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基于肌肉协同和肌肉力相对关系的人体行走下肢肌肉力计算方法

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 585-596页

作者：张岭黄岩王启宁北京理工大学机电学院北京100081 北京理工大学智能机器人与系统高精尖创新中心北京100081 仿生机器人与系统教育部重点实验室北京100081 北京大学工学院先进制造与机器人系北京100871

针对现有计算肌肉力的方法中缺乏对运动过程中肌肉协同机制和肌肉力相对关系考量的问题,提出一种基于行走过程中肌肉力相对关系与肌肉协同的肌肉力计算方法。该方法在二次优化的基础上,将人体行走过程中一段时间的肌肉力以及不同肌肉收... 详细信息

针对现有计算肌肉力的方法中缺乏对运动过程中肌肉协同机制和肌肉力相对关系考量的问题,提出一种基于行走过程中肌肉力相对关系与肌肉协同的肌肉力计算方法。该方法在二次优化的基础上,将人体行走过程中一段时间的肌肉力以及不同肌肉收缩力之间的关系纳入逆动力学计算中。在所建立的肌肉骨骼模型的基础上,利用该方法得到行走过程中下肢主要肌肉的肌肉力,计算结果可以有效地反映人体运动规律以及行走过程中的肌肉协同机制。该计算方法可为人体运动形成机制、运动康复与训练以及仿人机器控制等提供理论依据。

关键词：人体肌肉骨骼模型逆动力学计算肌肉协同肌肉力相对关系

地面机动平台可重构轮履复合推进机构研究现状与展望

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北京理工大学学报 2024年第6期44卷 553-564页

作者：刘城王嘉轩刘建峰魏巍闫清东北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 浙江嘉兴314001 北京理工大学重庆创新中心重庆401147 北京理工大学济南前沿技术研究院山东济南250300

可重构轮履复合推进机构兼具轮式推进机构的快速性和履带推进机构的通过性,是提高地面机动平台在极端地形上综合性能的关键技术,在各类机器人和特种车辆上都得到了一定应用.文中在系统调研国内外相关文献的基础上,按轮履构型重构互换原... 详细信息

可重构轮履复合推进机构兼具轮式推进机构的快速性和履带推进机构的通过性,是提高地面机动平台在极端地形上综合性能的关键技术,在各类机器人和特种车辆上都得到了一定应用.文中在系统调研国内外相关文献的基础上,按轮履构型重构互换原理对推进机构进行分类,着重对比分析了不同构型的结构特点和应用场景,指出了可重构轮履复合推进机构的主要技术难点和发展前景.

关键词：地面机动平台可重构轮履复合通过性

分体式飞行汽车立体环境感知系统设计及试验研究

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机械工程学报 2024年

作者：李颖王荣煊万成麟王伟达杨超徐彬北京理工大学机械与车辆学院北京理工大学重庆创新中心

飞行汽车能够根据道路与天气情况在地面行驶和空中飞行两种模式之间进行切换，对提升交通效率、适应复杂地形及降低交通设施成本具有重要意义。分体式飞行汽车由电动垂直起降飞行器、智能操控座舱和自动驾驶底盘三个独立模块构成，具备... 详细信息

飞行汽车能够根据道路与天气情况在地面行驶和空中飞行两种模式之间进行切换，对提升交通效率、适应复杂地形及降低交通设施成本具有重要意义。分体式飞行汽车由电动垂直起降飞行器、智能操控座舱和自动驾驶底盘三个独立模块构成，具备地面无人行驶与空中自主飞行两种模式。首先，基于分体式飞行汽车自动驾驶、多模块自主对接引导等功能任务需求，提出了立体环境感知系统传感器配置与部署方案并标定了传感器。其次，设计了多传感器融合环境感知算法，实现了目标检测、可行驶区域分割及多模块自主对接定位。最后，在分体式飞行汽车高性能边缘计算设备进行了实车验证。试验表明该感知系统能取得高效的环境感知效果，为分体式飞行汽车的自动驾驶及自主对接引导提供了新思路。

关键词：分体式飞行汽车环境感知传感器标定与算法测试

探究单次肝区推拿对小鼠急性酒精性肝损伤的影响

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环球中医药 2024年

作者：林小娟陈幼楠杨昌铭刘晓栋缪林清北京中医药大学针灸推拿学院北京理工大学机电学院智能机器人与系统高精尖创新中心

目的探究单次肝区推拿对急性酒精性肝损伤小鼠的影响。方法 24只8周龄C57BL/6雄性小鼠，随机分为空白组、模型组、6小时推拿组和24小时推拿组，每组6只。通过两次间隔12小时灌胃75％乙醇（每次12μL/g）建立急性酒精性肝损伤模型。在... 详细信息

目的探究单次肝区推拿对急性酒精性肝损伤小鼠的影响。方法 24只8周龄C57BL/6雄性小鼠，随机分为空白组、模型组、6小时推拿组和24小时推拿组，每组6只。通过两次间隔12小时灌胃75％乙醇（每次12μL/g）建立急性酒精性肝损伤模型。在造模后对6小时推拿组和24小时推拿组进行5分钟单次肝区推拿。根据干预后取材时间点不同，分别在6小时（模型组、空白组和6小时推拿组）和24小时（24小时推拿组）后取材。计算小鼠体质量和肝脏质量的比值；检测小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶（alanineaminotransferase，ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（aspartateaminotransferase，AST）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白胆固醇（high-densitylipoproteincholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（low-densitylipoproteincholesterol，LDL-C）以及小鼠肝匀浆中超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）的水平；采用HE染色法观察肝组织形态；油红染色观察肝细胞脂肪变性。结果（1）肝脏指数、AST、ALT：与空白组相比，模型组肝脏指数、ALT、AST升高（P0.05）。结论单次肝区推拿干预对急性酒精性肝损伤小鼠肝脏具有保护作用，且效果具有持续性。单次肝区推拿能改善急性酒精性肝损伤小鼠的肝功能指标和血脂水平，减轻肝脏病理损伤，降低肝细胞脂肪变性。

关键词：单次肝区推拿急性酒精性肝损伤脂质代谢护肝

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编码孔径快照光谱成像重构算法综述

计算机学报 2024年第1期47卷 190-212页

作者：马祥天王立志黄华北京理工大学计算机学院北京100081 北京师范大学人工智能学院北京100875

光谱图像含有丰富的空间和光谱信息,能够反映目标的组成、结构和材料特性,在航天遥感、医疗诊断和机器视觉等领域具有重要的应用价值.近年来,光谱成像技术作为热点研究领域受到广泛关注.传统光谱成像技术采用沿空间维度或光谱维度扫描... 详细信息

光谱图像含有丰富的空间和光谱信息,能够反映目标的组成、结构和材料特性,在航天遥感、医疗诊断和机器视觉等领域具有重要的应用价值.近年来,光谱成像技术作为热点研究领域受到广泛关注.传统光谱成像技术采用沿空间维度或光谱维度扫描的方式,依次获取待测物体表面的光谱信息.由于曝光时间较长,传统光谱成像技术不适用于拍摄动态场景.编码孔径快照光谱成像(Coded Aperture Snapshot Spectral Imaging,CASSI)是光谱成像的前沿技术方案,能够从单次曝光中快速获取动态场景的光谱图像,其包括两个阶段:对高维光谱图像的“编码降维采集”和对低维观测图像的“解码升维重构”.CASSI的早期研究聚焦于“编码降维采集”,通过物理系统设计提升图像编码的有效性,包括编码模板设计和双相机系统设计.目前,CASSI的“编码降维采集”物理系统趋于稳定,其“解码升维重构”决定了光谱成像的质量和效率.本文综述CASSI的重构算法.首先介绍CASSI的物理系统和前向模型,详细描述物理系统的组成元件和硬件参数,推导CASSI前向模型的数学表达;其次梳理CASSI重构的特点和挑战,其挑战主要存在于系统前向模型、先验表示模型、算法灵活性、算法复杂度、实物数据集等方面;之后重点归纳重构算法的研究现状,包括基于优化模型的重构算法和基于深度学习的重构算法.基于优化模型的重构算法利用凸优化模型求解线性逆问题,结合平滑、稀疏、低秩等手工设计的先验表示模型降低逆问题的欠定性;基于深度学习的重构算法利用数据驱动的方式建立先验表示模型,结合端到端全网络、深度展开、即插即用等框架求解重构图像.接着比较主流算法的重构质量和计算效率,以峰值信噪比、结构相似度、光谱角制图为重构质量的评价指标,以模型参数量、浮点计算量为计算效率的评价指标.最后讨论现有工作的不足和未来研究趋势,指出当前仍未解决的领域痛点,展望进一步的研究方向,为本领域开拓创新提供参考.

关键词：快照光谱成像编码孔径图像重构优化模型深度学习

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高超声速飞行器发汗冷却系统自抗扰控制研究

现代防御技术 2024年第2期52卷 33-41页

作者：易鑫王春彦董伟张鹏宇黎晓健王佳楠邓方北京理工大学宇航学院北京 100081 北京理工大学宇航学院北京 100081 北京理工大学前沿技术研究院山东济南 250300 北京理工大学自主智能无人系统全国重点实验室北京 100081 北京临近空间飞行器系统工程研究所北京 100076 武汉高德红外股份有限公司湖北武汉 430205 北京理工大学自主智能无人系统全国重点实验室北京 100081 北京理工大学重庆创新中心重庆 401120

针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真.该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数... 详细信息

针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真.该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数据中提取干扰信息并进行补偿,实现对热流干扰的抑制.仿真结果表明,针对发汗冷却系统设计的自抗扰控制器,能够实现对参考温度的快速跟踪;且相较于传统的PID控制,温度响应没有超调;在有外界热流干扰时,具有较强的鲁棒性和适应性,可以为发汗冷却控制系统的工程应用提供一定参考.

关键词：高超声速飞行器发汗冷却温度控制自抗扰控制鲁棒性抗干扰

来源：博看期刊评论

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充液航天器固定时间姿态滑模容错控制

北京航空航天大学学报 2024年

作者：范志文宋晓娟吕书锋岳宝增北京理工大学宇航学院内蒙古工业大学理学院内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室

研究存在执行器饱和、执行器故障和外部扰动的液体大幅晃动充液航天器姿态系统，提出一种基于干扰观测器的滑模容错控制策略，实现姿态固定时间稳定。动力学建模过程中，将大幅晃动的液体燃料等效为运动脉动球模型，建立刚-液耦合航天... 详细信息

研究存在执行器饱和、执行器故障和外部扰动的液体大幅晃动充液航天器姿态系统，提出一种基于干扰观测器的滑模容错控制策略，实现姿态固定时间稳定。动力学建模过程中，将大幅晃动的液体燃料等效为运动脉动球模型，建立刚-液耦合航天器动力学方程。姿态控制器设计过程中，首先设计自适应固定时间干扰观测器，保证控制系统中的综合扰动可以在固定时间内被估计到；在此基础上，利用滑模控制理论设计固定时间姿态容错控制策略；此外，通过引入双曲正切函数，克服传统输入饱和的符号函数。该控制策略能够快速实现液体大幅晃动的充液航天器在执行器饱和、执行器故障和外部扰动的影响下姿态高精度稳定。最后，将本文提出的姿态容错控制方案进行数值仿真与对比，验证控制策略的有效性和优越性。

关键词：充液航天器姿态控制干扰观测器滑模控制固定时间控制

ChatGPT对研究生创新能力培养的价值与挑战

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高校教育管理 2024年第2期18卷 42-52页

作者：周文辉赵金敏北京理工大学研究生教育研究中心北京理工大学人文与社会科学学院北京100081

创新能力一直被视为人类独有的智能,但以ChatGPT为代表的生成式人工智能产品突破了人类对机器智能的认知,也为研究生创新能力培养带来了新的价值和挑战。一方面,ChatGPT在弥补导师资源不足、强化学术指导,加速研究生创新知识习得、打破... 详细信息

创新能力一直被视为人类独有的智能,但以ChatGPT为代表的生成式人工智能产品突破了人类对机器智能的认知,也为研究生创新能力培养带来了新的价值和挑战。一方面,ChatGPT在弥补导师资源不足、强化学术指导,加速研究生创新知识习得、打破学科壁垒,引导研究问题挖掘、激发创新思维,推动研究生创新能力评价改革、容许自由探索等方面具有潜在价值。另一方面,ChatGPT也在一定程度上违反了高深知识的学习规律,使知识体系难以形成;导致教育内容亟待更新,人际互动受到冲击;引发创新能力内涵急剧变化,数字素养要求进一步提高;加剧就业风险,使学科价值需重新研判。基于此,我国需要灵活运用人工智能,完善研究生创新能力培养模式;完善研究生创新能力评价机制,营造包容的创新环境;健全数字安全法规,提升研究生数字素养;优化学科专业布局,增强研究生技能迁移能力。

关键词： ChatGPT 人工智能创新能力培养创新能力评价数字素养

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数智时代我国高等教育评估体系的转型与重构

大学教育科学 2024年第2期 106-117页

作者：王战军李旖旎北京理工大学研究生教育研究中心北京理工大学人文与社会科学学院北京100081

数智时代我国高等教育的转型呼唤高等教育评估的变革。从内涵维度透视,高等教育评估的目的由单一价值判断转向多元智能优化,评估的尺度由单视域及时反馈转向多视域实时呈现,评估的模式由数据集中密集转向区块互联分布。从功能维度透视,... 详细信息

数智时代我国高等教育的转型呼唤高等教育评估的变革。从内涵维度透视,高等教育评估的目的由单一价值判断转向多元智能优化,评估的尺度由单视域及时反馈转向多视域实时呈现,评估的模式由数据集中密集转向区块互联分布。从功能维度透视,全息评估支撑多元主体从认识价值上升为“共创价值”,人工智能驱动主管部门从被动应对决策上升为主动“预警预测”,人机互动牵引教育教学质量从持续改进上升为“提质增强”。建构新型高等教育评估体系须秉持“以评促强、争创一流”的发展理念,探索“平台化”协同慧治的治理模式,创造“教育评估智能体”的超级生态,持续系统提升高等教育质量,服务于教育强国建设。

关键词：高等教育评估数智时代教育强国教育评估智能体