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基于视频游戏的空间能力测评

心理科学进展 2025年第1期33卷 11-24页

作者：尚俊杰石祝沈科杰北京大学教育学院学习科学实验室北京100871

空间能力是个体对客体或空间图形在头脑中进行识别、编码、贮存、表征、分解组合和抽象概括的能力,是个体理解自身所处环境并解决问题的认知基础。准确、便捷、有效地测评空间能力,对增强STEM教育教学水平和人才培养质量都具有重要意义... 详细信息

空间能力是个体对客体或空间图形在头脑中进行识别、编码、贮存、表征、分解组合和抽象概括的能力,是个体理解自身所处环境并解决问题的认知基础。准确、便捷、有效地测评空间能力,对增强STEM教育教学水平和人才培养质量都具有重要意义。由于空间能力受多因素共同作用,具有复杂性、多维度、内隐性的特点,使得利用计算机评价空间能力比较困难。本研究旨在准确、有效、大规模地测评空间能力,将使用多模态学习分析方法探索学习者空间认知行为表现特征,并基于视频游戏环境研发空间能力隐形测评关键技术与工具。具体包括:1)构建空间能力内在表征框架和评价指标体系;2)基于多模态学习分析构建学习者空间能力行为表现模型;3)探索视频游戏影响空间能力的关键因素,并使用游戏引擎开发基于视频游戏的测评工具;4)使用以证据为中心的设计框架和贝叶斯网络模型,开发并部署能够推断和预测空间能力的测评算法;5)在实验室和真实课堂情境开展实证研究,验证测评工具有效性。研究成果将有利于理解人类空间认知过程和行为表现,拓展和丰富空间能力相关理论,并为大规模数字化测评提供关键技术支撑。

关键词：基于游戏的测评空间能力多模态学习分析游戏化学习隐形测评

基于有限状态机的六足机器人人机协同指令优选方法

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控制与决策 2025年第1期 327-335页

作者：尤波董正李佳钰陈潇磊陈晨丁亮哈尔滨理工大学黑龙江省复杂智能系统与集成重点实验室布里斯托大学布里斯托机器人实验室哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建... 详细信息

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建立评价函数实现在进入地形前获得最优的操控指令组合;在线阶段,依据上述3个约束条件量化有限状态机网络中的状态转移概率,并人为设置约束条件阈值作为触发条件,向最优的人机决策指令状态进行转换.最后利用半物理仿真系统进行实验,结果表明所提出的决策方法在稳定裕度上相对于其他操控方法提高约15%～25%;能量消耗上降低了约10%～50%;碰撞接触时间降低了约10%～50%.

关键词：六足机器人有限状态机协同决策指令优选约束条件评价函数

高强钢中亚稳奥氏体对断裂韧性影响的研究进展

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金属学报 2025年第1期 77-87页

作者：唐景韬姚英杰张游游吴文华李宇博陈浩杨志刚清华大学材料学院教育部先进材料重点实验室

超高强度钢中亚稳奥氏体调控是协同提升其强塑性的重要策略。亚稳奥氏体在拉伸变形过程中能够通过形变诱发马氏体相变来延迟颈缩并增强材料的加工硬化能力。在超高强度钢部件轻量化及载荷复杂化的趋势下，迫切需要进一步提升其断裂韧性... 详细信息

超高强度钢中亚稳奥氏体调控是协同提升其强塑性的重要策略。亚稳奥氏体在拉伸变形过程中能够通过形变诱发马氏体相变来延迟颈缩并增强材料的加工硬化能力。在超高强度钢部件轻量化及载荷复杂化的趋势下，迫切需要进一步提升其断裂韧性，在保证强塑性的基础上，如何利用亚稳奥氏体相增韧是当前研究的重点之一。亚稳奥氏体可以通过相变过程及与裂纹的相互作用导致裂纹的偏转/钝化，来提高材料断裂韧性，但相变产生的新鲜马氏体具有本征脆性，同时微观结构中复杂的力学配分行为改变了裂纹尖端的应力状态，导致相变增韧效应的减弱甚至材料的脆化。本文综述了亚稳奥氏体对高强钢断裂韧性影响的研究进展，总结了其增韧及脆化机制，并展望了未来面向协同强韧化的亚稳奥氏体设计及理论研究。

关键词：亚稳奥氏体断裂韧性相变

Ni43.5Co19Cr10Fe10Al15Ti2Mo0.5共晶高熵合金快速凝固行为及组织调控

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金属学报 2025年第1期 191-202页

作者：卢健麟任化永谢桉王建潼何峰西北工业大学凝固技术国家重点实验室

为了探索共晶高熵合金在增材制造过程中的快速凝固行为，本工作研究了冷却速率等凝固条件对共晶高熵合金相面积分数、相成分、晶粒形貌及力学性能的影响规律。通过铜模浇铸和选区激光熔化（SLM）分别制备Ni43.5Co19Cr10Fe10Al15Ti2Mo0.... 详细信息

为了探索共晶高熵合金在增材制造过程中的快速凝固行为，本工作研究了冷却速率等凝固条件对共晶高熵合金相面积分数、相成分、晶粒形貌及力学性能的影响规律。通过铜模浇铸和选区激光熔化（SLM）分别制备Ni43.5Co19Cr10Fe10Al15Ti2Mo0.5共晶高熵合金，采用SEM、EBSD及TEM对其凝固行为进行了分析，并测试了对应凝固条件下的力学性能。结果表明，在冷却速率最低的铸态试样心部，fcc领先相较多且形成等轴晶，而B2相的相面积分数为16.9%。在冷却速率更快的铸态试样表层，fcc领先相明显减少，B2相面积分数增加至23.0%。同时，铸态试样中各个区域B2相中Al元素浓度均为23.2%（原子分数，下同）。然而，在冷却速率最大的SLM试样中，B2相的面积分数最小，垂直于打印方向的统计结果为15.8%，且B2相中Al元素浓度降低至16.5%。SLM试样中B2相面积分数的下降是由于过快的冷却速率引起溶质截留，形成过饱和固溶体，导致达到共晶成分的液相减少。此外，扫描速率较大时，温度梯度较大，SLM试样普遍由柱状晶组成；当扫描速率降低至500 mm/s时，由于温度梯度减小，发生了柱状晶-等轴晶转变。SLM试样的力学性能优于铸态试样，平均室温抗拉强度达（1320.5±4.5） MPa，平均断裂延伸率达到（25.8±2.2）%。

关键词：共晶高熵合金快速凝固选区激光熔化

一种基于粒子滤波的水声连续波信号检测前跟踪算法

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控制与决策 2025年第1期 111-118页

作者：岳洋郑翠娥孙大军徐健哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工信部重点实验室哈尔滨工程大学水声工程学院

针对水声双扩展信道背景下的连续波信号跟踪问题,提出一种基于粒子滤波的检测前跟踪算法,重点提升临近多径信号干扰下的弱信号跟踪性能.首先,提出一种利用临近信号预测状态来描述多径信号干扰的似然函数;其次,在量测空间中引入速度量测... 详细信息

针对水声双扩展信道背景下的连续波信号跟踪问题,提出一种基于粒子滤波的检测前跟踪算法,重点提升临近多径信号干扰下的弱信号跟踪性能.首先,提出一种利用临近信号预测状态来描述多径信号干扰的似然函数;其次,在量测空间中引入速度量测集,推导速度-相关包络联合似然函数解析式,并以此构建多量测输入的信号检测前跟踪模型,最终获得稳健的信号参数跟踪结果.数值仿真与水池实验结果表明,在典型的水声时变双扩展信道下,所提出算法具有更优的多径信号检测及跟踪性能.

关键词：连续波信号水声双扩展信道粒子滤波弱信号跟踪检测前跟踪

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青稞分蘖角度的QTL定位

作物学报 2025年第1期51卷 260-272页

作者：杨景发余鑫莲姚有华姚晓华王蕾吴昆仑李新青海大学农林科学院/青海省作物分子育种重点实验室/青海省青稞遗传育种重点实验室/青藏高原种质资源研究与利用实验室/青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016

分蘖角度是青稞株型的主要构成因素,在提高青稞产量与抗倒伏性中发挥着极为重要的作用。为解析青稞分蘖角度的遗传机制,本研究以青稞品种‘达章紫’(株型松散)和‘昆仑10号’(株型紧凑)为亲本构建的RIL群体为材料,基于高密度遗传图谱,... 详细信息

分蘖角度是青稞株型的主要构成因素,在提高青稞产量与抗倒伏性中发挥着极为重要的作用。为解析青稞分蘖角度的遗传机制,本研究以青稞品种‘达章紫’(株型松散)和‘昆仑10号’(株型紧凑)为亲本构建的RIL群体为材料,基于高密度遗传图谱,在多环境中进行青稞分蘖角度的QTL定位,并利用RIL群体衍生的剩余杂合系,对鉴定到的主效QTLqTA7H-1进行精细定位。在青稞7条染色体上共检测到9个控制分蘖角度的QTL,解释表型变异为6.41%~33.57%,其中,qTA3H-1和qTA7H-1为多环境共检测的主效QTL,平均加性效应分别为5.42°(增效)和-3.87°(减效);在减效QTL qTA7H-1初定位区间筛选到4个剩余杂合体,自交衍生F8:9近等基因系,在置信区间内加密设计14对分子标记对RHL群体极端单株进行检测,利用获得的5种交换类型单株,将qTA7H-1进一步界定在PC08(32,252,397)与PA10(41,790,765)约9.54Mb的物理区间内。本研究初步揭示调控青稞分蘖角度的遗传因子,为开展分蘖角度性状的遗传改良与分子设计育种奠定了基础。

关键词：青稞分蘖角度 QTL定位主效位点

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竖向毛细吸附对海洋水位变动环境混凝土氯离子传输影响

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硅酸盐学报 2025年第01期 47-59页

作者：王元战袁良智天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室

在海洋水位变动环境下，氯离子在混凝土中的传输主要包括2种机制：浓度梯度产生的扩散和湿度梯度产生的毛细吸附。目前针对水位变动环境混凝土氯离子传输规律的研究，主要考虑扩散和水平向毛细吸附，忽视沿重力方向的竖向毛细吸附。为... 详细信息

在海洋水位变动环境下，氯离子在混凝土中的传输主要包括2种机制：浓度梯度产生的扩散和湿度梯度产生的毛细吸附。目前针对水位变动环境混凝土氯离子传输规律的研究，主要考虑扩散和水平向毛细吸附，忽视沿重力方向的竖向毛细吸附。为了研究其影响，利用自制的海洋潮汐循环模拟装置，设计了考虑和不考虑竖向毛细吸附的2种室内自然侵蚀试验。通过测定上述2组试验中氯离子浓度分布，确定混凝土氯离子浓度最高的区域，评估竖向毛细吸附对混凝土表面氯离子浓度Cs和氯离子扩散系数Da的影响。结果表明：受竖向毛细吸附影响，混凝土中氯离子浓度最高的区域在最高水位以上0～50 mm段。竖向毛细吸附降低了水位变动区氯离子浓度，增加了最高水位以上区域的氯离子浓度。在水位变动区域，竖向毛细吸附使得混凝土表面离子浓度和氯离子扩散系数降低。在最高水位以上区域，竖向毛细吸附增大了混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散系数。基于Fick第二定律，建立了考虑竖向毛细吸附影响的混凝土氯离子传输经验模型，模型与试验数据吻合良好。

关键词：混凝土水位变动环境竖向毛细吸附氯离子回归分析

流通式-时间分辨分析技术在地质领域的应用进展

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岩矿测试 2025年第1期44卷 1-18页

作者：许心宁王朔徐娟刘鹏飞杨守业同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

流通式-时间分辨分析系统(简称FT-TRA)是二十一世纪初新发展起来的一种快速反应(溶解)-在线分析系统,由淋洗液混合单元、反应单元与分析单元组成,核心功能是通过特定流动相淋洗样品池中的微量样品,分离或去除样品中的特定组分,并监测样... 详细信息

流通式-时间分辨分析系统(简称FT-TRA)是二十一世纪初新发展起来的一种快速反应(溶解)-在线分析系统,由淋洗液混合单元、反应单元与分析单元组成,核心功能是通过特定流动相淋洗样品池中的微量样品,分离或去除样品中的特定组分,并监测样品不同元素和矿物组分的出溶特征,实现高分辨的在线过程分析。本文综述了FT-TRA系统的技术原理与软硬件组成、实验方法与操作要点及地质应用发展过程,重点对该系统在地质应用过程中出现的争议点进行阐释与分析,并基于其发展现状展望其未来发展方向与潜力。FT-TRA系统目前主要的地质应用包括古海洋学与古环境学研究代用指标的验证(如有孔虫、介形虫淋洗)、矿物溶解过程与反应动力学研究、环境样品的元素相态分析等。FT-TRA系统以溶解并提取有孔虫/介形虫壳体的元素组成信号作为还原古海洋指标的重要手段,与传统批处理法相比,该方法被认为具有实时监测清洁程度、降低损失率并实现差异溶解的优势,能够获取更精细的壳体化学组成信息;测试矿物溶解态与溶解参数也是FT-TRA系统的重要功能之一,该系统的实验室模拟能够与模型结合探究不同类型矿物在稳态下的溶解动力学,为研究矿物在自然状态下的溶解过程提供启示;近些年来该系统还逐渐被用于矿物反应性测试,其中将气相CO_(2)作为淋滤液与矿物反应的研究可能在全球变暖及CO_(2)的人工捕捉课题上具有潜在应用价值。FT-TRA系统运行中涉及的不同组分的溶解机制是其应用过程中亟待解决的重要问题,进一步完善其溶解动力学原理必然将为该系统的未来发展提供更多如多类型地质样品溶解、矿物的模拟合成等新思路。

关键词：流通式-时间分辨分析系统(FT-TRA) 在线地球化学分析地质应用环境研究

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卡罗琳板块在穆绍海沟的拓展型俯冲起始

中国科学:地球科学 2025年第1期 255-271页

作者：李春峰邓永康吴涛董冬冬张国良张佳政刘宇涛李亚清唐富贵章露露浙江大学海洋科学系崂山实验室海洋矿产资源实验室中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院软件研究所综合信息系统科技重点实验室

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引... 详细信息

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引的共同作用下,中生代太平洋板块依然难以挠曲.在经过长时间的海沟迁移之后,或经历初始挤压过渡到海沟俯冲发育的漫长过程之后,穆绍海沟北端的卡罗琳海板块才逐渐开始挠曲.两条平行地震剖面中,显著不同的海沟变形和沉积增生现象表明了穆绍海沟的俯冲迁移或显著的沿海沟的纵向不连续性,这可以用卡罗琳板块的逆时针旋转来解释从俯冲到非俯冲的快速转变.在俯冲启动前,微小的增生楔可能就已经形成,这表明穆绍海沟已经经历了强烈的压缩和隆起.目前穆绍海沟的地震活动相对平静,并且其东侧的莱拉海槽显示出伸展松弛,表明目前卡罗琳板块的旋转已经停止.

关键词：穆绍海沟俯冲起始地震反射卡罗琳板块