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三维微流控芯片的挤出式3D打印工艺

微纳电子技术 2024年第9期61卷 125-132页

作者：韩蕴达苑泽伟郭凯郑雄飞王赫然沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169

微流控芯片技术在疾病模型、药物筛选和个性化医疗领域显示出巨大的应用潜力。针对传统二维微流控芯片在模拟复杂生物环境方面存在局限性的问题,开发了一种新型的适用于挤出式3D打印的高分子共混材料,该混合材料由聚L-丙交酯-己内酯(PL... 详细信息

微流控芯片技术在疾病模型、药物筛选和个性化医疗领域显示出巨大的应用潜力。针对传统二维微流控芯片在模拟复杂生物环境方面存在局限性的问题,开发了一种新型的适用于挤出式3D打印的高分子共混材料,该混合材料由聚L-丙交酯-己内酯(PLCL)和聚乙二醇(PEG)组成。测试了PLCL和PEG质量比分别为7∶3、6∶4、5∶5的三种混合材料的流变性能,筛选最佳配比材料,优化打印工艺参数,实现了复杂三维结构的高精度打印,并且打印件具备明显的抗塌陷能力和飞线断丝的可控性。提出了一种创新的微流控芯片分区设计与打印方法,将芯片结构分为4个区域并单独优化打印轨迹,有效减少了悬空结构产生的塌陷。实验结果显示,PLCL和PEG质量比为7∶3的混合材料具有良好的可打印性能,在3 mm/s的打印速度、20 mm/s的飞线速度下,成功实现了无需溶芯材料的三维微流控芯片的打印,微通道截面显示了良好的形状。细胞实验显示,PLCL/PEG材料支架对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)具有良好的细胞相容性,并且具有调节巨噬细胞极化、促进M2型表型形成的能力,显示了其在抗炎和免疫调节方面的功能。研究结果为微流控芯片的制造提供了新的材料和制备技术,拓展了3D打印在生物医学领域的应用范围,并为未来器官芯片技术的临床转化提供了实验基础。

关键词：微流控芯片挤出式3D打印高分子共混材料细胞相容性免疫调节

基于学习产出的电子系统设计综合实践课程教改研究

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现代商贸工业 2024年第12期45卷 250-252页

作者：陈婷婷修丽梅陈晓丹北京联合大学智慧城市学院北京100101 北京联合大学机器人学院北京100101

本文在分析电子系统设计课程重要性的基础上,提出了一种基于教学产出(OBE)教育模式的教学改革方案。该方案将传统教学模式与开放式教学相结合,教学过程与学科竞赛相结合,丰富完善了成果评价机制,并提供了学习活动与学科竞赛相结合的具... 详细信息

本文在分析电子系统设计课程重要性的基础上,提出了一种基于教学产出(OBE)教育模式的教学改革方案。该方案将传统教学模式与开放式教学相结合,教学过程与学科竞赛相结合,丰富完善了成果评价机制,并提供了学习活动与学科竞赛相结合的具体方案,实现了电子系统设计课程以成果为导向的教学方法、执行过程和考核方式改革。

关键词：学习产出开放实验学科竞赛考核方式

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基于攻击意图的工业网络抗毁性评价研究

网络安全与数据治理 2024年第2期43卷 1-8页

作者：赵剑明曾鹏王天宇中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院网络化控制系统重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049

随着工业网络的迅猛发展,安全事件层出不穷,网络抗毁性成为了该领域关注的焦点之一。针对工业网络中的安全问题,以攻击意图为切入点,开展了工业网络抗毁性评价问题的研究。首先,通过对已知攻击案例的分析,识别了多种攻击类型及其潜在影... 详细信息

随着工业网络的迅猛发展,安全事件层出不穷,网络抗毁性成为了该领域关注的焦点之一。针对工业网络中的安全问题,以攻击意图为切入点,开展了工业网络抗毁性评价问题的研究。首先,通过对已知攻击案例的分析,识别了多种攻击类型及其潜在影响;然后,区别于现有针对网络系统本身特性的评价方法,将攻击的潜在意图纳入考量,构建了一个综合性的抗毁性评价方法;最后,在一个工业网络系统模型上,通过与现有流行的网络系统抗毁性评价方法对比,发现所提出的基于攻击意图的工业网络抗毁性评价方法具有更加客观、稳定的评估效果。该抗毁性评价方法综合考虑了外界攻击的意图、发生概率、影响范围以及可能的后果,有效刻画了不同场景下系统面对相同规模外界攻击时的抗毁性。

关键词：攻击意图安全风险测度工业物联网安全威胁

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基于导纳算法的管道机械双臂螺栓装配研究

信息技术与信息化 2024年第5期 46-49页

作者：殷云彬张悦卜春光沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016

为解决煤矿井下巷道管道安装中的法兰光孔螺栓连接问题,针对双机械臂提出一种基于导纳算法的螺栓螺母紧固控制器。首先,采用ATI力传感器实时感知机械臂与环境接触时的力;其次,用UR机械臂搭建实验系统,利用双机械臂模拟螺栓螺母的装配过... 详细信息

为解决煤矿井下巷道管道安装中的法兰光孔螺栓连接问题,针对双机械臂提出一种基于导纳算法的螺栓螺母紧固控制器。首先,采用ATI力传感器实时感知机械臂与环境接触时的力;其次,用UR机械臂搭建实验系统,利用双机械臂模拟螺栓螺母的装配过程;最后,在实验系统中应用导纳控制算法,实现实时监测机械臂与环境之间的接触力,并相应调整机械臂的位置以减少接触力,从而有效保护了工件和传感器,验证了柔顺控制算法在螺栓拧紧过程中的有效性。

关键词：双机械臂力反馈柔顺控制导纳控制位置控制

基于功能性电刺激的肘部运动迭代学习控制研究

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自动化与仪表 2024年第7期39卷 6-10页

作者：操瑞钰中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

功能性电刺激(functional electrical stimulation,FES)是治疗脑卒中后运动障碍的重要方法。考虑到现有动力学建模方法复杂、控制精度有待提高,该文提出了一种基于FES的肘部运动的带有遗忘因子的迭代学习控制方法。该研究利用Hammerstei... 详细信息

功能性电刺激(functional electrical stimulation,FES)是治疗脑卒中后运动障碍的重要方法。考虑到现有动力学建模方法复杂、控制精度有待提高,该文提出了一种基于FES的肘部运动的带有遗忘因子的迭代学习控制方法。该研究利用Hammerstein结构建立肘部肌肉骨骼模型,在此基础上设计了带有遗忘因子的迭代学习控制的FES系统。通过计算样本实际输出与模型输出角度之间的均方根误差和最大角度误差,检验所建立的肌骨模型的可靠性。通过仿真分析和实际控制实验,评估了闭环FES系统的控制效果,并与传统的迭代学习控制FES系统进行了对比,说明了控制方法的有效性。研究结果表明,所建立的肘部肌骨模型适用于研究电刺激下肘关节的运动特性,并且带有遗忘因子的迭代学习控制方法在肘部控制中表现出更优越的性能。

关键词：功能性电刺激肌骨模型迭代学习控制遗忘因子

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基于并环螺芴氧杂蒽类单体的链柔性化蓝光聚合物及其柔性有机发光二极管

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高分子学报 2024年第6期55卷 673-687页

作者：李昊罗曼曼祝守加朱爱云虞梦娜冯全友解令海南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院、有机电子与信息显示国家重点实验室、分子系统与有机器件中心南京210023 河南大学柔性电子学院、河南省柔性电子产业技术研究院郑州450046

螺芴氧杂蒽作为一类重要的宽带隙蓝光材料功能砌块,常被用于构筑具有优异光电性能和器件稳定性的聚合物半导体,但螺芴氧杂蒽类聚合物柔性化的构筑却很少被报道.基于此,本文报道了高效合成单螺环/并环螺芴氧杂蒽类单体及其蓝光聚合物,包... 详细信息

螺芴氧杂蒽作为一类重要的宽带隙蓝光材料功能砌块,常被用于构筑具有优异光电性能和器件稳定性的聚合物半导体,但螺芴氧杂蒽类聚合物柔性化的构筑却很少被报道.基于此,本文报道了高效合成单螺环/并环螺芴氧杂蒽类单体及其蓝光聚合物,包括均聚物PC8SFX-Homo、PDSFX-Homo和共聚物PC8SFX-Co、PDSFX-Co,其中并环聚合物(PLQYsol=88.2%,EQEmax=0.52%)无论是发光效率还是柔性器件性能均明显优于单螺环体系(PLQYsol=11.1%,EQEmax=0.17%).且并环聚合物表现出更低的内部应力.同时通过主链柔性化策略引入柔性链段共聚在获得更优柔性的同时能够获得更优异的发光性能和更好的柔性发光二极管器件性能.该工作为构建柔性电子应用的宽带隙深蓝光聚合物及其柔性发光显示器件应用提供了新的思路.

关键词：螺芴氧杂蒽蓝光聚合物链柔性化力学行为柔性有机发光二极管

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基于深度学习的实时同步定位与建图算法研究

信息技术与信息化 2024年第1期 207-211页

作者：石征锦王晟霖武晨卜春光范晓亮沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳110159 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016

传统的视觉同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法大多数建立在假设场景是静态的基础之上,这种假设限制了视觉SLAM在现实场景的应用。针对传统SLAM算法在动态环境下定位精度低、鲁棒性差的问题,提出了一种实... 详细信息

传统的视觉同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法大多数建立在假设场景是静态的基础之上,这种假设限制了视觉SLAM在现实场景的应用。针对传统SLAM算法在动态环境下定位精度低、鲁棒性差的问题,提出了一种实时动态视觉SLAM算法。首先所提出的算法以ORBSLAM3为基础,新增了一个语义线程,该线程与其他线程并行运行,可以避免语义线程运行较慢而影响跟踪线程的运行。然后使用移动概率更新和传播语义信息,将其保存在地图中,并且使用数据关联算法从跟踪中去除动态点。最后使用公共TUM数据集来评估,证明了所提出的算法在动态环境下的鲁棒性和实时性优于现有的算法。

关键词：视觉同步定位与建图动态环境语义分割实时性

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基于模型预测的巷道机器人轨迹跟踪算法研究

信息技术与信息化 2024年第1期 13-16页

作者：石征锦张野武晨卜春光范晓亮沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳110159 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016

为了解决巷道机器人高精度轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于模型预测控制的高精度轨迹跟踪控制算法。首先,根据巷道机器人的运动学特性,建立了运动学模型;其次,基于跟踪精度和机器人的物理特性设计轨迹跟踪优化目标函数,并根据巷道机器... 详细信息

为了解决巷道机器人高精度轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于模型预测控制的高精度轨迹跟踪控制算法。首先,根据巷道机器人的运动学特性,建立了运动学模型;其次,基于跟踪精度和机器人的物理特性设计轨迹跟踪优化目标函数,并根据巷道机器人的物理限制和巷道环境特点需要设定轨迹跟踪控制器的边界条件;然后,选择用二次规划完成优化计算,并依托机器人本体的里程计反馈信息,完成巷道机器人轨迹跟踪控制;最后使用turtlebot3型机器人进行了实物实验,并且与基于反步法的轨迹跟踪进行了对比,结果表明所提出的方法具有更好的轨迹跟踪精度和鲁棒性。

关键词：巷道机器人轨迹跟踪 MPC 反步法二次规划

静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯-六氟丙烯电解质膜用于电化学执行器

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化学学报 2024年第6期82卷 570-576页

作者：汪莎莎孟鹏辉李阳邓慧婵郭志翔刘一任石乃恩魏颖解令海南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室分子系统与有机器件研究中心南京210023 福建师范大学海峡柔性电子(未来科技)研究院福州350117

本研究采用静电纺丝法制备了两种具有不同纤维直径的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)电解质薄膜用于电化学执行器.相比于滴涂薄膜,电纺薄膜具有出色的柔韧性和大量孔隙结构,其中粗纤维薄膜(PVDF-HFP22%(w))表现出更好的拉伸断裂应力(7.... 详细信息

本研究采用静电纺丝法制备了两种具有不同纤维直径的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)电解质薄膜用于电化学执行器.相比于滴涂薄膜,电纺薄膜具有出色的柔韧性和大量孔隙结构,其中粗纤维薄膜(PVDF-HFP22%(w))表现出更好的拉伸断裂应力(7.52 MPa)、拉伸断裂伸长率(235%)和器件面电容(39.8 mF·cm^(-2)).在±0.5 V, 0.1 Hz的低驱动电压下,粗纤维薄膜制备的电化学执行器的驱动位移为9.6mm,相比于细纤维执行器的6.5mm和滴涂薄膜执行器的2.6 mm分别提升了1.48倍和3.69倍.当电压升高到±2 V, 0.1 Hz时,粗纤维薄膜执行器驱动位移为24.3 mm,分别是细纤维执行器的1.19倍和滴涂样品的1.46倍.该工作为制备大驱动位移电化学执行器提供了新的思路与方法.

关键词：静电纺丝聚偏二氟乙烯-六氟丙烯电解质膜电化学执行器纤维直径