基于Internet的机器人遥外科手术的问题及对策

针对基于Internet的机器人遥外科手术面临的时延问题，提出了网络及其通讯协议的发展，如高可靠性通信链路和实时传输协议，是解决时延问题的根本；历史上形成的网络遥操作系统的控制策略，如基于事件的方法和无源性及耗散系统理论，为解决时延问题提供了可借鉴的方法。     

基于TCP OVER UDP技术的机器人遥操作系统中视频传输的研究

针对机器人遥操作系统中采用传统网络传输协议传输实时数据的局限性,比较分析TCP和UDP协议的传输特点,提出了在UDP协议上传输TCP服务的TCPOVERUDP技术,详细阐述了TCPOVERUDP技术的实现细节,在应用层实现了TCPOVERUDP传输技术,并把TCPOVERUDP技术应用到机器人遥操作系统的视频传输中。实验结果表明TCP OVER UDP技术在降低视频数据传输丢包率和传输时延两个方面都具有良好的性能。     

基于Internet的机器人实时双向遥操作

基于服务质量的时延、时延振荡、带宽需求和丢包率，认为传输控制协议是一个安全的协议，而UDP(用户数据包协议)是一个相对实时的协议．因此在实际情况中，可针对不同的数据类型选择相应的协议．使用UDP协议控制数据时有包丢失问题，可采取冗余发射的方式加以克服．在基于Internet的机器人遥操作系统中有网络时延问题，影响整个系统的稳定性、透明性和实时性．使用UDP协议使系统具有了实时性的同时。不影响系统的稳定、透明和同步．使用力、图像、声音、温度等多模态反馈能够提高系统性能和安全性，但各个模态之同存在同步问题，用事件驱动的方法可解决此问题。     

基于T.38的实时IP传真技术难点分析

首先介绍了IP传真以及IP传真的实现方式.分别就对于实时IP传真所采用的T.38协议、T.38传真网关的主要功能、T.38协议中规定的基于UDP的IP传真协议包的组成结构和封装形式以及在实时IP传真中对于速率协商的方法进行了讨论.随后，就影响IP传真通信传输质量的一些因素进行了分析，讨论了对于IP传真通信传输质量影响较大的抖动、时延和丢包等因素，并通过使用平滑时延抖动、降低传输时延和使用FEC纠错增强抗丢包能力来改进IP传真的通信过程中的传输质量.     

分层码率控制策略在机器人遥操作中的应用

为实现卫星自维护遥操作系统中稳定可靠的视频反馈目标,提出一种基于分层码率控制的视频传输策略.利用实时探测到的带宽选择不同码率的视频流分层,使得视频传输对于不同的网络带宽具有自适应性.试验结果表明,该策略能够在波动带宽下给予遥操作者稳定流畅的视频反馈,有效地提高了遥操作系统的视觉临场感性能.     

遥操作骨科复位手术网络时延控制研究

针对遥操作骨科手术过程中存在网络时延的问题,提出了基于H∞和μ综合的鲁棒控制器设计方法。通过测试UDP、TCP/IP协议下网络的时延值,采用了UDP协议进行数据的传输的方法。针对遥操作手术机器人动力学模型与实际模型之间存在差异的问题,引入扰动观测器和低通滤波器将机器人动力学模型进行了修正。运用H∞混合灵敏度鲁棒控制方法设计了主从端控制器。针对时延最大值2 s的情况,采用μ综合的方法加以处理。通过Internet完成了无约束状态下位置跟踪和受限状态下力跟踪实验。实验结果表明,所设计的控制器能够在时延发生且最大值不超过2 s的情况下保证主从系统较好的稳定性,验证了遥操作骨科复位手术在Internet环境下的可行性。     

基于Internet的遥机器人控制系统

为减小基于Internet的遥机器人系统中网络延时给机器人可控性带来的极大影响,基于所开发的智能运动控制器,以KLD-400机器人为被控对象搭建了一个具有力觉反馈的虚拟现实遥机器人系统,用3DS MAX＋OpenGL＋Visual C＋＋6．0完成了机器人三维图形仿真系统的设计．通过模拟仿真实现对机器人的预测控制,并对遥操作过程中控制信息的传输时延进行了补偿,提高了遥操作的可靠性和准确性．视频信息的传输采用多线程多缓冲技术,保证了视频传输的实时性,并实现了视频图像与仿真图形的融合．实验结果证明了该系统的优越性．     

基于时变时延辨识的双向遥操作控制方法

遥操作中通信时延的时变性一直是遥操作控制中的难点。为了解决此问题,首先分析了遥操作中通信时延变化的原因,然后针对这种时变时延给出了一种能够快速跟踪时变时延参数的在线辨识方法,最后给出了一种专门针对遥操作中时变时延的控制方法。仿真结果证明了控制方法的有效性。     

一种可靠数据传输技术的设计与实现

提出一种提高数据传输可靠性的机制。该机制根据业务的实时性与可靠性要求,在互联网、不同传输速率移动数据网络和短信三者之间自动选择,并将通信时延和服务器最大承载连接数作为协议切换的条件。在JAVA开发环境下对该机制进行设计开发,并搭建测试环境,使用sockettool工具对其功能进行验证。测试结果显示,该机制考虑采集端的网络状况,并克服了TCP和UDP传输协议本身的固有实时性和可靠性之间的矛盾,实现了静态、动态多路径结合的冗余数据的可靠传输。     

IEEE802.11中上下行带宽公平分配机制

为了提高网络整体性能,提出了一种基于Markov模型的概率发送机制——上下行带宽公平分配机制,不需要对现有客户端做任何改动,可通过调节接入点的最小竞争窗口和分组传输概率,实现上下行带宽的公平分配. 推导了不同上下行数据流条件下保证带宽公平分配的接入点最优发送概率. 仿真结果表明,该策略能在不降低系统总吞吐量的情况下提供精确的上下行带宽分配.     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.