自车与目标车辆之间靠近或远离的趋势,预测风险与真实风险的偏差约为5%,能够准确预测未来时刻的潜在驾驶风险。

关键词：驾驶风险场轨迹预测预见性驾驶风险分析智能车辆

中长波Cr^(2+)/Fe^(2+)∶CdSe激光晶体生长及元件制备

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 551-553页

作者：黄昌保胡倩倩朱志成李亚毛长宇徐俊杰吴海信倪友保中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

本文采用自主研发的双温区真空石墨加热单晶炉,通过钼坩埚密封布里奇曼法成功生长出了Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体,晶体尺寸达Φ51 mm×110 mm。Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体分别在1400~2400 nm和2500~5200 nm波段... 详细信息

本文采用自主研发的双温区真空石墨加热单晶炉,通过钼坩埚密封布里奇曼法成功生长出了Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体,晶体尺寸达Φ51 mm×110 mm。Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体分别在1400~2400 nm和2500~5200 nm波段存在明显的吸收,同时,Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体在7~15μm波段透过率均接近CdSe晶体透过极限(~70%),换算吸收系数约为0.005 cm^(-1)。采用钼坩埚密封布里奇曼法制备的Cr^(2+)/Fe^(2+)∶CdSe晶体具有过渡金属离子掺杂浓度可控、掺杂均匀、晶体品质高等优点,可同时作为中波红外激光晶体和长波红外非线性光学晶体材料。

关键词：中远红外激光非线性光学晶体激光晶体过渡金属掺杂 CdSe晶体晶体生长布里奇曼法

Mechanical-force-promoted peptide assembly: a general method

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Nuclear Science and Techniques 2018年第9期29卷 192-196页

作者： Yue Yuan Qi-Qi-ge Du Yu-Jiao Wang Jun hu Shi-Tao Lou Yi Zhang State Key Laboratory of Precision Spectroscopy East China Normal University Key Laboratory of Interfacial Physics and Technology Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of Sciences School of Life Sciences Inner Mongolia Agricultural University

A general method was developed for promoting peptide assembly and protein polymerization to form nanoscale patterns on various surfaces with an atomic force microscope(AFM) operated in a liquid. By scanning solid surfaces with an AFM tip, we showed that peptide monomers assemble at a higher rate in the tip-scanned area compared to other regions. The promotion is attributed to the mechanical force applied by the scanning tip. This kind of mechanical-force-promoted assembly was also observed with different peptides on various substrates. The force promoting peptide assembly provides a simple and practical solution for preparing and building peptide and protein architectures for future nanodevices.

关键词： Self-assembly Peptide Nanomechanical stimulus Support lipid bilayers Atomic force microscope

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移动机器人势场跳点优化蚁群算法避障规划

机械设计与制造 2024年第10期 295-298页

作者：胡俊立王峰河南工业贸易职业学院机电工程学院河南郑州451191 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471000

随着智能控制技术研究的不断深入,移动机器人避障规划问题在智能制造领域得到广泛的应用。为了弥补蚁群算法(ACO)临过快收敛以及会造成局部最优的问题,引入势场跳点(PJP)对蚁群算法进行优化,更新补齐获得的最优路径全局信息素浓度,设计... 详细信息

随着智能控制技术研究的不断深入,移动机器人避障规划问题在智能制造领域得到广泛的应用。为了弥补蚁群算法(ACO)临过快收敛以及会造成局部最优的问题,引入势场跳点(PJP)对蚁群算法进行优化,更新补齐获得的最优路径全局信息素浓度,设计了一种基于势场跳点优化蚁群算法(PJPACO)的移动机器人避障规划。给出了PJPACO控制流程,并展开仿真和实验测试分析。仿真研究结果表明:以PJPACO算法形成更少路径转折点,具备更快收敛速度并且可以获得更优路径。通过试验验证发现,PJPACO算法获得了比ACO算法更短寻路时间,机器人可以达到更短行走路径,加入PJP算法后构建的ACO算法可以更高效规划机器人路径。该研究对提高移动机器人的工作效率具有很好的实际指导意义,可以拓宽到目标识别等领域。

关键词：机器人避障全局规划人工势场法路径优化

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基于互信息量均方差提取关键帧的激光视频图像检索研究

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激光杂志 2024年第3期45卷 145-149页

作者：胡秀王书爱荆楚理工学院湖北荆门448000

为保证激光视频图像检索结果中不存在重复性冗余图像,提出了基于互信息量均方差提取关键帧的激光视频图像检索方法。基于互信息量均方差的关键帧提取方法,以激光视频图像颜色的互信息量均方差最大化,为激光视频图像关键帧的聚类中心设... 详细信息

为保证激光视频图像检索结果中不存在重复性冗余图像,提出了基于互信息量均方差提取关键帧的激光视频图像检索方法。基于互信息量均方差的关键帧提取方法,以激光视频图像颜色的互信息量均方差最大化,为激光视频图像关键帧的聚类中心设置标准,以此聚类提取不重复的视频图像关键帧;通过基于关键帧的激光视频图像检索方法,将所提取关键帧作为激光视频图像检索的核心判断内容,提取与所需图像关键帧相似度显著的激光视频图像,完成激光视频图像检索。实验结果显示:此方法使用后,提取的激光视频图像关键帧冗余度仅有0.01,激光视频图像检索结果的MAP指标测试值高达0.98,检索结果中不存在重复性冗余图像。

关键词：互信息量均方差提取关键帧激光视频图像检索聚类算法

基于Barker码脉冲压缩技术的钢板多阵元Lamb波电磁超声换能器设计与优化

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2371-2387页

作者：石文泽李淇鑫卢超胡博刘远南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数(占空比,最大脉冲宽度等)限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器(EMAT)。建立了基于tone-burst... 详细信息

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数(占空比,最大脉冲宽度等)限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器(EMAT)。建立了基于tone-burst信号激励-Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波EMAT检测过程的有限元模型,分析了永磁体的配置形式、阵元序列长度、激励信号周期数、曲折线圈匝数等因素对脉冲压缩后的主旁瓣比和主瓣宽度的影响,并进行了实验验证。结果表明:曲折线圈匝数为4和Barker码序列长度为13位的多阵元EMAT在配置3对外置永磁体后,其信噪比(SNR)可提高9.8 dB。综合考虑检测回波的空间分辨率和SNR,多阵元Lamb波EMAT最佳参数为:曲折线圈匝数为10、激励信号周期数为11、Barker序列为13位,并配置3对外置永磁体。

关键词：电磁超声换能器 Barker码脉冲压缩多阵元Lamb波EMAT 信噪比空间分辨率

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Self-supported hard carbon anode from fungus-treated basswood towards sodium-ion batteries

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Nano Research 2023年第3期16卷 3832-3838页

作者： Ping Wang Yu-Jie Guo Wan-Ping Chen hui Duan huan Ye hu-Rong yao ya-Xia Yin Fei-Fei Cao Institute of Advanced Materials Key Lab of Fluorine and Silicon for Energy Materials and Chemistry of Ministry of EducationCollege of Chemistry and Chemical EngineeringJiangxi Normal UniversityNanchang 330022China College of Science Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China Institute of Chemistry Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China Fujian Provincial Engineering Technology Research Center of Solar Energy Conversion and Energy Storage Fuzhou 350117China

Hard carbon derived from biomass is regarded as a promising anode material for sodium-ion batteries(SIBs)because of its low operating potential,high capacity,resource availability,and low ***,scientific and technological challenges still exist to prepare hard carbon with a high initial Coulombic efficiency(ICE),an excellent rate capability,and good cycling *** this work,we report a self-supported hard carbon electrode from fungus-pretreated basswood with an improved graphitization degree and a low *** with the hard carbon derived from basswood,the hard carbon electrode from fungus-pretreated basswood has an improved rate capability of 242.3 mAh·g^(−1)at 200 mA·g^(−1)and cycling stability with 93.9%of its capacity retention after 200 cycles at 40 mA·g^(−1),as well as the increased ICE from 84.3%to 88.2%.Additionally,ex-situ X-ray diffraction indicates that Na+adsorption caused the sloping capacity,whereas Na+intercalation between interlayer spacing corresponded to the low potential plateau *** work provides a new perspective for the preparation of high-performance hard carbon and gains the in-depth understanding of Na storage mechanism.

关键词： sodium-ion battery anode hard carbon fungus-pretreated basswood

基于可解释机器学习的青藏高原草地物候变化多因素影响分析

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环境科学 2024年第6期45卷 3375-3388页

作者：刘慧文刘欢胡鹏彭辉王硕中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学海洋环境地质工程山东省重点实验室青岛266100

气候变化背景下,青藏高原植被物候发生显著改变.然而,影响物候的水热因素众多,目前较少有研究关注多因素对青藏高原物候的影响效应,导致对青藏高原物候变化机制认识不足.为此,研究通过遥感数据解译,在对2002~2021年青藏高原草地物候时... 详细信息

气候变化背景下,青藏高原植被物候发生显著改变.然而,影响物候的水热因素众多,目前较少有研究关注多因素对青藏高原物候的影响效应,导致对青藏高原物候变化机制认识不足.为此,研究通过遥感数据解译,在对2002~2021年青藏高原草地物候时空变化特征分析的基础上,聚焦降水、气温、海拔和土壤等多方面,利用可解释机器学习方法(SHAP)揭示物候变化的主导因素,并量化分析多因素对物候的交互影响.结果表明:①青藏高原分别有56.32%、67.65%和65.50%的草地表现出生长季开始时间(SOS)提前、生长季结束时间(EOS)延迟和生长季长度(LOS)延长趋势;②青藏高原草地SOS和LOS主要受水分条件影响,3月0~10 cm土壤水分对SOS提前和LOS延长起促进作用的范围分别在10~25 kg·m^(-2)和15~25 kg·m^(-2)之间,峰值分别在20 kg·m^(-2)和18 kg·m^(-2)左右;EOS则主要受温度影响,9月和10月温度越高对EOS延迟促进作用越强,并分别在高于8℃和-0.5℃时达到峰值;③水热等因素对物候的影响存在非线性交互效应,3月0~10 cm土壤水分达到20 kg·m^(-2)后,更有利于低降水和低海拔地区SOS提前;10月温度高于0℃后较好的水分条件更有利于EOS延迟;3月0~10 cm土壤水分在12~22 kg·m^(-2)之间时,高降水地区LOS更长.研究表明,可解释机器学习方法可为物候变化的多因素影响定量分析提供一种新的方法.

关键词：青藏高原草地物候时空变化极限梯度提升(XGBoost) SHAP 交互影响