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仿生手指的触觉感知系统设计及性能

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 421-431页

作者：唐超权唐玮李聪余婉婷中国矿业大学机电工程学院徐州221116 浙江科技学院自动化与电气工程学院杭州310000

机器人的类人能力离不开完善的感知系统,而触觉感知系统能极大地扩展机器人的应用范围。该文以人手指为仿生对象,基于液体压强传导原理研制了一种具有柔性外壳、指甲、指骨、液体、压敏元件和温度敏感元件的仿生手指,并研究了仿生手指... 详细信息

机器人的类人能力离不开完善的感知系统,而触觉感知系统能极大地扩展机器人的应用范围。该文以人手指为仿生对象,基于液体压强传导原理研制了一种具有柔性外壳、指甲、指骨、液体、压敏元件和温度敏感元件的仿生手指,并研究了仿生手指的触觉感知能力。结果表明:仿生手指的触摸压力曲线变化率和接触温度曲线变化率能够反映物体的硬度和导热性能,表明仿生手指具有硬度和温度感知能力。由仿生手指触摸振动信号提取的峰值均值和平均功率特征值能够表征织物粗糙感,由仿生手指触摸振动信号频谱图提取的主频率和功率谱重心频率特征值能够表征织物细密感,表明仿生手指具有纹理粗糙度和细密度的感知功能。基于支持向量机模型,使用仿生手指触摸振动信号的峰值均值、平均功率、主频率、功率谱重心频率及6个频段强度作为特征参数,进行织物表面纹理识别,平均识别准确率为92.8%,高于人主观分类的平均识别准确率(88.8%),表明仿生手指能够对织物表面纹理进行有效识别与分类,且优于人主观分类识别织物能力。研究成果可为触感智能机器人、触肤产品质感量化评定等提供技术支持和理论支撑。

关键词：仿生手指触觉感知触感特征参数分类识别

基于多元统计分析评价不同干燥方法对金钱草中多元指标成分的影响

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中国药学杂志 2024年第5期59卷 398-408页

作者：周永逸陈海杰薛佳邹立思吴楠袁嘉欢刘训红蔡芷辰陈翠花杨薇程建明南京中医药大学药学院南京210023 江苏省经典名方工程研究中心南京210023

目的探究不同干燥方法对金钱草中多元指标成分的影响。方法采用超高效液相色谱-三重四极杆/线性离子阱质谱(UHPLC-QTRAP-MS/MS)同时测定不同干燥方法下金钱草中黄酮、有机酸、氨基酸及核苷类共44种指标成分的含量;根据44种目标成分的含... 详细信息

目的探究不同干燥方法对金钱草中多元指标成分的影响。方法采用超高效液相色谱-三重四极杆/线性离子阱质谱(UHPLC-QTRAP-MS/MS)同时测定不同干燥方法下金钱草中黄酮、有机酸、氨基酸及核苷类共44种指标成分的含量;根据44种目标成分的含量,用聚类分析(HCA)、灰色关联度分析(GRA)及逼近理想解排序方法(TOPSIS)法对不同干燥方法下金钱草样品进行综合评价。结果HCA结果显示,7个不同干燥方法主要分为2类,第1类为晒干和阴干,第2类为不同温度烘干、微波干燥和冷冻干燥;综合GRA和TOPSIS结果,晒干的金钱草样品综合质量较好,阴干和冷冻干燥也可以作为代替干燥方法。结论该研究可为揭示金钱草传统干燥方法科学内涵提供依据,同时为金钱草药材产地加工时干燥方法的优选提供基础资料。

关键词：金钱草干燥方法超高效液相色谱-三重四极杆/线性离子阱质谱多元指标成分多元统计分析

神经网络-遗传算法对杏鲍菇粉3D打印的建模与优化

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中国农业科学 2024年第3期57卷 584-596页

作者：苏安祥贺安琪马高兴赵立艳杨文建胡秋辉南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏省食用菌保鲜与深加工工程研究中心南京农业大学食品科学技术学院

【目的】食品3D打印技术是食品领域具有发展前景的新技术，但是打印过程影响因素多，存在打印参数确定困难、打印精度预测能力差等问题。寻找有效建模方法，对杏鲍菇粉3D打印参数进行寻优，以确定最佳3D打印条件。【方法】本研究采用杏... 详细信息

【目的】食品3D打印技术是食品领域具有发展前景的新技术，但是打印过程影响因素多，存在打印参数确定困难、打印精度预测能力差等问题。寻找有效建模方法，对杏鲍菇粉3D打印参数进行寻优，以确定最佳3D打印条件。【方法】本研究采用杏鲍菇粉和刺槐豆胶为3D打印原料，以单因素试验为基础，通过中心组合试验设计，研究喷嘴直径、打印高度、喷嘴移动速度和填充率4个关键的工艺参数对杏鲍菇粉3D打印精度的影响，并在此基础上采用响应面法和神经网络-遗传算法分别建模分析，确定3D打印的工艺参数。【结果】单因素试验及中心组合试验结果表明，影响3D打印精度的主要因素从大到小顺序为填充率、喷嘴直径、喷嘴移动速度、打印高度。响应面法和神经网络-遗传算法均可用于杏鲍菇粉3D打印参数优化，但是优化效果不同。响应面法的决定系数R2值、均方根误差、相对误差、预测最优值分别为0.8817、0.2314、72.73%、0.148；神经网络-遗传算法的决定系数R2值、均方根误差、相对误差、预测最优值分别为0.9389、0.2269、33.85%、0.215。比较模型参数可得，神经网络-遗传算法的决定系数R2值较高，均方根误差、相对误差较低，比响应面法拟合能力更好，同时其预测最优值较高，具有更好的预测能力。神经网络-遗传算法比响应面法更适合于杏鲍菇粉3D打印参数工艺的优化。采用神经网络-遗传算法获得以杏鲍菇为原料的3D打印最佳工艺参数条件为：喷嘴直径1.2 mm、打印高度1.1 mm、喷嘴移动速度24 mm·s-1、填充率84%。经过试验验证，神经网络-遗传算法确定的最优参数打印样品偏差为0.325，优于响应面的实际打印偏差0.550。【结论】本研究结果表明神经网络-遗传算法可以有效确定3D打印过程最优工艺参数，准确预测食品3D打印产品的精度，可作为农产品及食品个性化3D打印工艺参数优化的一种有效便捷方法。

关键词： 3D食品打印杏鲍菇神经网络遗传算法工艺优化

咪唑啉季铵盐缓蚀剂改性蒙脱土/水性环氧纳米复合涂料

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精细化工 2024年第5期41卷 981-989页

作者：张萌向艳丽张磊方建波任强汪称意常州大学材料科学与工程国家级实验教学示范中心江苏省环境友好高分子材料重点实验室材料科学与工程学院江苏常州213164

以油酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,合成了油酸基咪唑啉季铵盐缓蚀剂。通过FTIR、^(1)HNMR对其结构进行了表征,并离子交换至钠基蒙脱土(DK0)层间,制备了缓蚀剂改性蒙脱土(QACDK0)。通过XRD、TGA和UV-Vis对其结构、组成及层间缓蚀剂释放... 详细信息

以油酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,合成了油酸基咪唑啉季铵盐缓蚀剂。通过FTIR、^(1)HNMR对其结构进行了表征,并离子交换至钠基蒙脱土(DK0)层间,制备了缓蚀剂改性蒙脱土(QACDK0)。通过XRD、TGA和UV-Vis对其结构、组成及层间缓蚀剂释放性能进行了表征。结果表明,咪唑啉季铵盐缓蚀剂约占QACDK0质量的38.96%,并将蒙脱土层间距由1.28 nm(DK0)扩大至3.98 nm(QACDK0)。利用DLS及Zeta电位对添加有QACDK0的水性环氧树脂进行了稳定性测试,其Zeta电位为–27.8 mV,具有较高的稳定性。电化学阻抗谱(EIS)测试表明,在腐蚀介质中浸泡30 d后,基于QACDK0制备的清漆漆膜仍具有2.29×10^(8)Ω·cm^(2)的高阻抗,表明涂层具有较好的耐腐蚀性。并且在耐中性盐雾测试中,QACDK0对应的防腐色漆耐盐雾时间最长,验证了该涂层具有良好的耐盐雾性能。

关键词：咪唑啉季铵盐缓蚀剂蒙脱土水性环氧树脂纳米复合防腐涂料功能材料

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LBD转录因子调控植物生长发育的研究进展

分子植物育种 2024年第7期22卷 2205-2215页

作者：殷小雨胡凤荣杨盼盼南京林业大学风景园林学院南京210037 中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

LBD (Lateral organ boundaries domain)是高等植物所特有的一类转录因子家族,通常包含高度保守的LOB结构域(Lateral organ boundaries),该结构域可以与“GCGGCG”序列特异性结合,进而调控靶基因的表达。LBD转录因子起源于早期有胚植物... 详细信息

LBD (Lateral organ boundaries domain)是高等植物所特有的一类转录因子家族,通常包含高度保守的LOB结构域(Lateral organ boundaries),该结构域可以与“GCGGCG”序列特异性结合,进而调控靶基因的表达。LBD转录因子起源于早期有胚植物的水生祖先,在后续的进化过程中发生了两次大规模的基因扩增事件,使LBD成员的数量和种类得以增加。目前,已经从很多植物中鉴定出了该家族成员。LBD转录因子在植物侧根、侧枝、叶片等侧生器官发育以及胁迫应答、次生生长、再生过程和次生代谢物合成等生理过程中发挥重要作用。本研究对LBD转录因子的结构与分类、起源与进化进行综述,并通过构建LBD转录因子家族成员的分子调控网络分析其功能,以便更深入解读该转录因子家族在植物生长发育过程中的作用机制。

关键词： LBD转录因子调控网络侧生器官发育

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植物珠芽形成的研究进展

分子植物育种 2024年第13期22卷 4408-4418页

作者：郝春莲胡凤荣杨盼盼南京林业大学风景园林学院南京210037 中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜生物育种全国重点实验室北京100081

珠芽通常发生在一些多年生草本植物的地上部位,是形态结构多样、可贮藏营养物质和进行无性繁殖的特殊变态芽或变态茎。本研究重点陈述了植物珠芽的类型、起源、发育和结构以及珠芽形成的影响因素、分子机制和离体诱导方面的研究进展。... 详细信息

珠芽通常发生在一些多年生草本植物的地上部位,是形态结构多样、可贮藏营养物质和进行无性繁殖的特殊变态芽或变态茎。本研究重点陈述了植物珠芽的类型、起源、发育和结构以及珠芽形成的影响因素、分子机制和离体诱导方面的研究进展。研究发现植物珠芽可着生在多种部位,具有多种颜色的种类;植物珠芽起源于着生部位分生组织的形成和启动,受各种激素、糖类和环境因子的调控;珠芽发育的物候期、部位、阶段、结构和产量因种而异,因环境而异;目前对植物珠芽形成分子机制的研究大多集中于对相关基因的筛选和相对表达量分析;已经建立起多种植物的珠芽离体诱导体系,为进一步研究珠芽形成的分子机制和信号转导等方向提供科学依据。

关键词：珠芽珠芽形成发育过程发生机理离体诱导

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杨梅栽培技术及基因组学研究进展

分子植物育种 2024年第9期22卷 3111-3118页

作者：何元浩韩睿婷胡凤荣南京林业大学风景园林学院南京210037

杨梅属共有60多个种,中国特有种6个。作为多年生常绿果树的杨梅以其果实的独特口感和丰富的营养价值,广受国人青睐。且杨梅园林应用和药用价值兼备,具有很大的开发潜力。随着杨梅在中国栽植面积的不断扩大,栽培管理养护和病害虫害问题... 详细信息

杨梅属共有60多个种,中国特有种6个。作为多年生常绿果树的杨梅以其果实的独特口感和丰富的营养价值,广受国人青睐。且杨梅园林应用和药用价值兼备,具有很大的开发潜力。随着杨梅在中国栽植面积的不断扩大,栽培管理养护和病害虫害问题日趋突出,严重影响了果实的品质和当年季度的产量。因此,本研究就杨梅栽培技术和基因组学两个方向,展开对杨梅生物学特性、主栽园艺品种、苗木栽植养护、病虫害防治、基因组学及分子生物学五个方面进行综述,并着重介绍了杨梅作为非豆科植物生物学特性中独有的固氮特性,影响果实产量最严重的凋萎病防治措施以及近年来兴起的分子标记技术研究。对未来杨梅分子层面的研究发展状况进行展望,以期为杨梅种质资源开发和新品种选育提供建设性意见。

关键词：杨梅(Myrica rubra Sieb.&Zucc.) 生物学特性栽培技术基因组学分子生物学

多酶级联反应催化γ-丁内酯生成1,4-丁二醇

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应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 167-175页

作者：郭艺鸣姜君逸潘学玮张显徐美娟杨套伟饶志明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

1,4-丁二醇是一种重要的化学品中间体,已被列入NICNAS高价值量工业化学品清单(HVICL).随着1,4-丁二醇的全球市场需求量不断增加,利用微生物法合成1,4-丁二醇已成为关注热点.基于多酶级联催化构建了一条以γ-丁内酯为底物合成1,4-丁二醇... 详细信息

1,4-丁二醇是一种重要的化学品中间体,已被列入NICNAS高价值量工业化学品清单(HVICL).随着1,4-丁二醇的全球市场需求量不断增加,利用微生物法合成1,4-丁二醇已成为关注热点.基于多酶级联催化构建了一条以γ-丁内酯为底物合成1,4-丁二醇的路径,首先通过己内酯水解酶(ChnC)将γ-丁内酯水解为4-羟基丁酸,接着在羧酸还原酶(Car)的作用下,将4-羟基丁酸还原成4-羟基丁醛,随后,利用醇脱氢酶(YqhD)将4-羟基丁醛进一步还原生成1,4-丁二醇;同时通过引入了甲酸脱氢酶(FDH)构建了NADH/NAD+辅酶循环再生系统.最后对底物添加浓度、催化温度、pH和多酶添加比例进行了优化.综合3种酶的最适反应条件优化之后,在30℃、pH 7.0、酶活力添加比例为1:3:2的优化条件下,以5 g/Lγ-丁内酯为底物,1,4-丁二醇产量达到2.41 g/L,摩尔转化率为46.1%,与优化前相比分别提高了375.46%和374.79%.最后,通过底物补加试验,1,4-丁二醇的合成量最高达到6.31 g/L,摩尔转化率最高达到67.3%.本研究基于新设计的1,4-丁二醇多酶级联催化路径,实现了1,4-丁二醇酶法合成,结果有望为酶催化合成1,4-丁二醇及其高附加值衍生的产品提供一种新的思路.(图12表2参41)

关键词：多酶级联转化辅酶循环再生 γ-丁内酯 1,4-丁二醇

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南麂列岛野生药用植物区系与资源多样性

中国野生植物资源 2024年第5期43卷 114-122页

作者：李依林蒋波汪知蓓刘欣李蒙谢春平陈林南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生命科学学院江苏南京210037 琼台师范学院理学院海南海口571127

目的:了解南麂列岛野生药用植物资源的多样性现状,为其野生药用植物资源的保护和利用提供参考依据。方法:通过实地考察及相关资料的收集整理确定南麂列岛野生药用植物名录,应用R/T值、主成分分析和分层聚类分析法对南麂列岛野生药用植... 详细信息

目的:了解南麂列岛野生药用植物资源的多样性现状,为其野生药用植物资源的保护和利用提供参考依据。方法:通过实地考察及相关资料的收集整理确定南麂列岛野生药用植物名录,应用R/T值、主成分分析和分层聚类分析法对南麂列岛野生药用植物区系的过渡性及其与相邻地区药用植物区系谱的关系进行定量分析,并进行野生药用植物药用部位、药味、药用功能分析。结果:南麂列岛共有野生药用维管植物89科275属382种,被子植物占绝对优势;优势科以菊科、禾本科、豆科为主;生活型以多年生草本药用植物为主;区系性质具有明显热带性质(R/T=1.61),主要以泛热带成分为主,北温带成分为辅,表现出一定的过渡性质。同时,主成分分析和聚类分析的结果显示,南麂列岛与同为海岛的花鸟岛药用植物区系较为相似,推测与海岛所处的地理位置以及较为强烈的人为干扰有关。野生药用植物药用部位全株、根及叶的占比较大,分别占总种数的63.35%、31.41%、26.96%。苦味的野生药用植物是总种数的59.95%,占比最高。野生药用植物药用功能解毒杀虫止痒类占比最大,为总种数的21.32%。结论:南麂列岛野生药用植物资源种类组成丰富,优势类群明显,具有极高的开发利用价值,加强优势物种的培育和重点类群的保护,限制外来入侵植物的影响,对南麂列岛野生药用植物资源的合理开发和有效保护具有重要意义。

关键词：南麂列岛药用植物植物区系 R/T值聚类分析药用特征

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