水黾仿生特性与工程应用研究进展

水黾是一种在湖泊、池塘、湿地中常见的小型昆虫,凭借其腿部具有微纳复合结构而呈现的超疏水特性可稳定站立在水面,受到普遍关注并逐步成为研究热点。已有学者对水黾运动特性开展研究,以期获取设计灵感用以研制功能优异的超疏水表面与功能完善的仿生水黾机器人。从水黾运动特性入手,综述了运动支撑力的测试方法,重点关注以水黾为仿生原型在工程仿生领域中超疏水表面制备、水上行走机器人和跳跃机器人研制的发展现状。超疏水表面的制备应从微形貌特征、制备工艺和生产成本等方面深入研究,仿生水黾机器人的研制需进一步考虑运动、驱动方式和支撑特性。基于水黾腿部微形貌结构特征研制超疏水功效显著且持久的超疏水表面,以及性能优异、功能完备、运动特性高度相似的仿生水黾机器人将是未来发展的主要趋势。     

智能机器人:21世纪科技皇冠上的璀璨明珠

 在回顾智能机器人发展历程的基础上,阐述了机器人的过去:人类的幻想,机器人的现在:从幻想走向现实,机器人的未来:智能机器人。介绍了工业机器人、军用机器人、仿生机器人、服务机器人、多指灵巧手和类人机器人的主要功能、研究现状和应用背景。展望了智能机器人的发展前景。     

试探中国廉政建设的出路

腐败和反腐败问题是一个各国政府共同关注的世界性难题,中国的廉政建设已经取得了显著的成绩,但依然任重道远。文中试图从腐败滋生的经济根源出发,探寻中国廉政建设的治本出路,并且最终得出结论：理性治理或许可以成为一条上策。     

基于超循环的供应链网络仿生协同演化

从超循环理论的角度分析了供应链网络所具备的生命系统的三个基本特征——新陈代谢特性、自组织性和突变性;剖析了供应链网络循环的三个层次——反应循环、催化循环和超循环的形成机理;并运用超循环演化原理对供应链网络形成过程进行较为详细的仿生协同推演。研究表明:供应链网络应保持开放性,创建有效的信息管理机制并建立合理的选择机制。     

生态文明视野中的绿色技术

生态文明是一种继工业文明之后的以生态产业或产业生态化为主要特征的文明形态。绿色技术的发展有助于促进生态文明建设。生态文明视野下的绿色技术开发,应坚持在保护中开发,在开发中保护的原则。我国生态文明建设要贯彻落实科学发展观,以生态文明的消费方式引领绿色技术发展,加强对传统工业的技术生态化改造,建立健全保证和支持发展绿色技术的经济政策、法律法规。     

仿青蛙跳跃机器人运动学研究

提出了仿青蛙跳跃机器人机构模型及运动学研究的方法。基于对青蛙运动的研究,提出了仿青蛙机器人单侧跳跃机构的分析模型,采用D-H法,建立了机器人起跳与腾空两个阶段,其前肢和后肢的运动学方程,进行了正、逆运动学研究。分析机器人四肢的运动空间,并通过实例计算,验证了研究结果和生物学实测结果相一致,从而证明了这一仿生跳跃机构模型的可行性和仿生机构运动研究方法的有效性。得出的结论将为仿青蛙跳跃机器人的设计及控制提供理论基础。     

校园恶性突发事件发生机理的“规则-策略”博弈学习模型

在"规则-策略"的博弈理论范式下, 建立了校园恶性突发事件发生机理的博弈学习模型.首先, 通过建构社会边缘人的心智模型(包括主观认知规则和决策规则), 分析了校园恶性突发事件中社会边缘人从理性的学习规则, 到非理性的反社会学习规则的"规则学习"过程(即"规则学习"遵循着同时包含了强化学习规则与理性规则的广义强化学习模型), 得出了社会边缘人面对自身博弈收益的持续恶化状况, 采取非理性的反社会行为规则的临界条件.其次, 分析了校园恶性突发事件处于潜伏期、爆发期和扩散期等不同演化阶段中社会边缘人的"策略学习"过程, 构建了社会边缘人的"策略学习"的模仿学习模型.最后, 提出防范校园安全的综合治理对策.     

基于细致化仿生的改进粒子群优化算法

粒子群优化(particle swarm optimization, PSO）算法基本思想是试图通过模拟鸟群觅食中的迁徙和聚集等行为获得连续非线性函数的最佳值,其仿生算法产生于对鸟群寻食过程中飞行方向与飞行速度等的隐喻。近年对粒子群算法经典算法的研究,虽然在速度及精度上有所改进,但由于缺乏细致化仿生（precise bionic metaphor, PBM）,改进效果并不太明显。通过在PSO算法中引入飞鸟寻食细致化行为特征隐喻,即在算法中同时导入满意粒子局地细致化寻优和探索粒子随机寻优过程,进而提出了一种新的基于细致化仿生的改进PSO算法;对改进算法和经典算法进行了性能比较,结果显示所提算法在收敛速度和求解精度方面较经典算法有很大程度的改善。     

四足机器人刚柔耦合仿生脊柱研究进展

 四足机器人的仿生脊柱对提高机器人非结构化环境的机动性和稳定性具有重要作用。系统分析了国内外四足机器人仿生脊柱的研究现状,将仿生脊柱分为局部柔顺脊柱和整体柔顺脊柱两类,对比分析不同四足机器人仿生脊柱的结构特点,提出未来发展趋势。四足机器人仿生脊柱从传统的整体刚性结构向刚柔耦合结构方向发展,具有类生物变刚度、可柔顺弯曲特性的新型仿生脊柱突破仿生驱动、神经元精细控制等关键技术,向高效能量转换的类生物系统方向发展。     

基于Matlab的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台

针对仿生控制的特点,构建了一种Matlab环境下的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台。为了充分利用关节自身的被动特性,描述了由非外界约束引起的自由度变化,以及双足机器人在运动相态间的合理切换。同时,考虑到碰撞是机器人运动的固有特性,建立了包括碰撞在内的混合动力学模型,最终实现控制器与机器人、环境的耦合。在此平台上,对设计的仿生控制算法进行了仿真：借助机器人自身运动状态和环境交互信息,协调各个关节的动作时序,实现了低能耗的稳定行走。结果表明,该平台为双足机器人仿生控制及其运动特性分析提供了有效的仿真手段。