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Learning Rat-Like Behavioral Interaction Using a Small-Scale Robotic Rat

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Cyborg and Bionic Systems 2023年第1期4卷 225-232页

作者： Hongzhao Xie zihang gao Guanglu Jia Shingo Shimoda Qing Shi Intelligent Robotics Institute School of Mechatronical EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Key Laboratory of Biomimetic Robots and Systems(Beijing Institute of Technology) Ministry of EducationBeijing 100081China Nagoya University Graduate School of Medicine NagoyaJapan

In this paper,we propose a novel method for emulating rat-like behavioral interactions in robots using reinforcement ***,we develop a state decision method to optimize the interaction process among 6 known behavior types that have been identified in previous research on rat *** novelty of our method lies in using the temporal difference(TD)algorithm to optimize the state decision process,which enables the robots to make informed decisions about their behavior *** assess the similarity between robot and rat behavior,we use Pearson *** then use TD-λto update the state value function and make state decisions based on *** robots execute these decisions using our dynamics-based *** results demonstrate that our method can generate rat-like behaviors on both short-and long-term timescales,with interaction information entropy comparable to that between real ***,our approach shows promise for controlling robots in robot-rat interactions and highlights the potential of using reinforcement learning to develop more sophisticated robotic systems.

关键词： robot enable similarity

Piezoelectric-Based Smart Bone Plate for Fracture Healing Progress Monitoring

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Journal of Shanghai Jiaotong university(Science) 2022年第4期27卷 561-569页

作者： gao zihang WANG Xin ZHAO Yifana JIN Zhehuia WANG Gang gao Shuo School of Instrumentation Science and Optoelectronic Engineering Beihang UniversityBeijing100083China Beijing Advanced Innovation Center for Big Data-Based Precision Medicine Interdisciplinary Innovation Institute of Medicine and EngineeringBeihang UniversityBeijing100083China

Fracture healing progress monitoring techniques attract global research attention due to the importance of selecting the timing of removing the fixation *** this end,in this research,we present a piezoelectric-based smart internal fixation device,in which a piezoelectric sandwich structure is laminated to the surface of a bone *** the content,we explain the reasons for utilizing piezoelectric films,elaborate the mechanism of fracture monitoring,and introduce the mechanical parameters of the *** simulation and experimental results show that the electrical output of the device is associated with the elastic modulus of the filler between the tested broken bones when the working load is maintained,indicating that the bone recovery progress could be successfully detected by the developed technique.

关键词： piezoelectric device bone plate fracture healing monitoring Internet of Health Things

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超长联跨海连续梁桥无缝线路静动力学分析

铁道标准设计 2023年第5期67卷 42-47,72页

作者：高梓航中国铁路设计集团有限公司天津300308

为指导高速铁路跨海超长联连续梁桥上无砟轨道无缝线路设计,基于梁轨相互作用原理及多体动力学理论,通过建立无砟轨道-多跨连续梁桥静力学分析模型与高速车辆-无砟轨道-连续梁桥耦合动力学分析模型,对超长联跨海连续梁桥上无砟轨道无缝... 详细信息

为指导高速铁路跨海超长联连续梁桥上无砟轨道无缝线路设计,基于梁轨相互作用原理及多体动力学理论,通过建立无砟轨道-多跨连续梁桥静力学分析模型与高速车辆-无砟轨道-连续梁桥耦合动力学分析模型,对超长联跨海连续梁桥上无砟轨道无缝线路的静、动力学特性进行分析研究。研究结果表明:(60+37×80+60) m连续梁温度跨度超长,须铺设钢轨伸缩调节器以降低钢轨应力;进行超长联跨海连续梁桥上无缝线路设计与检算时,应考虑活动支座摩阻力的贡献和影响;设置伸缩调节器后,连续梁桥上无缝线路钢轨受力、断缝值等各指标均能满足安全性要求;列车荷载作用下,车辆、轨道、桥梁的各项指标均满足动力性能评价要求;为保证轨道系统安全服役,建议加强混凝土连续梁伸缩调节区域轨道状态的调整、在线监测与科学维护。

关键词：高速铁路跨海大桥连续梁桥无缝线路无砟轨道静力学分析动力学响应

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温度历程对斜拉桥上无缝线路纵向力的影响

铁道工程学报 2023年第7期40卷 20-26页

作者：蔡小培高梓航张乾谢铠泽北京交通大学北京100044 石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:温度作为大跨斜拉桥上无缝线路产生纵向力的主要因素,其作用特征具有明显的时变特性,桥上无缝线路结构的受力与变形处于动态变化中。本文针对施工锁定至开通运营阶段结构温变特征,考虑线路纵向阻力滞回本构关系,建立千米级主... 详细信息

研究目的:温度作为大跨斜拉桥上无缝线路产生纵向力的主要因素,其作用特征具有明显的时变特性,桥上无缝线路结构的受力与变形处于动态变化中。本文针对施工锁定至开通运营阶段结构温变特征,考虑线路纵向阻力滞回本构关系,建立千米级主跨斜拉桥上无缝线路空间耦合模型,分析不同温度加载历程下无缝线路力学特性与变形规律。研究结论:(1)桥上无缝线路温度“加载-卸载-反向加载”过程中,线路纵向阻力会进入塑性状态,温度卸载后线路仍存在一定的纵向残余变形,钢轨内部存在残余附加力;(2)温度循环作用过程中,梁-轨残余变形在反向加载时可抵消部分梁-轨相对位移从而降低线路纵向阻力,温度卸载后钢轨和桥梁均会发生不可自动恢复的纵向残余变形;(3)与传统的单次全幅值加载相比,考虑温度循环历程、不设置调节器时,钢轨纵向力峰值可降低14.57%,梁-轨相对位移峰值增大46.28%;(4)设置调节器后,考虑温度循环加载历程,钢轨纵向力峰值降低11.4%,梁-轨相对位移峰值增大52.4%,但峰值相对较小;(5)本研究成果可为大跨斜拉桥上无缝线路设计与运维提供理论参考。

关键词：斜拉桥无缝线路滞回特性纵向力残余变形

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城际铁路桥上新型双块式无砟轨道力学特性

铁道工程学报 2024年第2期41卷 44-49页

作者：王伟华高梓航张乾中国铁路设计集团有限公司天津300308 北京交通大学北京100044

研究目的:为优化城际铁路无砟轨道结构设计,本文提出一种桥上新型双块式无砟轨道结构。该结构采用单层道床板形式,同时配以新型角钢-双块式轨枕。通过建立桥上新型双块式无砟轨道空间耦合力学模型,分析典型荷载作用下轨道静力学特性与... 详细信息

研究目的:为优化城际铁路无砟轨道结构设计,本文提出一种桥上新型双块式无砟轨道结构。该结构采用单层道床板形式,同时配以新型角钢-双块式轨枕。通过建立桥上新型双块式无砟轨道空间耦合力学模型,分析典型荷载作用下轨道静力学特性与动力学响应。研究结论:(1)角钢-双块式轨枕与道床板连接良好,在承受荷载作用时,角钢、轨枕与道床板协同变形,且角钢和轨枕的受力均不超过其材料的极限强度;(2)新型双块式无砟轨道在承受列车荷载、温度梯度荷载及整体温度荷载作用时,道床板的受力及变形情况较好,结构强度满足城际铁路设计要求;(3)新型双块式无砟轨道可以给列车提供平顺稳定的运行面,列车动力响应较小,安全性与平稳性指标均小于限值;(4)单层无砟道床可以提供足够的支承刚度,钢轨垂向位移较小,且由于道床板与梁面连接紧密,道床板动力响应较小;(5)本研究结论可为城际铁路轨道结构的优化设计提供理论支撑。

关键词：城际铁路新型双块式无砟轨道角钢-双块式轨枕静动力分析

基于低功耗广域网的海岛水产养殖环境监测系统研制

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农业工程学报 2018年第24期34卷 184-191页

作者：金光高子航江先亮朱家骅宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

针对海岛环境中水产养殖区域分散、工作环境恶劣、人工巡检不便等问题,设计了基于低功耗广域物联网的海岛养殖环境监测系统。系统包括集成Arduino和传感器的终端采集节点,通过LoRa技术实现数据汇总和远距离传输的汇聚网关,利用Python与P... 详细信息

针对海岛环境中水产养殖区域分散、工作环境恶劣、人工巡检不便等问题,设计了基于低功耗广域物联网的海岛养殖环境监测系统。系统包括集成Arduino和传感器的终端采集节点,通过LoRa技术实现数据汇总和远距离传输的汇聚网关,利用Python与PostgreSQL开发用于数据接收、存储、处理、访问和控制的后台监测系统。通过对网络拓扑复杂度、能耗等方面的评估,表明在海岛环境下部署水产养殖环境监测系统,相比传统Zigbee多跳无线传感网,采用LoRaWAN,其单跳节点覆盖范围更大,而网络复杂度、能耗等更优。测试表明该系统能以较低功耗实现整片区域内远距离数据采集,有效传输养殖区水体环境数据。网络生存期与传输可靠性测试表明,当传感器节点采用3.7 V/4 200 mAh锂电池,上传周期为30 min时,监测网络的有效生存期理论上可达2.4 a;在800 m通信范围内,发射功率为20 mW时,节点丢包率小于3.6%,具有较高的通信可靠性。该研究可为水产养殖生产和物联网应用研究提供有效参考。

关键词：水产养殖环境监测无线传感网络低功耗广域网海岛环境监测系统

习近平总书记关于党的自我革命的重要思想的科学体系与时代价值

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思想理论教育导刊 2024年第10期 49-57页

作者：陈松友高梓航江南大学马克思主义学院江南大学中共党史党建研究院吉林大学马克思主义学院

勇于自我革命是中国共产党在百年风雨征程中砥砺出的鲜明品格,是辩证否定观在新时代党的建设实践过程中的现实展开。在世界进入新的动荡变革期、国内全面深化改革进入攻坚期、党内“四大考验”“四种危险”长期存在的时代背景下,习近平... 详细信息

勇于自我革命是中国共产党在百年风雨征程中砥砺出的鲜明品格,是辩证否定观在新时代党的建设实践过程中的现实展开。在世界进入新的动荡变革期、国内全面深化改革进入攻坚期、党内“四大考验”“四种危险”长期存在的时代背景下,习近平围绕党的自我革命发表了一系列重要讲话,形成了习近平总书记关于党的自我革命的重要思想。这一重要思想以中国共产党为什么要自我革命、为什么能自我革命、怎样推进自我革命的逻辑进路,构建起一套涵盖核心内涵、目标指向、价值动因、根本原则、实践要求五个要素的科学体系。这一科学体系在理论层面推动了“两个结合”深入发展,为马克思主义党建学说作出原创性贡献;在实践层面提升了党员队伍建设质量,为巩固党的长期执政地位锚定了前进方向;在世界范围内塑造出中国共产党勇于担当的大党形象,为世界其他政党建设提供中国经验。

关键词：自我革命全面从严治党科学体系时代价值

一种分区温控的实时荧光PCR快速热循环系统设计

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上海交通大学学报 2023年第9期57卷 1196-1202页

作者：陈尔东高孜航王坤东雷华明上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

热循环系统是实时荧光聚合酶链式反应(PCR)仪的关键组成部分,决定了核酸检测效率和结果准确性.针对传统PCR检测系统的热循环耗费时间长、温度控制复杂的问题,设计了一种分区温控的实时荧光PCR热循环系统,包括热循环系统硬件电路和机械结... 详细信息

热循环系统是实时荧光聚合酶链式反应(PCR)仪的关键组成部分,决定了核酸检测效率和结果准确性.针对传统PCR检测系统的热循环耗费时间长、温度控制复杂的问题,设计了一种分区温控的实时荧光PCR热循环系统,包括热循环系统硬件电路和机械结构,通过控制试液在不同恒温区切换实现快速热循环,采用增量式比例积分微分算法控制恒温区温度,控制精度达到±0.1℃.使用Fluent建立传热模型,分析试液热延迟现象预估试液变化规律.通过搭建PCR样机进行实验验证,试液升降温速率分别为3.8和4.4℃/s,证明了所提出PCR热循环系统能有效提高检测效率.

关键词：聚合酶链反应仪温度控制比例积分微分控制有限元方法传热机制

桥上双块式无砟轨道智能化建模与计算软件设计

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铁路计算机应用 2023年第3期32卷 22-28页

作者：高梓航中国铁路设计集团有限公司线路站场枢纽设计研究院天津300308

为解决桥梁地段无砟轨道结构设计中有限元建模与计算工作量大、计算模型及结果形式无统一标准、对设计人员专业技能要求较高等问题,开发了桥上双块式无砟轨道智能化建模与计算软件。该软件采用模块化设计,提供集成化人机交互操作界面,... 详细信息

为解决桥梁地段无砟轨道结构设计中有限元建模与计算工作量大、计算模型及结果形式无统一标准、对设计人员专业技能要求较高等问题,开发了桥上双块式无砟轨道智能化建模与计算软件。该软件采用模块化设计,提供集成化人机交互操作界面,能够自动完成有限元建模和计算,生成标准化计算结果;具备数据智能校验功能,可自动完成设计参数检查和计算结果验证。对比测试表明,该软件有限元建模与计算结果准确,数据处理流程连贯,使用操作简单高效,已成功应用于多个高速铁路工程项目的无砟轨道设计,大幅提高了工作效率,降低工程项目设计人力成本.

关键词：无砟轨道设计有限元建模与计算计算机辅助设计智能化建模参数化设计软件设计