智能虚拟维修训练要素信息模型构建

文章提出了基于Agent模型的虚拟样机部件、虚拟人和工具可交互信息模型和信息交互模式。以STEP标准为基础,结合Agent模型,提出了智能虚拟维修训练系统(IVMTS)要素信息模型及黑板交互模式。     

虚拟地理环境中Agent支持下的混合式协同模型研究

分析了虚拟地理环境(VGE)中多用户交互的特性和多智能体系统(MAS)的特点,研究了多智能体系统应用于虚拟地理环境中多用户协同控制的优势,在此基础上提出了基于Agent的混合协同控制模型,实现了对用户间的协同控制.研究了该模型的结构、功能组成、资源访问冲突控制和动态群组算法流程等关键问题,并结合一个应用实例进行了验证.实验结果证明,该混合式智能协同模型行之有效,能够为虚拟地理环境提供一种新的智能协同控制方法.     

基于智能Agent资源导航的虚拟制造组织构建机制研究

为支持网络经济下的制造企业/组织能够构建和运作虚拟制造组织(Virtual Manufacturing Organization,VMO),在构建了智能Agent模型的基础上,分析、探讨了基于智能Agent的资源导航机制和友元资源搜索定位的VMO构建机制,并运用该机制在车间层面搭建了智能制造原型系统,从原理上验证了VMO构建机制的可行性和有效性。     

分布式多Agent安全合作体系结构TRUST!

给出了一种基于互惠和安全的分布式多Agent合作体系结构TRUST！,TRUST！具有很好的可扩展性、鲁棒性、安全性、现现实社会的一致性。同时,基于TRUST！,对分布式合作过滤进行了仿真研究,Agent只有局部视角,通过Agent之间的非线性交互, 形成了宏观的自组织现象,从而有助于探讨复杂系统的本质。     

基于Multi-Agent的人机环境仿真设计系统

提出了用于制造过程仿真和人机工程分析的多Agent智能设计系统。基于模糊多目标决策理论建立了虚拟人自适应作业行为仿真模型。在虚拟环境中,智能化的虚拟人能自主完成作业任务的仿真,优化自身的工作状态,同时提供人机工程的评估结果。通过仿真实验,证明了所用技术的可行性。     

基于Agent的装备采购供应商仿真模型研究

装备采购合同管理是一项复杂系统工程,目前常用的管理科学和系统工程的方法难以对其进行建模仿真并量化分析。基于Agent的仿真技术是研究复杂系统的一种有效、重要的方法。针对装备采办合同管理中的供应商选择问题,运用多Agent仿真技术建立模型并进行仿真。通过对仿真结果的分析,提出了有效选择供应商的合理建议。     

基于多Agent的加工时间定额确定方法

研究了CAPP和生产调度集成环境中的时间定额问题,提出了一种基于Agent的时间定额确定方法。采用智能Agent的方法,建立了集成环境中确定时间定额的结构模型。将影响时间定额的因素映射成与工序状态有关的零件特征Agent和加工方法Agent。以神经网络Agent为计算工具,借助于Agent的判断推理能力,将各因素处理成神经网络可以识别和接受的数据模式。利用黑板结构处理各Agent之间的信息交互和协同控制,以快速确定工序的时间定额问题。实验表明,只要选择适当的样本,并在系统中不断进行自学习和自组织,就能快速获得准确的工序时间定额。     

机电产品装配过程虚拟仿真课件的研究与开发

虚拟装配技术是一项全新的设计概念,是虚拟制造中的一项关键技术,可用于产品设计阶段进行预装、验证装配工艺的正确性等多个方面,是利用计算机三维建模技术模拟生成与实体零件相同的模型,并可以按照用户需求进行动态装配的一门新兴的三维应用技术.以单级减速器装配过程为例,介绍用Java3D构造虚拟场景,进行单级减速器装配仿真和信息交互课件开发技术.     

基于Fitts定律的虚拟现实小目标选择模型

为了准确地选择虚拟现实人机交互过程中的小目标,避免因手和控制器抖动导致选择精度较低等情况,提出了一种基于Fitts定律的虚拟情境中有效测算小目标交互时间的方法。首先,类比图形用户界面中的移动距离和目标宽度,明确了虚拟情境中Fitts定律的适用性。其次,设计实验并对虚拟情境下的Fitts公式进行回归分析,得到相关系数R²=0.896 3,说明预测时间与真实时间有偏差。接着,利用MATLAB cftool拟合工具箱对不同目标尺寸进行回归分析,结合方差分析发现拟合直线的截距与目标尺寸之间显著相关,结合虚拟情境的Fitts公式建立了虚拟现实小目标选择模型。然后,对新模型进行多元回归分析,确定相关系数R²=0.976 7,说明新模型能够有效预测捕获小目标的时间;分析了运动方向对交互时间的影响,结果表明新模型在不同运动方向下都具有良好的适用性,能够有效指导虚拟情境交互任务中良好目标尺寸的计算。最后,以某VR（virtual reality,虚拟现实）隧道救援体验系统为例进行实验评估。实验结果表明,利用该模型能够在获取虚拟现实小目标时有效减少用户的交互时间,提供更好的用户体验。研究结果能为相关设计开发人员确定虚拟情境下的界面布局提供有效指导,并一定程度上优化用户的交互体验。     

多Agent深度Q学习和模糊积分的行星齿轮箱故障诊断

针对深度Q学习中单个Agent对行星齿轮箱进行故障诊断时出现的识别率低问题,利用多个Agent进行策略学习,结合模糊积分对多Agent的决策结果进行融合,提出了基于深度Q学习和模糊积分的行星齿轮箱故障诊断方法。对振动信号进行连续小波变换(continuous wavelet transform, CWT)、S变换(S transform, ST)得到相应的时频特征矩阵,随后利用原始时域数据和得到的时频特征矩阵构建多域环境状态空间,以与多个Agent交互;交互过程中将环境返回的原始时域特征、CWT时频特征,ST时频特征分别作为相应Agent的状态,通过深度Q学习算法最大化每个Agent的Q函数值,得到最优策略;采用模糊积分对多Agent的决策结果进行融合得到最终诊断结果。通过行星齿轮箱故障数据进行验证分析,经过模糊积分进行决策融合的诊断结果优于单个Agent,能够有效提高诊断精度。     

智能虚拟维修训练系统信息模型实现

文章以STEP标准为基础,集成STEP标准几何模型、虚拟维修应用信息以及Agent模型,利用EXPRESS-G语言形成维修要素智能体Agent,建立了要素级智能部件IP(Intelligence Part)、智能人体IB(Intelligence Body)、智能工具IT(Intelligence Tool)三者之间的智能交互模型;在IP、IB和IT智能模型的基础上,给出了以黑板模型为智能要素交互模式的通讯结构;最后通过CAA二次开发实现维修要素智能模型的功能和IVMTS应用模块。     

基于MAS的故障诊断模型与实现研究

起源于分布式人工智能的多Agent系统(Multi-Agent System，MAS)，是近年来飞速发展的技术，将多Ageat技术引入复杂故障诊断领域，是求解复杂过程的故障诊断问题的一种新的尝试。讨论了基于MAS的分布式智能诊断方法和过程，设计了一种Agent诊断系统结构及其原型系统，对诊断问题任务辨识、分解、各Agent的内部诊断机制、多Agent间的交互、协作、关联模型以及诊断决策问题等进行了深入研究。在某企业安全监控系统的应用中，该模型能快速、准确地进行故障成因分析，并给出合理的、建设性的决策意见。     

混合现实电子沙盘虚拟对象的手眼协同交互设计研究

目的 面向混合现实电子沙盘虚拟3D对象,开展3D交互性能与用户体验研究与评估,提出交互设计原则和设计建议。方法 针对混合现实环境下双手可触范围外的虚拟对象“选择”任务开展交互设计研究,引入虚拟对象布局排列方式作为评估变量,在3种典型的虚拟对象布局情况下,分别进行手控光线、头动、眼动与手势协同的3种交互方式性能及用户体验对比研究。通过设计原型实验系统,进行用户体验测试,实验数据分析与评估,验证交互设计原则,提出交互设计建议。结论 实验结果显示眼动与捏合手势结合的手眼协同交互方式在时间、任务负荷及用户偏好方面都具有显著优势。手控光线与手势协同交互的准确性最优,并且这一优势在任何一种布局方式中都有所体现。建议混合现实环境下的“选择”任务交互设计要注重功用性、持续性和愉悦性原则,提出了降低“选择”任务交互的工作负荷与疲劳及增强新颖交互提升愉悦性的设计建议。     

Enhanced haptic model for real-time human-computer interaction

为提高软组织变形仿真的精度与实时性,根据人机工程学的最新研究成果,提出了一种基于叠加白噪声的增强力触觉模型.该模型中每层各个弹簧变形量之和的叠加对外等效为软组织表面变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为软组织表面接触力.利用力触觉交互设备构建了力触觉交互实验系统,实现了虚拟医用弯钳对胆囊按压以及虚拟医用直钳对心脏拉拽的手术仿真.实验结果表明:该模型不仅计算简单,而且能够保证变形计算具有较高精度;同时在交互过程中,力触觉感觉平稳、模拟效果逼真,满足虚拟手术仿真实时交互需要.     

基于网络的实时虚拟装配系统的研究

基于网络的虚拟装配为虚拟制造领域提出了一个崭新的思路和方法.提出了虚拟装配过程中约束的实时控制与虚拟装配仿真磁心定位的概念,从产品的装配分析角度出发,实现了网络环境下虚拟装配系统的智能化动态仿真、装配信息实时反馈以及虚拟环境下数据库的快速查询,并研究了仿真动画和交互的关键技术.     

虚拟制造中仿真技术的应用

虚拟制造系统是现实制造系统在虚拟环境下的精确映射,是利用计算机模型仿真真实系统中的物理和逻辑活动。本文指出仿真是实现虚拟制造的主要手段。仿真在制造系统中的应用按照人的介入与否分为一般仿真层和虚拟现实层。分析了两层之间的联系与区别,列出了各层仿真的主要内容和可实现的程度;介绍了目前主要的虚拟制造仿真软件;最后,给出了三维动画表示的生产线虚拟仿真的一个实例。     

可供性视域下博物馆非遗虚拟仿真系统设计研究

目的 探究可供性视域下博物馆非遗虚拟仿真系统设计方法。方法 首先概述了博物馆场景下,非遗虚拟仿真系统的现状,并对可供性理论及其应用进行梳理和提炼,提出可供性应用于博物馆非遗虚拟仿真系统设计的意义;其次从可供性视角分析博物馆非遗虚拟仿真系统设计层面存在的问题,进一步提出将可供性引入非遗虚拟仿真系统设计的机会和意义;最后通过分析非遗虚拟仿真系统的可供性设计节点特性,并结合前期相关研究,构建基于可供性理论的博物馆非遗虚拟仿真系统设计方法,并以广彩瓷虚拟仿真系统为例进行设计实践与可行性验证。结论 研究结合可供性理论,提出可供性视角下博物馆非遗虚拟仿真系统设计可分为功能结构层、场景交互层、信息设计层与文化分为层,并分别提出显性知识数据库构建与隐性知识可视化教学、空间仿真、实体仿真与结构仿真、表征引导信息与情境反馈信息、视觉元素非遗化与听觉媒介沉浸化设计原则,形成面向博物馆非遗虚拟仿真系统的设计方法,为构建自然交互体验的非遗虚拟仿真系统设计提供参考。     

敏捷制造系统资源重构方法研究

分析了敏捷制造系统资源重构的内涵和特征，构造了一种基于多Agent的敏捷制造系统资源重构体系框架，并应用博弈论模型探讨了敏捷制造资源重构问题的求解方法，最后，提出了敏捷制造资源色有待解决的问题。     

液压支架虚拟样机设计及应用

虚拟样机用来代替真实样机,用计算机仿真模型数字化技术代替物理样机设计和制造,有多体系统运动学和控制理论等为核心。文章分析了液压支架虚拟样机功能组成,对液压支架虚拟样机设计和应用做了分析。     

航空航天虚拟装配培训情境下的情感交互设计

目的将虚拟现实和情感交互设计应用于航空航天装配培训场景,提高培训效率,改善培训体验。方法通过调研多模态情感交互研究现状,构建航空航天虚拟装配培训情境下的情感交互模型,使用基于生理信号的情感识别、语音提示、高亮提示、视频指导等进行情感交互。以航空航天球阀的虚拟装配培训为例,构建具有情感交互的培训系统。通过用户手指上佩戴皮肤电导传感器收集的生理数据进行情感实时监测,根据情感不同提供语音提示、高亮提示、视频指导3种交互方案。结果通过在虚拟环境中完成装配任务的效率,验证情感交互在虚拟装配培训系统中的有效性。实验结果表明,在航空航天虚拟装配培训场景下的情感化交互设计能够有效缩短培训时间,有助于培训用户体验目标和可用性目标的达成。结论研究成果促进了生理信号、语音交互、视觉交互等多模态情感交互范式的构建,并验证了在航空航天虚拟装配培训应用中的有效性,具有广泛的学术意义和应用前景。