跨21世纪的实用新技术

再过四载,人们就要跨进21世纪了。21世纪将是科技竞争激烈的新世纪。在新的世纪里,科学技术尤其是高新科技将主宰经济、主宰时代的脉搏。美国布鲁金斯研究所的一项研究报告预言:“哪个国家或地区在高新技术领域中取得支配地位,哪个国家或地区就将成为21世纪的经济巨人。”跨世纪的未来     

基于仿生模式的人脸识别

我们提出了基于“认识”事物的人脸识别.以同类样本全体的连续性规律为基本出发点把人脸识别看成人脸 “认识”的问题而不是人脸分类划分,与以“最佳划分”为目标的传统统计模式识别相比, 本文的方法更接近于人类“认识”事物的特性.同一人脸的分布在低维空间中具有一定的类聚性而不同人脸的覆盖范围相互交织.随着空间维数增加,同类样本内聚性减弱,不同类样本互斥性增强;空间维数继续增加,同类样本内聚性与不同类样本互斥性反而都会减弱.将待识别人脸在某一空间进行覆盖范围的识别.若属于多个侯选人脸覆盖范围,进而运用Fisher人脸     

仿生学在机械设计中的应用

本文阐述了机械仿生设计的概念与内涵,介绍了机械结构仿生设计、运动机构仿生设计、材料仿生设计和控制仿生设计等主要内容及其进展.归纳了机械仿生理论与机理研究、计算机辅助仿生设计、仿生控制与系统集成、仿生机器人设计等机械仿生设计的主要研究方向,最后指出在机械仿生设计中应注意的问题.     

非光滑表面仿生学（I）

介绍了生活在不同环境的动物,如鲨鱼、沙鱼、蜥蜴、甲虫和蜣螂体表的非光滑性．这些动物体表的沟槽型（肋条样）、鳞片型、凸包型和凹坑型形态和结构与其生活习性相适应．它们特异的微结构使非光滑表面具有优异的减阻、减摩、抗粘附和抗磨损的特性,因此成为仿生学研究和应用的一个新领域。     

仿生六足机器人稳定性的仿生实验研究

阐述了六足机器人稳定性研究对于机器人稳定性、足端轨迹规划以及脚力分配等方面的影响,从对蚂蚁的观察实验出发,重点分析蚂蚁在水平面上直线前进和转向运动的稳定性问题,总结归纳了一系列规律用于指导仿生机器人开发.同时借鉴蚂蚁仿生规律,指出了通常六足机器人在稳定性方面的缺点,提出了提升机器人稳定性的简单有效的办法,并展望了更进一步提升机器人稳定性和运动性能的设计趋势.     

谈"仿生设计"在工业设计中的应用

在工业设计越来越受重视的今天,"仿生设计"也开始受到关注。基于仿生学原理和仿生技术而产生的产品仿生设计,应注重产品系统内部特质和原理的仿生技术应用,而不仅是外观或局部的模仿生物。正确把握仿生设计在工业设计中的应用,需把握仿生设计的整体性特征,纠正一些错误看法。展望未来,产品智能化设计和绿色产品设计都将是仿生设计的发展重点。     

螺旋桨清洗机器人超灵巧机械臂设计

针对轮船螺旋桨清洗时因空间结构曲面复杂而难清理的问题,设计一种搭载于水下吸附式机器人载体上的射流超灵巧机械臂(hyper-dexterous manipulator,HDM)清洗装置.结合无骨架类生物肌肉高自由度特点构建超灵巧机械臂结构,采用虎克铰接的连接方式替换相邻关节连接处的柔性构件,兼顾了高压水射流承载压力高的特点.运用几何分析法对单端机械臂进行正逆运动学建模,基于多关节连杆变换通式推导出基于等圆弧假设下的机械臂模型,进而得出其多关节驱动空间与操作空间的映射关系.仿真实验和物理实验对比结果表明,所设计的机械臂能够达到期望的操作空间位姿,并能在加载实验下保证一定的鲁棒性.     

面向组织工程的多细胞结构三维自组装成形方法的研究进展

多细胞结构是由细胞群体构成的有机体,其体外构建对于组织工程和再生医学的发展具有重要的基础意义。利用细胞自身的自组织特性构建三维(3D)多细胞结构正成为生物制造和组织再生的一种重要途径,并受到越来越多的关注。对三维多细胞结构的自组装式构建与调控的相关基础研究及关键技术进行了综述及分析,主要涉及凝胶内3D细胞培养、多细胞结构可控形成,及其与图灵反应-扩散机制的联系等方面的研究工作。为进一步研究多细胞3D自组装机理,使得该自组装过程可控,且满足同时调控外部施加和细胞自身分泌的作用因子的浓度梯度分布的需求,提出对内部结构特征梯度化的3D凝胶体内细胞3D自组装模型进行研究,以推进三维多细胞结构及组织前体形成的理性调控技术。     

仿生法在产品形态设计中的应用

人类从大自然的事物中获得启发,从而以仿生的方式进行产品的创新设计。本文从仿生的思维特征、应用形式入手,探究仿生设计方法在产品设计中的应用。同时分析这一新的设计方法和理念,如何形成产品仿生设计的人性化、个性化和生态化的趋势,为产品设计提供新的思路和借鉴手法。