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虚拟现实技术在神经运动康复中的应用综述

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：萧演清白洪铭郑佳李中原李晓光郝爱民高阳北京航空航天大学虚拟现实技术与系统全国重点实验室北京航空航天大学生物与医学工程学院生物材料与神经再生北京市重点实验室首都医科大学北京儿童医院心脏中心解放军总医院第七医学中心儿科医学部

作为典型的医工交叉应用，基于虚拟现实(VR)的运动康复技术研究近年来获得了越来越多学者的关注. 综述通过对近年来相关研究工作的梳理总结，首先分析了VR技术改善运动神经功能的3个出发点: 一是利用VR优化运动想象效果，二是虚拟环... 详细信息

作为典型的医工交叉应用，基于虚拟现实(VR)的运动康复技术研究近年来获得了越来越多学者的关注. 综述通过对近年来相关研究工作的梳理总结，首先分析了VR技术改善运动神经功能的3个出发点: 一是利用VR优化运动想象效果，二是虚拟环境可提供重复性任务训练，三是虚拟学习任务向真实环境中的迁移. 随后，总结了设计虚拟康复环境时所需考虑的3个核心要素: 运动的可视化呈现、即时的行为反馈机制和丰富的上下文信息. 接着，回顾了虚拟现实在脑卒中及脊髓损伤等神经损伤康复中的最新应用进展，展示了VR康复技术的临床潜力和初步成效. 最后，归纳总结了虚拟现实在神经康复应用中面临的核心问题: 深入理解VR中各种感官信息在产生神经过程中的关键影响机制，是充分发掘VR技术应用潜力的关键所在. 综述旨在为虚拟现实在神经运动康复领域的临床应用与实验研究提供理论支撑与技术参考.

关键词：虚拟现实神经康复运动想象运动可视化

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面向无人驾驶车辆的行车安全场模型构建方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1375-1383页

作者：谢楚安任羿杨德真冯强孙博王自力北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191

针对全面系统评价无人驾驶车辆行车安全方法欠缺的问题,提出一种改进的无人驾驶车辆行车安全场模型。考虑无人驾驶车辆复杂道路因素,人工智能(AI)系统感知、决策、控制3大模块的特性对无人驾驶车辆行车安全的影响,基于胡克定律,建立动... 详细信息

针对全面系统评价无人驾驶车辆行车安全方法欠缺的问题,提出一种改进的无人驾驶车辆行车安全场模型。考虑无人驾驶车辆复杂道路因素,人工智能(AI)系统感知、决策、控制3大模块的特性对无人驾驶车辆行车安全的影响,基于胡克定律,建立动态势能场及安全行为场相结合的无人驾驶车辆行车安全场数学模型,以此表征道路上静止物体、运动物体与AI系统自身等因素造成的行车风险。结合典型行驶场景的行车安全分析验证所提模型的正确性和可用性。

关键词：无人驾驶车辆行车安全场风险行车安全评价动态势能场

大气空间和季节性气候特征对RLV升力式再入飞行的影响

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宇航学报 2024年第1期45卷 81-90页

作者：杜涛廖雨舟张曙光程旋胡雄李静琳王紫扬北京宇航系统工程研究所北京100076 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气国家重点实验室/中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室北京100190

为提升重复使用运载器(RLV)竞争力精细化设计边界,在融合3颗卫星载荷采集的大气数据基础上,采用大/小尺度扰动分别建模的方法,建立了沿RLV再入飞行轨道的全域参考大气模型,开展了大气密度空间性和季节性(1月、4月、7月和10月)气候变化... 详细信息

为提升重复使用运载器(RLV)竞争力精细化设计边界,在融合3颗卫星载荷采集的大气数据基础上,采用大/小尺度扰动分别建模的方法,建立了沿RLV再入飞行轨道的全域参考大气模型,开展了大气密度空间性和季节性(1月、4月、7月和10月)气候变化对跟踪RLV高纬度升力式再入标准轨道的影响分析。结果显示季节性和轨道空间性变化带来的大气密度偏差特性和散布特性,会强烈影响跟踪标准轨道的终端分布特征。这表明引入大气参考模型可以提升RLV性能,降低运行成本。

关键词：重复使用运载器(RLV) 再入飞行参考大气模型(GRAM) 季节性气候特征

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基于多任务学习的电力文本信息抽取

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2461-2469页

作者：纪鑫武同心余婷董林啸陈屹婷米娜赵加奎国家电网有限公司大数据中心北京100031 北京航空航天大学计算机学院北京100191

为提升电力系统故障文本在实际业务场景中的分析处理速度,提出基于预训练与多任务学习的电力故障文本信息自动抽取模型。利用预训练模型学习电力文本词语的上下文信息,挖掘词语的一阶和二阶融合特征,增强特征的表示能力,利用多任务学习... 详细信息

为提升电力系统故障文本在实际业务场景中的分析处理速度,提出基于预训练与多任务学习的电力故障文本信息自动抽取模型。利用预训练模型学习电力文本词语的上下文信息,挖掘词语的一阶和二阶融合特征,增强特征的表示能力,利用多任务学习框架结合命名实体识别和关系抽取2个任务的学习,实现实体识别和关系抽取的互相补充和互相促进,进而提高电力故障文本信息抽取的性能。通过对某电力网数据中心的日常业务数据进行模型验证,与其他模型相比,所提模型提高了电力故障文本实体识别和关系抽取的准确率和召回率。

关键词：电力故障预训练多任务学习实体识别关系抽取

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论数字法学研究范式的转向:风险体系化治理

求是学刊 2024年第4期51卷 136-147页

作者：赵精武周瑞珏北京航空航天大学法学院北京100191 工信部工业和信息化法治战略与管理重点实验室北京100191 北京航空航天大学网络空间国际治理研究基地北京100191 北京航空航天大学计算机学院北京100191

数字社会的创新发展产生了一些超出社会预期的新型社会问题,但由于信息技术的更新迭代,法学研究逐渐无法在传统理论范式中有效回应这些问题。特别是在大数据、云计算等技术释放了数据的经济价值后,传统法学研究逐渐开始向数字法学研究... 详细信息

数字社会的创新发展产生了一些超出社会预期的新型社会问题,但由于信息技术的更新迭代,法学研究逐渐无法在传统理论范式中有效回应这些问题。特别是在大数据、云计算等技术释放了数据的经济价值后,传统法学研究逐渐开始向数字法学研究转型。不过,在转型过程中,数字法学的研究范畴、研究范式频繁遭受质疑,被认为脱离法学学科固有的研究体系。但从数字法学的发展历程来看,该类研究始终是以法律关系为重心,技术原理等跨学科知识要素不过是研究过程所必要的论据,这也是数字社会治理问题所固有的特性。并且,在现行数字法治体系趋于完善的背景下,数字法学研究范式也从最初的个体性风险预防转向风险的体系化治理,并借由分级分类治理、全生命周期治理以及协同治理理论等基础研究范式,完成数字法治体系内的规则衔接和义务协同。

关键词：数字法学风险治理技术安全风险人工智能

主动学习基自适应PC-Kriging模型的复合材料结构可靠度算法

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航空学报 2024年第8期45卷 176-186页

作者：龚煜廉张建国吴志刚褚光远范晓铎黄赢北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国运载火箭技术研究院北京100076

针对复合材料机翼随机固有频率可靠性分析复杂、高维、高度非线性和计算时间长的问题,本文提出了一种主动学习基自适应PC-Kriging模型的可靠度算法。在基自适应PC-Kriging模型中,采用一种基自适应策略来确定多项式混沌展开部分的正交多... 详细信息

针对复合材料机翼随机固有频率可靠性分析复杂、高维、高度非线性和计算时间长的问题,本文提出了一种主动学习基自适应PC-Kriging模型的可靠度算法。在基自适应PC-Kriging模型中,采用一种基自适应策略来确定多项式混沌展开部分的正交多项式基,以近似数值模型的全局响应,Kriging用于高阶非线性插值以近似数值模型的局部响应。在主动学习可靠度计算框架中,引入加权K均值聚类,在一次迭代中添加K个对失效概率贡献较大的候选样本点以减少迭代次数和加快收敛速度。通过一个高度非线性的数值算例分析,证明了所提方法的有效性和准确性。将该方法应用于复合材料板和复合材料机翼的随机固有频率可靠性分析,获得了准确高效的可靠度计算结果。

关键词：可靠性分析基自适应PC-Kriging 主动学习加权K均值聚类复合材料机翼随机固有频率

多级多重模态减缩策略及其在转子系统动力学特性分析上的应用

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振动工程学报 2024年第5期37卷 737-746页

作者：姚毅黄行蓉管晓乐徐迅张大义北京航空航天大学中法工程师学院/国际通用工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 航天科工空天动力研究院(苏州)有限责任公司江苏苏州215131 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室北京100191

航空发动机转子部件众多,多部件高维复杂系统计算量大,导致动力学分析困难、计算时间长,进而影响转子结构设计和动力学验证的效率。基于部件模态综合方法,提出一种针对多部件高维复杂系统降维计算的多级模态减缩策略。对每个单独的子结... 详细信息

航空发动机转子部件众多,多部件高维复杂系统计算量大,导致动力学分析困难、计算时间长,进而影响转子结构设计和动力学验证的效率。基于部件模态综合方法,提出一种针对多部件高维复杂系统降维计算的多级模态减缩策略。对每个单独的子结构利用固定界面模态减缩,并行减缩各子结构的内部自由度,同时完整保留子结构间的耦合关系。通过子结构组合定义新一级的子结构,应用多级模态减缩策略提升降维减缩效果,结合多重模态减缩方法,构建界面分支模态,可显著降低转子有限元模型的维数,同时保留关键子结构的动力学特征和系统整体关键动力学特性。此计算策略被用于某弹用发动机转子系统低维减缩模型的建立,利用减缩模型提升了转子动力学分析的效率,加速轴承刚度参数的优化设计。研究结果表明,与ANSYS计算相比,转子动力学分析所需时间降低了99.5%,精度误差不超过0.1%,该计算策略可用于多部件高维复杂系统的快速分析。

关键词：转子动力学部件模态综合多级模态减缩模态减缩部件优化

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基于多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法研究

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5797-5809,I0031页

作者：冯英李旭钟尧郝建武建文北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京市海淀区100191 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)机械缺陷是导致设备故障的重要因素,针对单测点、单证据机械缺陷诊断模型信息缺失和精度不足问题,该文提出一种多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法... 详细信息

气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)机械缺陷是导致设备故障的重要因素,针对单测点、单证据机械缺陷诊断模型信息缺失和精度不足问题,该文提出一种多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法。首先,基于真型GIS设备振动模拟平台试验研究测点位置与缺陷类型对振动行为的影响特性;然后,联合统计分析、模态分解、尺度变换方法提出机械振动信号整体与局部信息关注的复合参数分析方法,引入主成分分析开展多测点振动信息的特征层融合降维;最后,提出改进放缩权重的Dempster-Shafer(DS)证据理论和Bagging投票机制的强/弱基学习器决策层融合机制,联合构建多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断模型。结果表明:不同类型机械缺陷信号的响应幅值、特征频点和畸变程度存在显著差异,复合特征参量大小及分散程度各不相同;同时,测点位置对缺陷信号的复合振动特征参量的表现形式及分布区间也具有一定影响;基于多层融合数据分析的诊断模型实现缺陷有效识别,辨识准确率为98.66%,相比单一分类器诊断效果提升5.83%。该文可为GIS设备机械缺陷诊断方法提供有价值的参考。

关键词：气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备机械缺陷复合特征多层融合

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复合材料伺服液压缸精准摩擦特性测试方法研究

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机械工程学报 2024年第16期60卷 338-347页

作者：姜琳琳于天李瑶焦宗夏尚耀星北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国家级重点实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800 北京航空航天大学先进航空机载系统工业和信息化部重点实验室北京100191

复合材料伺服液压缸是液压缸轻量化的创新解决方案,能否利用其替代传统液压缸,摩擦特性是核心因素之一,它对电液伺服系统的控制精度和动态性能产生影响。传统液压缸摩擦测试一般采用粗放的启动压力测量法,针对新研制的复合材料液压缸,... 详细信息

复合材料伺服液压缸是液压缸轻量化的创新解决方案,能否利用其替代传统液压缸,摩擦特性是核心因素之一,它对电液伺服系统的控制精度和动态性能产生影响。传统液压缸摩擦测试一般采用粗放的启动压力测量法,针对新研制的复合材料液压缸,提出一种宽速高效的精准摩擦测试方法。该方法采用对顶拖动原理,向位置拖动缸施加控制指令,使位置拖动缸拖动被测缸进行变速运动,获得被测缸在宽速范围内的摩擦力、速度实测值,然后拟合摩擦力-速度曲线,辨识获得被测液压缸的摩擦特征参数。提出高频段摩擦力-速度特征点标记方法与变步长宽速拖动方法,提升摩擦特性测试精度。搭建碳纤维液压缸摩擦试验台,验证该测试方法的有效性,测试结果指导碳纤维液压缸筒的刚度匹配设计。

关键词：液压传动伺服液压缸摩擦特性复合材料摩擦测试