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心率联合加速度计计数建立健身气功·五禽戏的能量消耗预测模型研究

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中国运动医学杂志 2024年第4期43卷 251-257页

作者：路明月衣龙燕燕书婷卢智慧曹维刘晓蕾邱俊强北京体育大学北京100084 运动营养北京市高等学校工程研究中心北京100084

目的:基于心率联合不同部位加速度计计数建立健身气功·五禽戏的能量消耗(energy expenditure,EE)预测模型,为五禽戏的EE监测提供参考依据。方法:选取74名18~30岁健康大学生作为研究对象,按习练水平分为熟练组(n=39,男21、女18)和初学组... 详细信息

目的:基于心率联合不同部位加速度计计数建立健身气功·五禽戏的能量消耗(energy expenditure,EE)预测模型,为五禽戏的EE监测提供参考依据。方法:选取74名18~30岁健康大学生作为研究对象,按习练水平分为熟练组(n=39,男21、女18)和初学组(n=35,男17、女18),其中55名为建模组,19名为验证组。佩戴Polar心率表、ActiGraph-GT3X+加速度计(9个部位:腰部、两侧上臂、两侧腕部、两侧大腿和两侧踝部)和CORTEX MetaMax3B-R2便携式气体代谢仪测试习练1套五禽戏的心率(heart rate,HR)、加速度计计数[X轴、Y轴、Z轴及三轴向量幅值(vector magnitude,VM)的计数值]和EE相关指标。以气体代谢仪所测精准EE为基准,建立HR、加速度计计数或HR联合加速度计计数的线性回归模型,并分析对比不同预测模型的准确性。结果:(1)五禽戏运动EE与性别、身高、体重、肌肉量、HR相关指标和不同部位加速度计计数(腰部X轴计数值,左大腿VM值及X轴、Y轴计数值,右大腿VM值及Y轴、Z轴计数值,左脚踝VM值及Y轴计数值,右脚踝VM值及Y轴、Z轴计数值)均显著相关(P运动EE的HR、加速度计计数和HR联合加速度计数模型的调整后R2分别为0.582、0.508、0.678(P运动HR-安静HR,次/分)+0.001×右大腿Y轴计数值+0.181×运动HR(次/分)-4.202×性别(男=0,女=1)。结论:HR联合加速度计计数建立的五禽戏运动EE预测模型效果最好,可较为准确地推算1套五禽戏运动的EE。

关键词：健身气功·五禽戏能量消耗心率加速度计预测模型

基于RBF神经网络的闭链下肢康复机器人自适应补偿控制

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机械传动 2024年第4期48卷 60-68页

作者：李东琦秦建军孙茂琳郑皓冉李伟北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京市建筑安全监测工程技术研究中心北京100044 国家体育总局运动医学研究所北京100061

在下肢康复机器人的康复训练过程中,模型参数、环境干扰等不确定性因素会影响机器人轨迹跟踪的精度。针对这一问题,提出了一种基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络的自适应补偿控制,该控制方法能够提高机械系统轨迹跟踪... 详细信息

在下肢康复机器人的康复训练过程中,模型参数、环境干扰等不确定性因素会影响机器人轨迹跟踪的精度。针对这一问题,提出了一种基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络的自适应补偿控制,该控制方法能够提高机械系统轨迹跟踪的精确性。首先,设计一款具有4种工作模式、运动稳定的闭链卧式下肢康复机器人结构;然后,利用拉格朗日方法求解动力学名义模型,将康复装置的模型参数以及外界干扰等不确定性因素分离出来,并设计基于RBF神经网络的自适应补偿算法对其进行逼近控制;最后,通过Matlab/Simulink环境对其进行仿真验证,证明了该控制策略的有效性。结果显示,在人体步态曲线轨迹跟踪中,提出的基于RBF神经网络的自适应补偿算法相比传统的模糊比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制的方法响应速度快、跟踪效果好,且髋关节和膝关节轨迹跟踪的角度误差峰值分别为0.08°和0.13°,远小于患者下肢在康复运动中的转动角度。设计了单腿样机试验,试验结果表明,采用的RBF补偿自适应控制器能够实现高精度的跟踪结果,也能够满足患者在康复训练中安全性的要求。

关键词：下肢康复机器人闭链结构 RBF神经网络不确定性自适应补偿控制

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基于激光诱导石墨烯的应变传感器研究进展

化工进展 2024年

作者：慕铭赵伟伟陈光孟刘小青中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波大学材料科学与化学工程学院

激光诱导石墨烯（LIG）是通过激光直接照射碳前体得到的一种三维多孔石墨烯材料。凭借制备过程简单、可任意图案化、价廉质优等优势，LIG在柔性应变传感器领域受到极大的关注，已广泛应用于医疗健康、运动监测、人机交互等领域。本文着... 详细信息

激光诱导石墨烯（LIG）是通过激光直接照射碳前体得到的一种三维多孔石墨烯材料。凭借制备过程简单、可任意图案化、价廉质优等优势，LIG在柔性应变传感器领域受到极大的关注，已广泛应用于医疗健康、运动监测、人机交互等领域。本文着重介绍了LIG的制备工艺，激光参数、碳前体及掺杂改性等影响其结构-性能的因素，以及LIG在柔性应变传感器应用的最新进展，其中激光参数包括激光功率和扫描速率、图像密度、焦距及气氛环境；碳前体包括芳香族聚合物和天然材料；掺杂改性包括原位掺杂和后处理掺杂。指出开发生物兼容性高、可降解的碳前体是电子产品可再生性和可持续性的重要需求，大变形、快响应是LIG基柔性可穿戴传感器的探索目标，多功能传感集成是LIG基柔性可穿戴传感器的发展趋势。

关键词：电子材料复合材料纳米结构激光诱导石墨烯应变传感器

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机载相控阵雷达气象信号处理研究

火控雷达技术 2024年第1期53卷 76-80页

作者：韩云龙张开生孙慧敏李杭波西安电子工程研究所西安710100

机载气象雷达作为一种重要的气象监测手段,被广泛应用到国防和民用,它能够通过间歇的接收云层中粒子的散射回波来实时远方的气象状况,保证飞机的安全飞行。相控阵雷达作为目前功能最为强大的雷达,它不仅能通过多普勒效应检测到能检测到... 详细信息

机载气象雷达作为一种重要的气象监测手段,被广泛应用到国防和民用,它能够通过间歇的接收云层中粒子的散射回波来实时远方的气象状况,保证飞机的安全飞行。相控阵雷达作为目前功能最为强大的雷达,它不仅能通过多普勒效应检测到能检测到气象目标的位置、强度、运动方向和内部粒子活跃程度,而且其波束可以快速捷变,能够对气象目标区域进行全空域扫描,因此机载相控阵雷达在气象检测方面有着突出的优势。本文在相控阵雷达上,采用MTI杂波对消和脉冲对算法实现了气象目标检测,并对其在实测数据上的效果进行了详细分析。实验结果表明,本文的方法能够准确地检测到气象目标的位置和强度,并且计算量小,工程化容易,因此具有重要的研究意义和较大的应用价值。

关键词：气象信号处理相关性估计地杂波对消

柔性电子材料与器件在可穿戴传感领域的发展现状、挑战与创新策略

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材料工程 2024年第8期52卷 42-58页

作者：彭玉鑫陈雪垠章阳坤浙江大学运动科学与健康工程研究所杭州310058 浙江大学教育学院数字体育与健康实验室杭州300058 哈尔滨工业大学(深圳)机电学院广东深圳518055

可穿戴材料与器件正朝着柔性、轻薄、无感、智能化和可长期佩戴等方向发展,以满足人体生理心理等个性化需求。这一趋势为运动健康监测领域带来了革新,并得到了学术界和工业界的广泛关注。然而,在满足人体个性化发展需求的同时,可穿戴柔... 详细信息

可穿戴材料与器件正朝着柔性、轻薄、无感、智能化和可长期佩戴等方向发展,以满足人体生理心理等个性化需求。这一趋势为运动健康监测领域带来了革新,并得到了学术界和工业界的广泛关注。然而,在满足人体个性化发展需求的同时,可穿戴柔性材料与器件本身也面临着机械鲁棒性、信号稳定性、软硬接口连接和生物相容性等性能方面的挑战。因此,本文旨在从实际运动健康监测需求的角度出发,讨论构建可穿戴柔性材料与器件的材料、结构和制备工艺。同时,深入探讨了其在机械、电气和生物性能等方面所面临的主要挑战因素及其解决路径。最后,预测了未来可穿戴柔性电子材料与器件的发展方向,包括全柔性集成、机械鲁棒性的增强、信号解耦与识别的高精度化、监测的稳定性与灵敏度、快速响应性、超薄无感设计、多模态信号处理以及智能化自适应反馈等。

关键词：可穿戴电子器件材料结构机械鲁棒性拉伸性信号灵敏性信号准确性传感器智能化

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基于GRACE与InSAR数据地下水变化与地面沉降滞后性研究

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自然资源遥感 2024年

作者：魏小强杨国林刘涛邵明马志刚兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃省地理国情监测工程实验室地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心

河西地区由于地下水利用比重不断上升导致地下水位显著下降,引起了局部地区地面沉降。研究河西地区地下水变化与地面沉降滞后性对当地水资源管理、土地利用规划和农业发展具有重要意义。利用GRACE与GLDAS数据得到研究区2010—2017年地... 详细信息

河西地区由于地下水利用比重不断上升导致地下水位显著下降,引起了局部地区地面沉降。研究河西地区地下水变化与地面沉降滞后性对当地水资源管理、土地利用规划和农业发展具有重要意义。利用GRACE与GLDAS数据得到研究区2010—2017年地下水变化速率,结合监测井实测数据验证了反演地下水变化数据的可靠性,利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometry synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)技术得到局部沉降区2014年10月—2017年6月的地表形变速率,并用永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatters interferometry synthetic aperture Radar,PS-InSAR)技术对结果进行对比验证,运用快速傅里叶变换和时滞相关性分析对地下水变化与地表沉降数据解算分析。结果表明,临泽、甘州、凉州、金川沉降区地面沉降较地下水变化滞后时间分别为74～89 d,64～83 d,83～102 d,74～102 d;相关系数分别在0.541～0.593,0.589～0.689,0.600～0.750,0.543～0.630之间。研究结果可为河西地区水资源管理、土地利用规划和农业发展提供科学依据。

关键词： GRACE SBAS-InSAR PS-InSAR 地下水变化地面沉降滞后性

长期体育锻炼对青年人不同认知任务干扰时平衡能力的影响

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中国康复医学杂志 2024年第3期39卷 382-391,411页

作者：游永豪温爱玲谢云汪毅赵梦贤邵梦霓合肥师范学院体育科学学院安徽省合肥市230601 安徽省运动健康信息监测技术工程研究中心天津体育学院运动训练学院淮南师范学院体育学院中国人民大学体育部深圳大学体育学院

目的:探索青年人在不同认知任务干扰时的平衡表现,以及长期体育锻炼的调节效应。方法:测试有体育锻炼习惯组和无体育锻炼习惯组的健康青年人在不同认知任务干扰时的静态、动态平衡,并以分组变量(group)为主体间变量、多次平衡测试结果(t... 详细信息

目的:探索青年人在不同认知任务干扰时的平衡表现,以及长期体育锻炼的调节效应。方法:测试有体育锻炼习惯组和无体育锻炼习惯组的健康青年人在不同认知任务干扰时的静态、动态平衡,并以分组变量(group)为主体间变量、多次平衡测试结果(task)为主体内变量进行单因素重复测量方差分析。结果:长期体育锻炼对计算、唱歌、书写干扰时的静态平衡、书写干扰时的静态左右对称平衡、唱歌干扰时的静态前后对称平衡以及计算干扰时的动态平衡具有积极的调节效应(P<0.05),且能够明显降低青年人受到相应认知任务干扰时的双任务成本(P<0.05),但是对计算干扰时的静态左右对称平衡、朗读干扰时的静态前后对称平衡以及计算和唱歌干扰时的动态左右对称平衡具有消极的调节效应(P<0.05)。结论:长期体育锻炼对青年人在不同认知任务干扰时的动态和静态平衡表现都具有显著的调节效应。

关键词：认知任务动态平衡静态平衡对称平衡调节效应

GPS数据揭示的喜马拉雅东构造结地区现今应变特征及其动力学机制

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地质学报 2024年第4期98卷 1114-1128页

作者：韦少港徐锡伟武艳强梁诗明罗佳宏常熟理工学院材料工程学院江苏常熟215500 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 中国地震局第一监测中心天津300180 中国地震局地质研究所北京100029

喜马拉雅东构造结位于印度与欧亚板块碰撞的前缘,是地壳缩短和构造旋转变形十分强烈的部位。本文收集东构造结及其周边区域大范围、长时段的最新GPS速度场资料,采用“二维张力样条”方法计算获得区域构造应变场,研究其现今地壳运动与构... 详细信息

喜马拉雅东构造结位于印度与欧亚板块碰撞的前缘,是地壳缩短和构造旋转变形十分强烈的部位。本文收集东构造结及其周边区域大范围、长时段的最新GPS速度场资料,采用“二维张力样条”方法计算获得区域构造应变场,研究其现今地壳运动与构造变形特征。结果显示,高应变率区集中在喜马拉雅主逆冲断裂、实皆-阿帕龙断裂、鲜水河-小江断裂、东构造结的环形地区和印度东北部及缅甸西部的巴坎-若开山脉地区,而在跨嘉黎断裂和红河断裂区域并无显著的应变。区域最大剪切应变率主要沿着实皆-阿帕龙断裂、鲜水河-小江断裂等构造带分布,区域最大面压缩率发生在阿萨姆东北部一带(N28°~29°、E95.5°~96.5°),最高量值为151.8×10^(-9)a^(-1);反映喜马拉雅东构造结的最强变形核心部位已经由南迦巴瓦峰地区向其东南方向发生了转移,移至位于阿萨姆东北部地区的喜马拉雅主边界逆冲断裂与阿帕龙断裂的交汇处。综合分析认为,喜马拉雅东构造结地区在印度板块强烈的楔入挤压作用下,大陆变形以地壳增厚为主,深部以黏塑性为特征的下地壳和上地幔物质的流动驱动着上覆脆性上地壳地块。

关键词：喜马拉雅东构造结 GPS 现今地壳形变构造应变场动力学机制

2022年门源M_(S)6.9地震的同震滑动分布:联合InSAR、GPS和地表位错的贝叶斯建模

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1781-1796页

作者：路珍王丽凤黄伟亮刘传金中国地震局第二监测中心西安710054 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 长安大学地质工程与测绘学院西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054

2022年1月8日青海省门源M_(S)6.9地震发生于托莱山断裂东段和冷龙岭断裂西段的交汇部位,其运动学特征关系到青藏高原北缘的动力学行为,同时也是区域地震危险性评估中的基础数据.本研究针对该地震,综合InSAR和GPS观测的同震位移场,以及... 详细信息

2022年1月8日青海省门源M_(S)6.9地震发生于托莱山断裂东段和冷龙岭断裂西段的交汇部位,其运动学特征关系到青藏高原北缘的动力学行为,同时也是区域地震危险性评估中的基础数据.本研究针对该地震,综合InSAR和GPS观测的同震位移场,以及野外地质调查的同震位错数据,采用贝叶斯反演方法,构建同震滑动分布,断层模型采用三角网格更好地刻画断层的不规则几何形态.结果显示,本次左旋走滑型地震的主要滑动发生在冷龙岭断裂西段,深度范围约2~6 km,计算的地震矩为0.95×10^(19)N·m,对应矩震级M_(W)6.65.利用多数据的联合反演解析出,沿走向存在两个滑动集中区,东侧的最大滑动达约4.8 m.震间亏损能量和库仑应力分析表明,托莱山断裂和冷龙岭断裂仍存在未来发震潜能;该地震造成的应力变化,对长期地震空区金强河—毛毛山段落有加载作用,因此,该段未来地震危险性值得关注.

关键词： 2022年门源地震同震滑动分布多数据联合反演贝叶斯方法冷龙岭断裂