Bioinspired Intervertebral Disc with Multidirectional Stiffness Prepared via Multimaterial Additive Manufacturing

Degenerative disc disease (DDD) has become a significant public health issue worldwide. This can result in loss of spinal function affecting patient health and quality of life. Artificial total disc replacement (A-TDR) is an effective approach for treating symptomatic DDD that compensates for lost functionality and helps patients perform daily activities. However, because current A-TDR devices lack the unique structure and material characteristics of natural intervertebral discs (IVDs), they fail to replicate the multidirectional stiffness needed to match physiological motions and characterize anisotropic behavior. It is still unclear how the multidirectional stiffness of the disc is affected by structural parameters and material characteristics. Herein, a bioinspired intervertebral disc (BIVD-L) based on a representative human lumbar segment is developed. The proposed BIVD-L reproduces the multidirectional stiffness needed for the most common physiological kinematic behaviors. The results demonstrate that the multidirectional stiffness of the BIVD-L can be regulated by structural and material parameters. The results of this research deepen knowledge of the biomechanical behavior of the human lumbar disc and may provide new inspirations for the design and fabrication of A-TDR devices for both engineering and functional applications.     

CMOS图像传感器辐照损伤效应仿真模拟研究进展

CMOS图像传感器(CIS)工作在空间辐射或核辐射环境中遭受的辐照损伤问题备受关注。对CIS辐照损伤效应进行仿真模拟研究有助于深入揭示辐照损伤机理,进而开展抗辐射加固设计,有效提升CIS抗辐照能力。文章通过梳理国内外开展CIS辐照损伤效应仿真模拟研究方面的进展情况,结合课题组已开展的电子元器件辐照效应仿真模拟和实验研究基础,从CIS器件建模、时序驱动电路建模、辐照损伤效应建模、仿真模拟结果校验等方面探讨了CIS辐照损伤效应的仿真模拟方法,分析总结了当前CIS辐照效应仿真模拟研究中亟待解决的关键技术问题。     

带有资源冲突的Seru在线并行调度算法

随着大规模定制的市场需求日趋显著,赛如生产系统(Seru production system,SPS)应运而生,逐渐成为研究和应用领域的热点.本文针对带有资源冲突的Seru在线并行调度问题进行研究,即需要在有限的空间位置上安排随动态需求而构建的若干Seru,以总加权完工时间最小为目标,决策Seru的构建顺序及时间.先基于平均延迟最短加权处理时间(Average delayed shortest weighted processing time,AD-SWPT)算法,针对其竞争比不为常数的局限性,引入调节参数,得到竞争比为常数的无资源冲突的Seru在线并行调度算法.接下来,引入冲突处理机制,得到有资源冲突的Seru在线并行调度算法,αAD-I(α-average delayed shortest weighted processing time-improved)算法,特殊实例下可通过实例归约的方法证明其竞争比与无资源冲突的情况相同.最后,通过实验,验证了在波动的市场环境下算法对于特殊实例与一般实例的优越性.     

基于约束空间光谱联合的亚像素定位方法北大核心CSCD

针对高光谱遥感图像,提出了一种约束空间光谱的亚像素定位方法。传统的亚像素定位方法以解混的结果作为输入,可能无法充分利用高光谱图像丰富的光谱信息。本文所提出的基于约束空间光谱联合的亚像素定位方法(constraint spatial-spectral subpixel mapping,CSSSM),利用下采样将像素丰度与亚像素丰度显式联系起来,代入线性解混模型得到亚像素丰度求解的新模型。在求解过程中,通过添加稀疏性约束与平滑性约束,以限制亚像素丰度的解空间,亚像素丰度求解更精确。其中,针对亚像素丰度稀疏性先验采用重加权1范数作为新的约束,并自适应地更新权重;针对亚像素丰度空间先验信息则采用全变分(total variational,TV)正则化作为约束,然后使用乘法迭代算法求解亚像素丰度,最后利用赢者通吃的策略进行类别确定。在两个合成数据集上进行了实验,结果表明,本方法能够进一步提高亚像素定位的精度。     

基于RadFET的宽范围电离总剂量效应监测系统及试验研究

设计了一种基于辐射剂量传感器(RadFET)的辐射总剂量监测系统,并利用60Co-γ射线和电子加速器对金属氧化物半导体(MOS)结构的RadFET进行了电离总剂量效应模拟试验,得到了器件阈值电压随辐照剂量的变化情况.结果表明,该器件具有良好的抗辐射能力,累积剂量可达到1.0 ×105 Gy,同时,在空间应用时需重点考虑阈值电压、环境温度以及击穿电压等敏感参数.     

高温气流总焓测试技术综述

对国内外总焓测试技术方法进行梳理,介绍了多种测焓方法的原理和特点。分析稳态焓探针、热阻式瞬态焓探针、质量注入型焓探针等探针类测焓方法和能量平衡测焓法、光谱测焓法等非探针类测焓方法的优缺点。结合应用实际对这些总焓测试方法的进一步研究提出了建议。     

基于人工蜂群遗传算法的稀疏全聚集成像方法研究

稀疏阵列设计是一种可提高相控阵成像实时性的有效途径。遗传算法能较好解决线性阵列稀疏这种典型的约束优化问题。但此算法的局部搜寻能力较弱,且在后期搜寻效率较差。为此,论文通过构建人工蜂群-遗传算法的阵列稀疏方法,把蜂群寻找最优解的过程引入到传统遗传算法中,增加全局最优解的搜索能力。结果显示,人工蜂群-遗传算法优化后得到的稀疏阵列比遗传算法优化后得到的稀疏阵列具有更高的旁瓣抑制力,阵列的峰值旁瓣水平达到-11.40 dB。而在阈值为-6 dB时,两种算法优化得到的稀疏阵列主瓣宽度都等同于全阵列2.8°的主瓣宽度。最后,论文通过相控阵检测系统在钢轨试样上采集超声信号,利用人工蜂群-遗传算法设计得到的稀疏矩阵进行全聚焦成像。实验结果显示,当阵元数为32的线性阵列在稀疏率达到75%时,稀疏阵列的阵列性能指标分辨率、信噪比与满阵相差不大,但成像效率却提高了53.04%。     

基于半稀疏矩阵的聚乙烯管超声阵列全聚焦成像实验分析

高密度聚乙烯管广泛用于燃气输送等领域,其热熔接头的焊接质量直接影响管道系统的安全。采用全聚焦成像方法对高密度聚乙烯试块的横通孔缺陷进行成像实验,通过对检测信号进行信号预处理,提高全聚焦成像的效果,并提出一种基于半稀疏矩阵采集的超声阵列全聚焦成像方式,将该方式与基于全矩阵、半矩阵和稀疏矩阵采集方式的全聚焦成像结果进行比较。实验结果显示,基于半稀疏矩阵采集的全聚焦成像方法可有效降低计算量,提高实时检测效率,同样能够用于高密度聚乙烯材料中横通孔缺陷的重构且成像信噪比无明显降低。     

n-太阳图的线图及全图的团覆盖数与团划分数

主要讨论ｎ－太阳图的线图及全图的团覆盖数和团划分数,得出了ｎ－太阳图的线图及全图的覆团盖数与团划分数相等且都是ｎ的倍数。