检索结果-南通市图书馆

软件学报 2024年第1期35卷 481-512页

作者：刘树森何小伟王文成吴恩华计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 澳门大学中国澳门999078

光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是实现流体仿真的主要技术之一.随着生产实践中流体仿真应用需求的增加,近些年涌现了许多相关研究成果,改善了流体不可压缩性、粘性、表面张力等物理特性模拟的视觉真实性、效... 详细信息

光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是实现流体仿真的主要技术之一.随着生产实践中流体仿真应用需求的增加,近些年涌现了许多相关研究成果,改善了流体不可压缩性、粘性、表面张力等物理特性模拟的视觉真实性、效率与稳定性.同时,一些工作探讨了复杂场景的高质量模拟,以及多场景、多材料的统一仿真框架,增强了SPH流体仿真技术的应用效能.从以上几个方面对SPH流体仿真技术进行归纳、总结和讨论,并对其未来发展进行了展望.

关键词：计算机图形学计算物理光滑粒子流体动力学

一种用于可形变对象操作的动力学模型隐式求解方法

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机器人 2024年第1期46卷 45-53页

作者：邓豪熊璟夏泽洋中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 中国科学院大学北京100049 中国科学院人机智能协同系统重点实验室广东深圳518055

机器人操作可形变对象在多类场景中具有重要的应用需求。然而,对象复杂的高维动力学模型导致难以准确、快速地计算其形变。本文建立了一种基于交替方向乘子法的对象形变动力学模型快速、准确、隐式优化求解方法。该方法以通用对象几何... 详细信息

机器人操作可形变对象在多类场景中具有重要的应用需求。然而,对象复杂的高维动力学模型导致难以准确、快速地计算其形变。本文建立了一种基于交替方向乘子法的对象形变动力学模型快速、准确、隐式优化求解方法。该方法以通用对象几何模型为输入创建有限元模型,并分别构建材料本构势能函数和操作及碰撞交互单元的位置约束能量函数。随后,采用动力学投影方法构建基于交替方向乘子法的两项优化求解问题,最终快速、准确地计算对象在机器人操作下的形变。数值实验表明,所提出的方法能够在保证相对形变计算误差低于5%的条件下,实现高于24帧/秒的物理形态更新。针对实际应用场景,对所提出的方法开展了从形变仿真预测到在线操作执行的量化评估以及全局约束环境下的离线规划和仿真应用验证。

关键词：机器人操作可形变对象交替方向乘子法隐式时间积分

基于林火风险的高压输电线路无人机巡检路径规划

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 911-921页

作者：张佳庆孙韬蒋弘瑞段君瑞缪煦扬纪杰国网安徽省电力有限公司电力科学研究院电力火灾与安全防护安徽省重点实验室合肥230601 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

跨越林区的高压输电线路建设存在诱发森林火灾的风险,因此必须重视高压输电线路的巡检工作。目前,以防范林区火灾风险为目的开展的无人机巡检路径规划的相关研究较少,且已有研究未针对电网系统的运维安全,也未考虑各火灾风险因素间的相... 详细信息

跨越林区的高压输电线路建设存在诱发森林火灾的风险,因此必须重视高压输电线路的巡检工作。目前,以防范林区火灾风险为目的开展的无人机巡检路径规划的相关研究较少,且已有研究未针对电网系统的运维安全,也未考虑各火灾风险因素间的相互影响。因此,该文提出一种基于网络分析法(analytic network process, ANP)和遗传算法(genetic algorithm, GA)的森林电网无人机巡检路径规划方法。首先结合历史数据和实地调研,识别出影响森林火灾风险的典型因素,并对所在线路及周边林区开展火灾风险评估,划分出高火险区域;再将这些高火险区域设置为巡检节点,基于GA规划出最短的无人机巡检路径。此外,提出一种基于最大偏转角约束的路径优化方法,对路径中不满足最大偏转角约束的节点进行了优化。该文以中国安徽省某重要输电通道线路3542#—3547#为应用对象,评估得出了线路周边存在10处高火险区域,规划出长度为5 391.72 m的无人机巡检路径,再利用最大偏转角约束的方法进行路径优化,优化后的路径总长为5 401.36 m,仅比原路径增长了0.179%。该文提出的无人机巡检路径规划方法以火灾风险评估为基础,兼顾了各林火风险因素间的相互影响,可以为后续林区高压输电线路的无人机巡检路径规划相关研究提供参考。

关键词：高压输电线路无人机路径规划林区火灾网络分析法(ANP) 遗传算法(GA)

基于虚拟纤维的各向异性超弹性材料本构模型设计

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第4期36卷 533-542页

作者：卢子璇何浩吴笛刘学慧中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190 中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室北京100190 中国科学院力学研究所微重力重点实验室北京100190

为了拓展图形学弹性体模拟中的各向异性超弹性虚拟材料种类,建立了基于虚拟纤维的本构模型.首先从能量可加性出发,将超弹性体应变能量密度函数分解为轴向、剪切、体积分量的纤维加和形式,然后建立单根纤维的轴向应变、剪切应变、体积应... 详细信息

为了拓展图形学弹性体模拟中的各向异性超弹性虚拟材料种类,建立了基于虚拟纤维的本构模型.首先从能量可加性出发,将超弹性体应变能量密度函数分解为轴向、剪切、体积分量的纤维加和形式,然后建立单根纤维的轴向应变、剪切应变、体积应变的应变度量,最后推导出各分量的应力表示.仿真实验使用基于四面体的非线性有限元法(finite element method,FEM),半隐式时间积分进行解算,并采用CPU串行算法,测试了不同场景下非线性能量函数以及纤维权重组合对虚拟纤维材料刚度、泊松效应、轴向特性的影响.结果表明,虚拟纤维本构模型具有大变形稳定性,材料参数设置可良好地展现上述物理特性,相比现有的横观各向同性模型具有更丰富的可调节能力.

关键词：各向异性材料有限元物理动画虚拟纤维

面向指-笔混合输入的交互原语和交互模型研究

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软件学报 2024年第4期35卷 2022-2038页

作者：仝青山康文惠付强黄进田丰戴国忠人机交互北京市重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

随着触摸设备的普及,指、笔输入已成为移动办公的一种主流输入方式.然而现有的应用主要以手指或笔通道中的一种作为输入,限制了用户的交互空间.同时,现有的指-笔混合研究主要关注串行的指-笔分工协作和特定交互任务的并行处理,并没有系... 详细信息

随着触摸设备的普及,指、笔输入已成为移动办公的一种主流输入方式.然而现有的应用主要以手指或笔通道中的一种作为输入,限制了用户的交互空间.同时,现有的指-笔混合研究主要关注串行的指-笔分工协作和特定交互任务的并行处理,并没有系统地考虑并行协作机制和不同通道输入之间的意图关联.为此,提出一种面向指-笔混合输入的交互模型;结合用户指-笔协作的行为习惯定义指-笔混合交互原语,拓展指、笔交互空间;继而利用部分可观察马尔可夫决策过程提出基于时序信息的指-笔混合输入意图提取方法,用以增量式地提取多义性交互原语的交互意图.最后通过一个用户实验说明指-笔混合输入的优势.

关键词：笔式交互指-笔混合输入交互空间交互模型

基于手绘草图的视觉内容生成深度学习方法综述

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软件学报 2024年第7期35卷 3497-3530页

作者：左然胡皓翔邓小明马翠霞王宏安人机交互北京市重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

手绘草图通过绘制简单的线条直观呈现用户的创作意图,支持用户采用手绘的方式快速表达思维过程及设计灵感,创作目标图像或视频.随着深度学习的发展,基于草图的视觉内容生成通过学习草图和视觉对象(即图像和视频)的特征分布进行跨领域特... 详细信息

手绘草图通过绘制简单的线条直观呈现用户的创作意图,支持用户采用手绘的方式快速表达思维过程及设计灵感,创作目标图像或视频.随着深度学习的发展,基于草图的视觉内容生成通过学习草图和视觉对象(即图像和视频)的特征分布进行跨领域特征映射,实现图像自动生成草图以及草图自动生成对应的图像或视频,与传统的人工创作方式相比有效地提高了生成的效率和多样性,成为计算机视觉、图形学领域的重要研究方向,并且在设计、视觉创作等领域具有重要作用.综述基于草图的视觉内容生成深度学习方法的研究现状和发展趋势,按照视觉对象的不同将现有工作分为基于草图的图像生成和基于草图的视频生成方法,并结合草图和视觉内容跨域生成、风格转化、视觉内容编辑等任务对生成模型进行详细分析,然后比较和总结常用的数据集、针对草图数据不足提出的扩充方法以及生成模型的评估方法,进一步通过草图在视觉内容生成应用中面临的挑战及生成模型未来发展方向对研究趋势进行展望.

关键词：人机交互手绘草图视觉内容生成深度学习

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DNA水凝胶的构建及柔性电子应用

高分子学报 2024年第6期55卷 655-672页

作者：李颀王丽华樊春海叶德楷中国科学院上海应用物理研究所、中国科学院界面物理与技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 张江实验室上海201210 上海交通大学化学化工学院上海200240

水凝胶材料能有效提升柔性电子器件与人体组织的相容性,在智能穿戴、健康监测和人机接口等研究领域展现了巨大的应用潜力.然而,传统的水凝胶材料难以在器件界面进行原位无损的结构调控,同时也缺乏对多类型生化刺激的识别响应能力,这制... 详细信息

水凝胶材料能有效提升柔性电子器件与人体组织的相容性,在智能穿戴、健康监测和人机接口等研究领域展现了巨大的应用潜力.然而,传统的水凝胶材料难以在器件界面进行原位无损的结构调控,同时也缺乏对多类型生化刺激的识别响应能力,这制约了水凝胶柔性电子器件的高性能构筑和多功能应用. DNA水凝胶制备工艺温和,结构精确可控且具有丰富的生化识别响应性,是柔性电子器件功能化的理想材料之一.本文着重介绍了DNA水凝胶的材料特性及其柔性电子器件应用的研究进展.首先介绍了纯DNA水凝胶和杂化DNA水凝胶的制备方法,以及面向多类型功能界面的构筑策略.通过对DNA水凝胶力学特性、识别响应性和生物相容性的深入分析,展示了其在器件功能调控和生物医学应用方面的重要价值.其次,详细探讨了DNA水凝胶功能化的柔性电子器件在传感、储能和显示等方面的研究进展,展现了其在人体健康监测和智能穿戴领域的应用前景.最后,对DNA水凝胶在柔性生物电子领域的未来发展进行了展望.

关键词： DNA水凝胶刺激响应柔性电子器件传感器

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叶企孙在哈佛大学的留学经历

自然辩证法通讯 2024年第8期46卷 110-120页

作者：胡升华中国科学技术大学科技史与科技考古系安徽合肥230026

叶企孙在中国近代物理学的引进、扎根和培植过程中发挥了巨大的作用。包括他和胡刚复在内的几位中国物理学事业先驱都有在哈佛大学留学的经历,本文分析了哈佛大学物理系实验性物理传统的形成及其影响,通过档案资料考察了叶企孙的博士学... 详细信息

叶企孙在中国近代物理学的引进、扎根和培植过程中发挥了巨大的作用。包括他和胡刚复在内的几位中国物理学事业先驱都有在哈佛大学留学的经历,本文分析了哈佛大学物理系实验性物理传统的形成及其影响,通过档案资料考察了叶企孙的博士学位修习情况和当时的学术环境,借助量子力学口述史料探讨了叶企孙在哈佛的一些同学选择成为理论物理学家的学术背景,分析了叶企孙与他们学术生涯不同的原因和合理性,试图揭示叶企孙的留学经历与他后来物理教育实践的一些关联线索。

关键词：叶企孙胡刚复哈佛大学物理系杰弗逊物理实验室物理学史

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高原与沙漠地区近地面湍流HAP模式研究

光学学报 2024年

作者：胡志远邵士勇汤沛穆渊吴晓庆中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室中国科学技术大学研究生院科学岛分院

本研究旨在提高高原与沙漠地区激光大气传输湍流效应的评估精度。近地面是湍流变化最大且最剧烈的区域，对激光传输产生极大的影响。为了准确获取近地面湍流强度高度分布，在高原与沙漠区域进行了地面两层高度（2m和5m）光学湍流的同步... 详细信息

本研究旨在提高高原与沙漠地区激光大气传输湍流效应的评估精度。近地面是湍流变化最大且最剧烈的区域，对激光传输产生极大的影响。为了准确获取近地面湍流强度高度分布，在高原与沙漠区域进行了地面两层高度（2m和5m）光学湍流的同步测量，以及无人机搭载温度脉动仪的空中测量。利用地面2米处折射率结构常数实测值和当地日出日落时间，验证了HAP模式的适用性。进一步重新拟合了HAP模式的指数及其日变化，并提供了适合高原与沙漠地区的拟合公式。与传统模式相比，重新拟合的HAP模式在高原与沙漠地区激光大气传输湍流效应的评估中具有更好的适用性，为相关研究提供了新的参考依据。通过本研究，能够深化不同下垫面大气光学湍流的分布差异理解，提升不同地区激光大气传输湍流效应的评估精度。

关键词：大气光学湍流高原与沙漠地区激光大气传输近地面 HAP模式