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仿水蛭蠕动爬行软体机器人设计

机器人 2024年第2期46卷 139-146页

作者：李恭新王民栋朱亚洲刘娜栾小丽刘飞江南大学物联网工程学院轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为了寻求一种无损和对患者友好的肠道检查方法,提出并设计了一种仿水蛭的软体机器人。该仿水蛭软体机器人由2个以双层结构为“脚”的吸附驱动器和以自束缚多腔室为本体的伸缩驱动器组成,通过控制2个吸附驱动器的交替运动和伸缩驱动器的... 详细信息

为了寻求一种无损和对患者友好的肠道检查方法,提出并设计了一种仿水蛭的软体机器人。该仿水蛭软体机器人由2个以双层结构为“脚”的吸附驱动器和以自束缚多腔室为本体的伸缩驱动器组成,通过控制2个吸附驱动器的交替运动和伸缩驱动器的配合运动实现蠕动爬行。结合实际实验和数值仿真验证了吸附驱动器的吸附特性和伸缩驱动器的调节机理,并分别通过软体机器人在平面、斜坡和类肠道等环境的实验进一步验证了机器人的运动性能。吸附驱动器最大吸附力可达3.05N,软体机器人运动速度可达5mm/s,验证了该机器人可以在类肠道的环境中实现无损和可控的运行。这项工作有望为肠道疾病的检查和治疗应用提供无损和对患者友好的新方法。

关键词：软体机器人仿水蛭肠道检查

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基于代数关系的轻量级密码DEFAULT统计故障分析

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软件学报 2024年

作者：李玮秦梦洋谷大武连晟温云华东华大学计算机科学与技术学院上海交通大学计算机科学与工程系上海交通大学上海市可扩展计算与系统重点实验室上海交通大学上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室

DEFAULT是于2021年亚洲密码学年会中提出的一种新型轻量级密码算法,适用于保护物联网中的微型芯片、微控制器和传感器等设备的信息安全.本文基于唯密文的基本假设,针对DEFAULT密码提出了一种基于代数关系的统计故障分析方法.该方法使用... 详细信息

DEFAULT是于2021年亚洲密码学年会中提出的一种新型轻量级密码算法,适用于保护物联网中的微型芯片、微控制器和传感器等设备的信息安全.本文基于唯密文的基本假设,针对DEFAULT密码提出了一种基于代数关系的统计故障分析方法.该方法使用随机半字节故障模型,通过对代数关系的构造分析并结合故障注入前后中间状态的统计分布变化来破译密码.此外,本文采用AD检验—平方欧氏距离、AD检验—极大似然估计和AD检验—汉明重量等新型区分器,最少仅需1 344个故障即可以99%及以上的成功率破解该算法的128比特原始密钥.理论分析和实验结果表明, DEFAULT密码不能抵抗基于代数关系的统计故障分析的攻击.该研究为其它轻量级分组密码算法的安全性分析提供了有价值的参考.

关键词： DEFAULT 轻量级密码密码分析统计故障分析代数关系

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一种基于硅传感器的空间中子探测器设计

北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 657-664页

作者：杨哲沈国红张斌全张珅毅常远荆涛权子达侯东辉孙莹中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049 天基空间环境探测北京市重点实验室北京100190 中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室北京100190 上海卫星工程研究所上海200240

针对空间站轨道复杂的中子辐射环境,设计一种中子探测器,采用硅层叠结构,利用核反冲法及核反应法进行中子的间接探测,获取空间站轨道中子辐射的能谱信息。该中子探测器的探测范围指标为0.025 eV~10MeV,搭载于天宫空间站梦天实验舱的空... 详细信息

针对空间站轨道复杂的中子辐射环境,设计一种中子探测器,采用硅层叠结构,利用核反冲法及核反应法进行中子的间接探测,获取空间站轨道中子辐射的能谱信息。该中子探测器的探测范围指标为0.025 eV~10MeV,搭载于天宫空间站梦天实验舱的空间辐射生物学暴露实验装置上,用于监测空间站低地球轨道的中子辐射环境,获取在轨探测数据,可为研究空间中子对生物体造成辐射效应的作用机理提供重要依据,也可为研究次级粒子对航天器电子元件造成的单粒子效应提供必要的空间环境参数。

关键词：空间中子探测器空间中子辐射环境硅传感器中子能谱测量天宫空间站梦天实验舱

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轻量级密码Pyjamask和SUNDAE-GIFT的不可能统计故障分析

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计算机学报 2024年

作者：李玮高建宁谷大武秦梦洋刘源东华大学计算机科学与技术学院上海交通大学上海市可扩展计算与系统重点实验室上海交通大学上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室上海交通大学计算机科学与工程系

Pyjamask密码是2020年由Goudarzi等学者在国际对称密码学期刊中提出的密码算法，同时也是国际轻量级密码竞赛第二轮候选算法，旨在保护物联网中传感器、智能芯片和嵌入式设备的数据安全．本文结合Pyjamask密码的设计结构和实现特点，基... 详细信息

Pyjamask密码是2020年由Goudarzi等学者在国际对称密码学期刊中提出的密码算法，同时也是国际轻量级密码竞赛第二轮候选算法，旨在保护物联网中传感器、智能芯片和嵌入式设备的数据安全．本文结合Pyjamask密码的设计结构和实现特点，基于不可能关系策略和统计分析，提出适用于在唯密文环境下的不可能统计故障分析方法，并设计了Wasserstein距离—汉明重量和Wasserstein距离—极大似然估计区分器．该分析方法分别仅需1024和1120个随机故障密文，即可在59.84和140.16毫秒内破译Pyjamask密码全部版本的128比特主密钥．并且，该方法和区分器均可用于认证加密算法SUNDAE-GIFT的分析中．不可能统计故障分析的攻击速度快，并且实现代价低，为轻量级密码的实现安全研究提供了有价值的参考．

关键词：轻量级密码 Pyjamask SUNDAE-GIFT 故障分析不可能关系密码分析

土壤真菌群落和潜在功能对施加外源Bt毒素的响应

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土壤学报 2024年第3期61卷 848-861页

作者：李玉洁葛蕾胡聪王璐瑶郭官清武国干王翠宋丽莉孙宇王金斌曾海娟徐勤青全哲学李鹏上海海洋大学食品学院上海201306 上海市农业科学院生物技术研究所农业农村部农业转基因生物安全评价(环境)重点实验室上海市农业遗传育种重点实验室上海201106 山东省农业技术推广中心济南250003 复旦大学生命科学学院上海200433

转Bt(Bacillus thuringiensis)基因植物和Bt重组菌生物农药释放的Bt毒素是一类具有生物毒性的潜在环境外源污染物,Bt毒素环境行为和生态效应是转基因植物和植物用转基因微生物安全风险评价的重要内容,但是外源Bt毒素对土壤真菌群落和潜... 详细信息

转Bt(Bacillus thuringiensis)基因植物和Bt重组菌生物农药释放的Bt毒素是一类具有生物毒性的潜在环境外源污染物,Bt毒素环境行为和生态效应是转基因植物和植物用转基因微生物安全风险评价的重要内容,但是外源Bt毒素对土壤真菌群落和潜在功能的影响还不清楚。以施加不同浓度Bt毒素处理土壤和未施加Bt毒素对照土壤为研究对象,分析Bt毒素在土壤中的持留动态;同时采用真菌18S rRNA基因高通量测序技术,分析施加Bt毒素对土壤真菌群落和功能多样性的影响。结果表明,Bt毒素施加量和培养时间均可以显著影响土壤真菌群落组成,且随着Bt毒素施加量增加和土壤培养时间延长,土壤真菌群落差异性逐渐变大。施加Bt毒素提高了土壤真菌群落香农指数和关联网络的负相关性比例及模块数,因而没有对土壤真菌群落的多样性和稳定性产生负面影响。上述结果表明,评估Bt毒素的环境行为及微生态效应要关注Bt毒素施加量及其长期影响。随着Bt毒素施加量增加,Phymatotrichopsis、Homalogastra、Geosmithia和Apiotrichum等真菌以及参与蛋白质降解、碳素代谢和磷素代谢的功能基因编码酶相对丰度显著升高,推测上述真菌物种和潜在功能参与了Bt毒素在土壤中的降解和转化过程。研究结果为转Bt基因植物、Bt重组菌生物农药以及Bt毒素的生态安全风险评价提供了科学参考和理论依据。

关键词： Bt毒素转Bt基因植物 Bt菌生物农药群落多样性生物安全风险评价

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虚拟电厂关键技术与市场机制

全球能源互联网 2024年第4期7卷 I0001-I0002页

作者：艾芊刘敦楠上海交通大学华北电力大学华北电力大学新能源电力与低碳发展北京市重点实验室华北电力大学能源互联网研究中心中国能源研究会能源互联网专委会

在全球能源互联网的快速发展背景下,虚拟电厂技术作为一种新型的电力系统管理模式,逐渐成为实现能源高效利用和可持续发展的重要手段。虚拟电厂通过整合分布式能源资源、优化电力调度,实现了能源供需的灵活平衡,有效提升了电力系统的稳... 详细信息

在全球能源互联网的快速发展背景下,虚拟电厂技术作为一种新型的电力系统管理模式,逐渐成为实现能源高效利用和可持续发展的重要手段。虚拟电厂通过整合分布式能源资源、优化电力调度,实现了能源供需的灵活平衡,有效提升了电力系统的稳定性和可靠性。

关键词：虚拟电厂全球能源互联网能源供需电力系统管理电力调度技术与市场可持续发展的稳定性和可靠性

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地心轨道引力波探测无拖曳系统平动控制策略

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 36-48页

作者：郝立维张锦绣王继河张谕孙玥哈尔滨工业大学卫星技术研究所黑龙江哈尔滨150001 中山大学航空航天学院广东深圳518107 中山大学天琴中心广东珠海519082 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109 上海航天控制技术研究所上海201109

探讨了一种针对空间引力波探测任务的在轨无拖曳控制技术,基于未来可行的地心轨道探测任务背景进行分析设计,并对搭载两颗检验质量的在轨无拖曳系统进行航天器与质量块间相对运动动力学及耦合特性建模。同时,初步分析了任务中无拖曳系... 详细信息

探讨了一种针对空间引力波探测任务的在轨无拖曳控制技术,基于未来可行的地心轨道探测任务背景进行分析设计,并对搭载两颗检验质量的在轨无拖曳系统进行航天器与质量块间相对运动动力学及耦合特性建模。同时,初步分析了任务中无拖曳系统指标和摄动,并设计了基于频域H_(∞)最优控制理论的系统相对平动控制律。数值仿真结果表明,当双检验质量在轨无拖曳系统各检验质量按激光测距呼吸角排列时,采用无固定追踪点策略且在非敏感轴无悬浮控制输入的情况下,可以实现航天器对基准点的追踪,并满足系统频域性能指标的要求。同时,每颗检验质量的时域偏移量可以控制在微米级别,从而获得任务所需的纯引力基准。

关键词：空间引力波探测无拖曳控制双检验质量 H_(∞)控制

基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机在线参数辨识

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西南交通大学学报 2024年第4期59卷 776-785页

作者：丰富胡海林钟德鸣杨杰江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000 磁浮技术铁路行业重点实验室上海710072

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根... 详细信息

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根据考虑动态边端效应的直线感应电机T型等效电路,建立双参数变化的电机状态空间方程,并分析参数变化及耦合特性对电机极点影响;其次,为减小参数耦合对辨识精度的影响,建立双参数互联的低耦合辨识模型,完成互联型全阶自适应观测器设计,采用Popov超稳定性理论推导励磁电感和次级电阻在线辨识的自适应律,实现双参数在线辨识;然后,为提高观测器的稳定性和收敛速度,结合新型极点配置法完成反馈增益矩阵的推导与设计;最后,搭建仿真模型和硬件在环辨识模型进行实验验证.结果表明:新型全阶自适应观测器在启动加速阶段时励磁电感和损耗电阻辨识误差在0.01%左右;在负载动态时损耗电阻辨识误差在0.03%左右.

关键词：直线感应电机全阶观测器参数辨识极点配置

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基于深度学习的多波段红外隐身超表面设计

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2094-2102页

作者：王磊董健郑崇谢博伟张文杰翟载腾刘林华山东大学能源与动力工程学院济南250061 山东大学光-热辐射研究中心青岛266237 光辐射重点实验室北京100854 上海卫星工程研究所上海200000

现代战争中,军事目标的红外隐身对于提高其生存和突防能力具有重要作用。本文面向多目标波段的红外隐身,即近红外激光主动探测波长下(1.54μm)具高吸收特性、两个大气窗口波段具有低发射并兼顾非大气窗口波段的辐射散热需求,结合严格耦... 详细信息

现代战争中,军事目标的红外隐身对于提高其生存和突防能力具有重要作用。本文面向多目标波段的红外隐身,即近红外激光主动探测波长下(1.54μm)具高吸收特性、两个大气窗口波段具有低发射并兼顾非大气窗口波段的辐射散热需求,结合严格耦合波分析法和深度学习方法逆向设计Ge/Ag/Ge多层膜圆孔超表面结构,针对优化得到的结构参数,通过分析潜在的物理机制和不同角度下的发射、吸收特性,达到了多波段协同隐身的目的。

关键词：红外隐身超表面神经网络严格耦合波分析