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A Bio-Inspired Integration Model of Basal Ganglia and Cerebellum for Motion Learning of a Musculoskeletal Robot

Journal of Systems Science & Complexity 2024年第1期37卷 82-113页

作者： zhang jinhan CHEN Jiahao ZHONG Shanlin QIAO Hong State Key Laboratory of Multimodal Artificial Intelligence Systems Institute of AutomationChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Artificial Intelligence University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China.

It is a significant research direction for highly complex musculoskeletal robots that how to develop the ability of motion learning and *** cooperations of multiple brain regions are crucial to improving motion *** by the neural mechanisms of structures,functions,and interconnections of basal ganglia and cerebellum,a biologically inspired integration model for motor learning of musculoskeletal robots is *** on the neural characteristics of the basal ganglia,the basal ganglia actor network,which mainly simulates the dorsal striatum,outputs motion commands,and the basal ganglia critic network,which simulates the ventral striatum,estimates actionstate *** network parameters are updated using the soft actor-critic *** on the sensorimotor prediction mechanism of the cerebellum,the cerebellum network evaluates the state feature extraction quality of the basal ganglia actor network and then updates the weights of its feature *** learning method is proven to converge to the optimal ***,drawing on the mechanism of dopaminergic dynamic regulation in the basal ganglia,the adaptive adjustment of target entropy and the dopaminergic experience replay are proposed to further improve the integration model,which contributes to the exploration-exploitation trade-off of motor *** bio-inspired integration model is validated on a musculoskeletal *** results indicate that this model can effectively control the musculoskeletal robot to accomplish the motion task from random starting locations to random target positions with high precision and robustness.

关键词： Basal ganglia and cerebellum bio-inspired integration model motion learning musculoskeletal robot reinforcement learning.

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砂岩和页岩弹性波性质的实验研究进展

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地球物理学进展 2024年第1期39卷 141-161页

作者：张金晗王勤内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210046

砂岩和页岩的弹性波性质是通过地震资料推断储层物性和流体分布的基础.岩石波速测量常用超声波(10^(5)~10^(6)Hz)脉冲法,低频岩石物理实验技术的发展为研究弹性波在岩石中的衰减和频散奠定了基础.本文系统总结了前人在高频和低频下测量... 详细信息

砂岩和页岩的弹性波性质是通过地震资料推断储层物性和流体分布的基础.岩石波速测量常用超声波(10^(5)~10^(6)Hz)脉冲法,低频岩石物理实验技术的发展为研究弹性波在岩石中的衰减和频散奠定了基础.本文系统总结了前人在高频和低频下测量砂岩和页岩弹性波性质的方法和实验结果,并结合矿物弹性性质和岩石物理模型,分析了压力、温度、矿物组成、孔隙结构、流体、频率等因素对岩石波速和衰减的影响.由于孔隙和微裂隙随压力增加而逐渐关闭,干燥砂岩和页岩的P波和S波速度在低压下随压力非线性增加,高于临界压力呈线性增加.干燥岩石样品的波速随温度增加而缓慢线性降低,频散效应可以忽略.而含流体砂岩和页岩的衰减和频散受温度、压力、流体饱和度、流体黏度、孔隙结构和频率等多种因素的影响,含流体砂岩和页岩的泊松比和逆品质因子Q^(-1)显著高于干燥样品.低压下砂岩的波速与孔隙度负相关,而影响页岩波速的因素更为复杂,页岩的波速、衰减和频散的各向异性都高于砂岩.将跨频段岩石物理实验与数字岩石物理技术相结合,可为勘探地球物理的方法创新和资料解释提供可靠依据.

关键词：砂岩页岩孔隙结构波速波速各向异性地震波衰减频散

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喷丸强度对船舶典型Q345钢十字型焊接接头残余应力分布的影响

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机械工程材料 2024年第8期48卷 77-82页

作者：贾青青张晋晗杨波刘华兵汪舟甘进武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430063 武汉理工大学汽车工程学院武汉430063

对船舶典型Q345钢十字型焊接接头进行了不同喷丸强度(0.167,0.183,0.198 mm)下的喷丸处理,研究了喷丸后接头残余应力表面和沿深度方向的分布以及疲劳寿命,确定了最优喷丸强度。结果表明:喷丸处理消除了焊接接头表面残余拉应力,引入了较... 详细信息

对船舶典型Q345钢十字型焊接接头进行了不同喷丸强度(0.167,0.183,0.198 mm)下的喷丸处理,研究了喷丸后接头残余应力表面和沿深度方向的分布以及疲劳寿命,确定了最优喷丸强度。结果表明:喷丸处理消除了焊接接头表面残余拉应力,引入了较高水平残余压应力,改善了表面残余应力分布均匀性,增加了残余应力影响层深度,延长了疲劳寿命;随着喷丸强度增加,引入的残余压应力增大,分布均匀性先提升后减小,残余应力影响层深度增加,疲劳寿命先延长再缩短;最优喷丸强度为0.183 mm,此时焊接接头表面残余压应力较大,分布均匀性最好,残余应力影响层深度较大,疲劳寿命最长。

关键词： Q345钢十字型焊接接头喷丸残余应力疲劳寿命

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有限元模拟再喷丸参数对Q345B钢残余应力演变规律的影响

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机械工程材料 2024年第8期48卷 83-89页

作者：张晋晗刘华兵甘进贾青青杨波汪舟武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉理工大学汽车工程学院武汉430063

对退火态Q345B钢依次进行喷丸、预疲劳、再喷丸处理,采用X射线/剥层法研究了再喷丸对残余应力和疲劳寿命的影响,以预疲劳的残余应力为初始应力,构建了随机弹丸再喷丸有限元模型,研究了覆盖率(100%,200%,300%)、弹丸直径(0.4,0.5,0.6,0.7... 详细信息

对退火态Q345B钢依次进行喷丸、预疲劳、再喷丸处理,采用X射线/剥层法研究了再喷丸对残余应力和疲劳寿命的影响,以预疲劳的残余应力为初始应力,构建了随机弹丸再喷丸有限元模型,研究了覆盖率(100%,200%,300%)、弹丸直径(0.4,0.5,0.6,0.7mm)和弹丸初速度(25,35,40,45m·s^(-1))对残余应力分布及其影响层深度和试样表面粗糙度的影响。结果表明:再喷丸处理可以使预疲劳处理松弛的残余应力基本恢复到单次喷丸后的水平,并进一步延长其疲劳寿命。有限元模拟得到,随着覆盖率增加,再喷丸引入的残余压应力和影响层深度无明显变化,试样表面粗糙度增大;随着弹丸直径和弹丸初速度增加,残余压应力和影响层深度均先增大后趋于稳定,表面粗糙度增大。最优再喷丸参数为弹丸初速度40m·s^(-1),弹丸直径0.6mm,覆盖率100%。

关键词：再喷丸有限元分析残余应力表面粗糙度疲劳性能

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基于优化灰色模型的管道桥施工线形控制

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科学技术创新 2024年第19期 176-179页

作者：吴靖江刘杰黄亚飞张帅杰张永张锦涵中国建筑第七工程局有限公司河南郑州郑州大学水利与交通学院河南郑州

传统灰色预测模型在桥梁线形预测中易受外界噪声干扰而导致预测精度降低,故采用Kalman滤波法对桥梁竖向位移数据进行降噪,并构建优化后的灰色预测模型。以某管道桥为工程依托,将优化前后的灰色模型预测得到的竖向位移值与经过验证的有... 详细信息

传统灰色预测模型在桥梁线形预测中易受外界噪声干扰而导致预测精度降低,故采用Kalman滤波法对桥梁竖向位移数据进行降噪,并构建优化后的灰色预测模型。以某管道桥为工程依托,将优化前后的灰色模型预测得到的竖向位移值与经过验证的有限元模拟值对比,证明了Kalman滤波法对传统灰色预测模型的优化效果。结果表明:采用Kalman滤波法优化过后的灰色预测模型计算得到的预测竖向位移值与有限元模拟值相差较小,整体平均误差在12%左右,相较于传统灰色预测模型的预测精度得到了显著提高。

关键词：管道桥灰色模型 Kalman滤波法有限元分析线形控制

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模拟损伤对玉米种子萌发和幼苗生长的影响

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中国种业 2024年第8期 103-109页

作者：谢全刚杨阳王进张东昱宋学林张金汉赵蕊河西学院农业与生态工程学院/甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室甘肃张掖734000 甘肃省张掖市种子管理局张掖734000

种子加工过程引起的种子机械损伤难以在种子清选中规避,影响后续种子贮藏、包衣等种子活力保持和质量提升环节。为引起种子加工企业对机械损伤的重视,明确种子生产加工过程中机械损伤对玉米种子质量的影响,以郑单958杂交玉米种子为试验... 详细信息

种子加工过程引起的种子机械损伤难以在种子清选中规避,影响后续种子贮藏、包衣等种子活力保持和质量提升环节。为引起种子加工企业对机械损伤的重视,明确种子生产加工过程中机械损伤对玉米种子质量的影响,以郑单958杂交玉米种子为试验材料,通过模拟机械加工损伤,测定了损伤后的种子发芽率、正常苗率、畸形苗率、幼苗株高、叶片数、幼苗和根系鲜重、干重等关键指标,分析了玉米种子不同部位损伤对种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:与对照相比,种皮损伤基本不影响种子发芽率,对正常苗率和畸形苗率的影响不显著,种皮损伤后仍可作种用,但需注意种子贮藏环节;胚乳损伤后幼苗生长缓慢,长势弱,畸形苗率显著提高,正常苗率降低至86.7%以下;胚损伤畸形苗率可高达65.0%,正常苗率低至1.7%,因此胚乳和胚损伤对玉米种子质量的影响大,建议后期不作种用。在玉米制种加工过程中,应尽量降低种子机械损伤,清除胚乳和胚损伤种子,提高种子质量。

关键词：玉米损伤种子质量发芽幼苗生长

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Homogenous coating of Li^(+)conductive Li_(5)AlO_(4)on single-crystalline nonstoichiometric Li_(1.04)Ni_(0.92)Al_(0.04)O_(2)for rechargeable lithium-ion batteries

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Journal of Energy Chemistry 2024年第8期95卷 651-659,I0014页

作者： Guoyu Ding Shizhou Wang jinhan Li Ziyan Wu Jiayu Chen Jiayong Du Xinhui Huang Kuiming Liu Yudong zhang Zhonghan Wu Yiyang Peng Qiancheng Zhao Meng Yu Fangyi Cheng Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry(Ministry of Education) Engineering Research Center of High-efficiency Energy Storage(Ministry of Education)College of ChemistryNankai UniversityTianjin 300071China State Key Laboratory of Advanced Chemical Power Sources Nankai UniversityTianjin 300071China Haihe Laboratory of Sustainable Chemical Transformations Tianjin 300192China

Cobalt-free,nickel-rich LiNi_(1-x)Al_(x)O_(2)(x≤0.1)is an attractive cathode material because of high energy density and low cost but suffers from severe structural degradation and poor rate *** this study,we propose a molten salt-assisted synthesis in combination with a Li-refeeding induced aluminum segregation strategy to prepare Li_(5)AlO_(4)-coated single-crystalline slightly Li-rich Li_(1.04)Ni_(0.92)Al_(0.04)O_(2).The symbiotic formation of Li_(5)AlO_(4)from reaction between molten lithium hydroxide and doped aluminum in the bulk ensures a high lattice matching between the Ni-rich oxide and the homogenous conductive Li_(5)AlO_(4)that permits high Li^(+)*** from mitigated undesirable side reactions and phase evolution,the Li_(5)AlO_(4)-coated single-crystalline Li_(1.04)Ni_(0.92)Al_(0.04)O_(2)delivers a high specific capacity of220.2 mA h g^(-1)at 0.1 C and considerable rate capability(182.5 mA h g^(-1)at 10 C).Besides,superior capacity retention of 90.8%is obtained at 1/3 C after 100 cycles in a 498.1 mA h pouch full ***,the particulate morphology of Li_(1.04)Ni_(0.92)Al_(0.04)O_(2)remains intact after cycling at a cutoff voltage of 4.3 V,whereas slightly Li-deficient Li_(0.98)Ni_(0.97)Al_(0.05)O_(2)features intragranular cracks and irreversible lattice *** results highlight the value of molten salt-assisted synthesis and Li-refeeding induced elemental segregation strategy to upgrade Ni-based layered oxide cathode materials for advanced Li-ion batteries.

关键词： Aluminum segregation Surface coating Nonstoichiometric oxides Molten synthesis Cathode materials

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