辅助腹腔微创于术的新型机器人“妙手A”

本文以自主开发的面向腹腔微创手术的“Microllzmd A”（妙手A）机器人系统为对象,研究包含主操作端和从操作端两大部分的主从式微创手术机器人各功能子系统的组成,并重点分析基于双路平面正交偏振影像分光法的立体视觉实现原理、实时主从运动控制的实现流程和手术仿真系统。多例大型动物实验的顺利完成验证了该系统的完整性及功能的有效性。     

显微外科手术机器人——“妙手”系统的研究

描述了一套显微外科手术机器人系统——“妙手(MicroHand)”．该系统采用主从遥操作方式，主从手为同构异型模式：主手是具有三维力感觉功能的PHANToM Desktop，从手是针对显微外科手术特点而设计的高精度关节型机器人．从手末端安装有六维力传感器Mini40，将检测到手术环境的力信息反馈给主手，从而使手术医生通过PHANToM感受手术环境的三维力信息．本系统成功地对兔子颈部和腿部1毫米动脉进行了血管吻合手术操作，证明了它的有效性．     

点石成金的虚拟“妙手”

“看清”地下数百米甚至数千米位置的地形、地况,除了孙悟空的“火眼金睛”外,恐怕无人能够做到。然而,2003年12月25日,中国石油工业的第一套虚拟现实系统(“Petro—One”)在中国石化股份有限公司石油勘探开发研究院建成并投入使用,为我国的石油勘探带来了点石成金的虚拟“妙手”。     

显微外科手术机器人手指系统的研究与开发

显微外科手术机器人手指系统是在显微外科手术机器人（妙手系统）的研制过程中,针对手术的自身特点及操作要求而自主开发的．该手指系统体积小、重量轻、夹持力大、机构精简、可靠性高,可以准确实现工具的旋转与开合,能够迅速地更换末端手术工具．通过一系列的试验测试及动物试验的研究,结果表明该手指系统的设计是成功的,能够满足显微外科手术的操作要求．     

随心所欲修改系统服务：系统服务优化终结者

我在2004年第18期《摆脱龟速 让Windows真正飞起来》中了解了系统中有很多服务，请问有没有软件可以根据我不同时刻的需要而自动停止或打开不同的服务呢？     

“教与学”优化算法研究综述

简要分析了群智能优化算法的研究现状, 重点对“教与学”优化算法作了详细的描述, 并分析了“教与学”算法的性能及其优缺点; 随后介绍了几种改进的“教与学”优化算法, 对“教与学”优化算法的应用研究情况进行了论述。最后, 说明了目前“教与学”优化算法中存在的问题, 并指出“教与学”优化算法未来的研究方向。     

“8”字形轨迹无碳小车结构设计浅析

本文主要阐述由1公斤重物作为动力源，将其重力势能转换成动能的三轮结构的无碳小车的结构设计原理。主要分析不完全齿轮机构作为转向机构原理的设计方案，以及比较凸轮机构或曲柄摇杆机构作为转向机构时，对无碳小车各方面的性能影响。     

基于“人-机-环”信息流的机器人手术系统研究与展望

机器人手术系统凭借微创、精细、灵活、无震颤等优势,在多个外科领域不断得到普及应用.然而,现有的机器人手术系统尚未充分发挥人和机器各自的优势,在智能化交互方面的表现有待提高.因此,文中首先从系统科学的角度分析机器人手术系统中交互关系的发展,并从多方面提出当前人机交互的不足.然后,构建面向机器人手术系统的“人-机-环”信息流框架,以机器人辅助乳内动脉获取手术场景为例,梳理“人-机-环”各部分之间的复杂交互.最后,基于“人-机结合”理论,结合构建的“人-机-环”信息流框架,提出以“人机融合智能共进”为目标的新一代机器人手术系统的设计思路,为实现更安全高效的机器人微创外科手术目标提供借鉴.     

以“学案”为载体,小组合作、交流互助课堂教学模式要做到四个“优化”

新课程标准的实施,不同模式不同形式的课堂教学你争我赶的展示着各自的优势和特色。老旧的教学模式受到了极大的冲击。如何在课堂中突显更具操作优势和适应学生需求的教学模式是当下所有教育管理者和一线教师们最为关注的事。以"学案"为载体,小组合作、交流互助课堂教学模式也是不少教师面临的有着深远意义的选择。     

多节链式移动机器人单元模块研究与设计

为满足多节链式输电线巡检机器人质量轻、驱动元件少的应用需求,利用柔索驱动质量轻的特点,提出一种新型单电机柔索驱动的单元模块,并给出其支撑端切换方法．然后,设计机器人单元模块具体结构及原理样机,并建立单元机构运动模型．通过单元俯仰运动实验及支撑端切换实验,得出单元俯仰角度与仿真结果一致,且支撑端切换过程平稳．实验结果表明单电机柔索驱动方案能减少驱动电机数量、实现支撑端切换、满足机器人的越障需求．     

飞机线缆自动检测系统布局优化设计研究

针对大型飞机约40000测试点的线缆自动检测系统中测试箱点数、测试箱位置和测试设备间控制电缆连接路径进行优化设计。利用近邻交换法实现机载插头自动分类,并基于0-1背包求解方法提升测试箱可接入点数利用率;利用分步遗传粒子群算法,以转接电缆总长最短为目标,优化测试箱可接入点数和测试箱位置;将控制电缆连接路径抽象为多支路无返回旅行商问题,取测试箱空间位置为节点,测试箱之间的控制线缆为边,测试箱内的对接点数量为权重,构建无向加权网络模型,并以支路总长最短、支路均衡为目标,采用混合离散粒子群算法搜索最佳连接路径,实现测试系统多支路优化设计。与原设计结果相比,测试箱可接入点数利用率从89.7%提高到100%,减少转接电缆10%、控制电缆18%。对线缆自动检测系统测试方案中待优化项目进行数学建模,涵盖了转接电缆的插头分类模型建立、转接电缆长度计算模型建立和控制电缆长度计算模型建立,并基于粒子群智能优化算法,优化线缆自动检测系统布局,从而达到了飞机线缆自动检测系统轻量化设计及最优成本实现。     

基于效率与安全机制的核电站巡检与应急机器人的局部路径优化方法

为了提高核电站巡检与应急机器人的工作效率,针对核电站巡检环境与应急处置任务的特殊性,提出了一种适用于核电站巡检与应急机器人的有效局部路径优化方法.首先,在对核电站巡检与应急机器人运动建模的基础上,运用福克-普朗克方程求解伊藤过程得出核电站巡检与应急机器人沿直线和圆弧的动态运动分布函数,并搭建实验平台通过反复实验匹配准确的动态运动分布参数.基于此,提出效率与安全机制,将该机制应用于局部路径的再优化.实验表明,该方法能够在执行核电站巡检与应急任务的过程中对核电站巡检与应急机器人的路径进行再优化,提高任务执行效率.     

连续电驱动四足机器人腿部机构设计与分析

提出了一种四足机器人腿部的连续电驱动（即电机整周转动驱动腿部实现摆转跨步动作）方案,设计了一种具有由切比雪夫机构、五杆机构组成的2自由度双曲柄复合连杆机构的机器人腿部结构．分析了动物的足端轨迹特性,采用轨迹圆滑、无突变、导数连续的椭圆曲线规划了机器人足端运动轨迹．以规划的足端轨迹再现为优化目标,采用遗传算法与fmincon函数内点法计算得到了腿部机构杆长的最佳尺寸．在此基础上,建立了机器人仿真模型,通过Adams仿真分析了机器人腿部机构的足端运动特性,并研制了腿部结构性能测试平台．完成了单腿足端运动轨迹跟踪实验,验证了腿部结构设计方案的可行性．     

柔性变形机翼后缘拓扑优化设计

为了实现机翼表面的自适应变形和结构轻量化,将柔件机构引入到机翼后缘形状变化结构设计中.应用连续体拓扑优化技术,以实际位移与目标位移之间的偏差为目标函数,材料用量为约束,建立SIMP(solid isotropic material with penalization)密度刚度插值模型.采用Matlab编程对柔性机构进行了优化设计,并对不同参数下的优化结果进行了讨论,最后进行机构的仿真分析.研究结果显示该柔性机构能够实现预期的形状变化,证明了方法的正确性,为柔性机翼设计提供理论基础.     

两栖机器人轮桨腿驱动机构多目标优化设计

提出了一种既能够在陆地上爬行,又能够在一定深度的水下浮游和在海底爬行的新概念轮桨腿一体化两栖机器人;多运动模式和复合移动机构是该机器人的突出特点．分析了轮桨腿复合式驱动机构的运动机理,并采用多目标优化设计理论和算法,对驱动机构的爬行性能和浮游特性进行了综合优化,得到了两栖机器人驱动机构的结构优化参数．虚拟样机的仿真结果证明了该轮桨腿一体化两栖机器人驱动机构的综合运动性能良好,对非结构环境具有一定的适应能力．     

OSEK操作系统定时机制优化设计

OSEK/VDX操作系统标准是被汽车电子业界普遍接受的工业标准。为了满足汽车电子可靠性和实时性的要求,需要尽可能提高操作系统的定时机制对定时事件响应的速度。因此,分析定时事件在嵌入式系统中的表示,通过使用ICTOH算法、堆排序和硬件计数器对OSEK操作系统的定时机制进行优化设计。对比实验结果表明,该方法能获得更高的效率。     

基于信息素机制的粒子群优化算法的设计与实现

提出了一种基于信息素机制的粒子群优化(Particle swarm optimization based on pheromone mechanism, PSO-PM)算法. 主要是借鉴了蚁群优化算法的信息素共享机制, 并引入到粒子群优化算法中, 设计了粒子行为的三条简单规则: 信息留存规则、信息获取和融合规则以及粒子演化规则, 从而实现了群体信息的充分分享, 相应地改善了算法的寻优能力. 采用基准函数对PSO-PM算法进行测试, 并与几种不同类型的改进优化算法进行对比, 数值实验结果验证了PSO-PM算法的有效性.     

并行数据库系统PBASE/2的查询优化机制

并行执行计划的搜索空间呈指数级增长,如何高效地裁剪搜索空间是并行查询优化的关键所在,ＰＢＡＳＥ／２以流机制为基础,采用基于代价估算和启发式规则的改良的两阶段优化,有交地解决了这一问题。