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面向三维复杂焊缝的焊接机器人焊缝跟踪方法

工程科学学报 2023年第2期45卷 310-317页

作者：曹学鹏张弓杨根吴月玉陶浩王传玺长安大学西安710064 广州先进技术研究所广州511458 中国科学院大学北京100049

机器人焊接技术具有质量稳定、效率高等特点,为实现空间内的三维复杂焊缝跟踪,提出基于分段扫描、滤波、特征点采集、路径规划的焊缝四步跟踪方法.通过安装于焊接机器人末端的激光传感器,以分段扫描方式连续多段采集焊缝数据;为提高跟... 详细信息

机器人焊接技术具有质量稳定、效率高等特点,为实现空间内的三维复杂焊缝跟踪,提出基于分段扫描、滤波、特征点采集、路径规划的焊缝四步跟踪方法.通过安装于焊接机器人末端的激光传感器,以分段扫描方式连续多段采集焊缝数据;为提高跟踪精度,采用组合滤波的方式修正数据,有效降低焊件表面毛刺、数据失真和噪声等影响;通过特征点采集与坐标系标定确定焊接点;最后结合焊接机器人路径规划获得空间焊接路径.对二维S型焊缝与三维复杂焊缝进行了实验研究,结果表明提出的四步焊缝跟踪方法可形成完整的焊接路径,两种焊件平均跟踪误差约为0.296 mm和0.292 mm,满足机器人焊接跟踪误差低于0.5 mm的精度要求.表明所提出焊接跟踪方法的有效性,可为复杂焊缝的高精度跟踪和自动焊接研究提供有益参考.

关键词：焊缝跟踪三维复杂焊缝分段扫描特征点提取路径规划

船用海水淡化装置的产水水质特性及经济性分析

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化工进展 2018年第2期37卷 796-802页

作者：苏闯建田中轩熊云马佳南黄振飞张凤鸣广州中国科学院先进技术研究所广东广州511458 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055

船用海水淡化装置是远洋船泊的必备设备之一,对产水水质特性及经济性进行研究具有重要的意义。本文设计搭建了一套板式蒸馏造水机性能测试平台,对系统产水pH和电导率随真空度变化规律以及进料水盐度和真空度对产水溶解性固体总量(TDS)... 详细信息

船用海水淡化装置是远洋船泊的必备设备之一,对产水水质特性及经济性进行研究具有重要的意义。本文设计搭建了一套板式蒸馏造水机性能测试平台,对系统产水pH和电导率随真空度变化规律以及进料水盐度和真空度对产水溶解性固体总量(TDS)的影响进行了研究,同时建立淡水成本数学模型探讨真空度和进料水流量引起的淡水产量变化对造水成本的影响,并进一步分析了油价、水价和渔船航行距离对淡水成本的敏感性问题。结果表明:真空度一定的情况下,进料水盐度升高,系统产水的TDS增大;真空度变化对系统产水pH影响不大,而对系统产水电导率、TDS和淡化水成本影响较大,且随着真空度的升高呈减小趋势。进料水流量为150L/h时,系统产水率最优造水成本最低,造水成本差价对油价的敏感性最高并且造水成本始终低于渔船运输淡水成本。

关键词：蒸馏脱盐水质经济实验研究

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适应性气管支架植入机器人系统设计与验证

机械工程学报 2023年

作者：李英田童鑫陈星宇莫菲孙众卿高兴王磊周小虎中国科学院深圳先进技术研究院中国科学院自动化研究所

提出了一种气管支架的设计与制备方法以从原理上适应气管的自体差异与病变引发的结构差异，并为支架设计了软-硬可变特性以满足支架植入前后不同的刚度需求。设计了支架递入装置，通过球囊膨胀改变支架形态，保障支架在气管中的适应性... 详细信息

提出了一种气管支架的设计与制备方法以从原理上适应气管的自体差异与病变引发的结构差异，并为支架设计了软-硬可变特性以满足支架植入前后不同的刚度需求。设计了支架递入装置，通过球囊膨胀改变支架形态，保障支架在气管中的适应性变形，并为用于树脂固化的光纤预留了递送通道。设计了移动平台与五轴机械臂，为递送装置与支架提供大范围空间运动与精细递送操作的能力。集成各组件完成了适应性气管支架植入机器人系统的开发。提出了支架设计与受压变形分析理论，使用压力测试平台验证了理论的有效性并评估了支架的抗压性能。使用同一制备尺寸的支架，实现了支架对于不同内径与内结构腔道的适应性贴合。最后，使用支架植入机器人系统，在人体气管仿体中进行了气管支架植入术的实验验证。

关键词：手术机器人支架植入术多螺旋支架适应性变形变刚度

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合成功能菌群的构建及其工程化应用

生物工程学报 2023年第6期39卷 2517-2545页

作者：张娇陈江峰陈奕璇戴磊戴卓君中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所广东深圳518055

自然界中存在着大量的天然微生物群落,不同种群的微生物通过通信及分工拓展了单菌的性能边界,降低了整体的代谢负担并增加了对环境的适应性。合成生物学依据工程设计原理构建或改造基本功能元件、基因线路和底盘细胞,从而对生命的运行... 详细信息

自然界中存在着大量的天然微生物群落,不同种群的微生物通过通信及分工拓展了单菌的性能边界,降低了整体的代谢负担并增加了对环境的适应性。合成生物学依据工程设计原理构建或改造基本功能元件、基因线路和底盘细胞,从而对生命的运行过程进行具有目的性的重新编程,获得丰富及可控的生物学功能。将这种工程设计的原理引入菌群,获得结构明确及功能可调的合成群落,可以为合成功能菌群的理论研究到应用提供思路及方法。本文回顾了近年来合成功能菌群领域的相关工作,对合成功能菌群的设计原则、构建方法以及应用进行详细介绍,并对未来的发展进行了展望。

关键词：合成功能菌群通信分工合成生物

唾液乳杆菌素Salivaricin SJH-8基因信息与生物学特性研究

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食品科技 2019年第8期44卷 6-12页

作者：刘复荣何敬愉蒙海林崔金明广州中国科学院先进技术研究所

以实验室从水产动物白斑鱼肠道中分离鉴定的一株唾液乳杆菌SJH-8为研究对象,根据ClassIIb类抗菌肽ABP-118结构基因序列设计引物,以SJH-8基因组为模板可扩增出一段大小为702bp的基因片段,经测序和分析得出SalivaricinSJH-8结构基因与ABP-... 详细信息

以实验室从水产动物白斑鱼肠道中分离鉴定的一株唾液乳杆菌SJH-8为研究对象,根据ClassIIb类抗菌肽ABP-118结构基因序列设计引物,以SJH-8基因组为模板可扩增出一段大小为702bp的基因片段,经测序和分析得出SalivaricinSJH-8结构基因与ABP-118的结构基因相似度达95%以上。根据基因序列推测出组成SalivaricinSJH-8的α肽和β肽的氨基酸序列,并进行化学合成。当二者分别存在时无抑菌活性,而将二者等比例混合时可表现出对革兰氏阳性菌的广谱抑菌活性。该细菌素具有较强的热稳定性和pH稳定性,可被胰蛋白酶水解;且经溶血实验证明该细菌素基本不会造成细胞溶血毒性,因此是一种环境友好型抗菌物质,具有作为食品或饲料防腐剂的潜力。

关键词：唾液乳杆菌细菌素SalivaricinSJH-8 结构基因抑菌活性生物防腐剂

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面向合成生物学的机器学习方法及应用

科学通报 2021年第3期66卷 284-299页

作者：胡如云张嵩亚蒙海林余函张建志罗小舟司同刘陈立乔宇中国科学院深圳先进技术研究院先进计算与数字工程研究所深圳518055 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所深圳518055 深圳合成生物学创新研究院深圳518055 中国科学院定量工程生物学重点实验室深圳518055 广州中国科学院先进技术研究所生物工程研究中心广州511458

机器学习的目标是设计可以根据先验知识和观测数据不断改进其性能的算法.该算法可以帮助机器从大量的数据中提取知识,从而提升其在特定任务上的性能.作为数据驱动的方法,机器学习可以有效利用高通量实验技术产生的大批量生物数据,实现... 详细信息

机器学习的目标是设计可以根据先验知识和观测数据不断改进其性能的算法.该算法可以帮助机器从大量的数据中提取知识,从而提升其在特定任务上的性能.作为数据驱动的方法,机器学习可以有效利用高通量实验技术产生的大批量生物数据,实现合成生物体的功能预测与智能化设计,改变合成生物学的研究范式.本文首先介绍机器学习在合成生物学领域广泛应用的几个模型及方法,如支持向量机、神经网络、生成式对抗网络、深度强化学习等.然后介绍机器学习方法在合成生物学领域的典型应用,如启动子预测、酶催化设计、代谢途径构建、基因线路设计等.本文综述面向合成生物学的机器学习方法及应用,并试图启发读者如何选择和设计机器学习方法用于合成生物学的研究.

关键词：机器学习合成生物学生物元件设计生物网络设计

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新型多光谱复眼透镜的研制及应用

真空科学与技术学报 2016年第9期36卷 1077-1083页

作者：金建邸思陈贤帅深圳先进技术研究院深圳518055 广州中国科学院先进技术研究所广州511458

传统多光谱成像系统通常借助滤光轮来实现光谱的分离。这种多光谱成像系统一次只能获取一个波段的图像,不仅操作不便,集成度也不高。本文基于微细加工技术将镀膜、光刻及光刻胶热熔等多种工艺相结合,实现了带有光阻挡层的紧凑型多光谱... 详细信息

传统多光谱成像系统通常借助滤光轮来实现光谱的分离。这种多光谱成像系统一次只能获取一个波段的图像,不仅操作不便,集成度也不高。本文基于微细加工技术将镀膜、光刻及光刻胶热熔等多种工艺相结合,实现了带有光阻挡层的紧凑型多光谱复眼透镜的研制。基于该透镜搭建了一台成像系统。成像结果表明,该透镜可以实现预期的色彩分离和多通道并行成像;由于光阻挡层和信号隔离层的作用,最终获得的图像成像效果清晰且各通道间没有干扰。此外,本文对基于该透镜的多光谱成像系统实际应用方面也做了进一步的探讨。实验结果表明,该系统在发现隐藏信息、生物医学成像等方面都具有较大的应用前景。

关键词：复眼多光谱成像微细加工多通道滤光片光阻挡层

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合成生物研究重大科技基础设施概述

合成生物学 2022年第1期3卷 184-194页

作者：张亭冷梦甜金帆袁海中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院广东深圳518055 中国科学院广州先进技术研究所广东广州511400

合成生物学研究中,海量的工程化试错实验远远超出传统的劳动密集型研究范式的能力范畴,故建立一个可以实现生命体工程化大批量合成的合成生物学研究平台迫在眉睫。然而目前国内外已建成的工程化平台只能基于少数孤立设备或功能岛实现部... 详细信息

合成生物学研究中,海量的工程化试错实验远远超出传统的劳动密集型研究范式的能力范畴,故建立一个可以实现生命体工程化大批量合成的合成生物学研究平台迫在眉睫。然而目前国内外已建成的工程化平台只能基于少数孤立设备或功能岛实现部分流程,不能满足合成生物学全生命周期的研究需求。基于此背景,在国家、省市相关部门的大力支持下,由中国科学院深圳先进技术研究院牵头建设的“合成生物研究重大科技基础设施”,目前已完成全部立项程序,进入全面实施建设阶段,预计于2023年开展试运营和验收工作。本文将从建设背景、过程、内容、目标和特色等方面对合成生物研究重大科技基础设施进行介绍。设施工程一期将重点搭建“设计学习”、“合成测试”和“用户检测”三大平台,二期拟建设医学转化平台。合成生物大设施主要围绕自动化合成生物技术,以合成生物学基础研究为理论基础,把自动化工业发展过程中的智能制造、智能工厂理念引入到合成生物学研究中,实现生命体工程化大批量合成。通过建立基于信息管理系统的智能生产单元,快速、低成本、多循环地完成“设计-构建-测试-学习”的闭环,实现理性可预测的设计合成,达成合成生命体的远程定制、异地设计和规模经济生产等目标。同时将信息技术与生物技术交叉融合,发展出适用于自动化、高通量设备平台的标准化实验方法、算法和流程,以期推动合成生物研究过程和工作流程的标准化,进而推动我国合成生物研究水平的提升,成为行业标杆,领跑国际。此外,合成生物大设施还将催动基础研究的原创突破及学科之间的交叉融合,助力生命科学研究实现跨越式发展。

关键词：合成生物学工程化平台合成生物学自动化平台重大科技基础设施

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Web追踪技术综述

计算机研究与发展 2023年第4期60卷 839-859页

作者：王晓茜刘奇旭刘潮歌张方娇刘心宇崔翔中国科学院信息工程研究所北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049 广州大学网络空间先进技术研究院广州510006

Web追踪技术已经成为信息化时代背景下的研究热点,是对用户进行身份标识和行为分析的重要手段.通过跟进该领域的研究成果,从追踪技术和防御技术2方面分析Web追踪领域的研究与发展现状.首先按照技术的实现方式将Web追踪分为了存储型追踪... 详细信息

Web追踪技术已经成为信息化时代背景下的研究热点,是对用户进行身份标识和行为分析的重要手段.通过跟进该领域的研究成果,从追踪技术和防御技术2方面分析Web追踪领域的研究与发展现状.首先按照技术的实现方式将Web追踪分为了存储型追踪技术和指纹型追踪技术,分析了当前研究追踪现状.其次按照追踪范围将Web追踪技术分为单浏览器追踪、跨浏览器追踪、跨设备追踪3个不同的层次,分析和讨论特征的获取技术和属性特点,论述特征、关联技术、追踪范围的关系;同时从Web追踪防御技术的形态角度,描述扩展防御、浏览器内嵌防御、防御框架工具和机制、防御对策或环境等不同技术的实现特点和抵御追踪的措施.最后总结现有研究概况,针对性分析Web追踪技术和Web防御技术的优劣势,指出当下面临的问题及可能的发展方向.

关键词：浏览器指纹 Web追踪技术 Web追踪防御技术指纹关联算法特征获取技术