触发式能源——一种新兴的能量利用方式

能源是制约人类社会经济发展的重大问题,绿色节能已成为各式电气设备的重要设计原则.然而,在一些灾难预警、传感监测和移动通讯等小型低功耗电气设备应用领域,为保证设备在需要的时段能启动并正常工作,通常需采用蓄电池提供不间断的能源供应.这样,部分能量会消耗在设备休眠甚至关机状态下,同时还造成设备体积和质量过大、更换电源造成人力物力浪费、环境污染和系统可靠性降低等问题.本文针对这一现实,提炼并系统论述了一种新兴的极为重要的辅助性能量利用概念--触发式能源,可利用电、磁、声、光、热、机械甚至化学、生物等电转换技术构建一种无源电气设备,在平时无能源供应时处于"死亡"状态,而一旦其监管或经历的突发事件需要其正常工作时,则由该事件本身的能量使这种电气设备"复活"并开始工作.相对于传统的电池供电方式,触发式能源不仅无能耗,而且易用性好,不污染环境,运行更稳定可靠.本文剖析了当前用于低功耗小型电气设备的较先进的两种供能方式,阐述了触发式能源利用方式的基本概念及特征,集中评述了当前有限的典型触发式能源技术手段,最后提炼出了实现触发能应用的一些关键问题.文中所倡导的触发式能源可望成为一种实用化能源供给方式,并将促成一系列新的基础与应用研究突破.     

计算生物学

计算生物学(computational biology)是一门典型的交叉学科,涉及的学科包括数学、统计学、化学、物理学、生物学和计算机科学等.就整个学科的内容而论,计算生物学最终是以生命科学中的现象和规律作为研究对象,以解决生物学问题为最终目标,数学和计算机仅仅是解决问题的工具和手段.     

整体密质骨力-电效应的实验研究(英文)

生命状态的骨大都作为一个整体来承受外部载荷,如走路、跑步、跳跃等,所以我们用分离式霍普金森杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)对整体牛股骨试件(骨腔截面环上各处曲率不等, 其壁厚也不等)进行了撞击测试,记录了电压和应变随时间变化的曲线.对不同厚度部位电压值,以及滞后时间进行了比较,初步得出:骨腔部位越厚压电幅值越小,同一部位点的滞后时间随冲击速度的增大而延长.     

纳米金等离子共振特性在生物成像中的应用

随着生物医学的发展, 科学研究对生物成像技术和成像分辨率的要求越来越高, 纳米技术和材料被越来越多地应用到生物医学领域中来. 在细胞和生物组织的成像分析中, 纳米金由于其特殊的表面等离子共振特性和优良的生物相容性, 常被用作对比剂、靶向载体、增强剂、示踪剂和传感器而广泛应用于生物成像领域中. 我们将课题组的研究方向与目前该领域的研究热点相结合, 从纳米金辅助细胞及细胞内成像和动物活体成像两个方面就纳米金在生物成像、医学诊断等领域中的应用进展进行了阐述.     

可穿戴机器人研究进展:材料学角度

 随着机器人技术的迅猛发展,可穿戴机器人作为一种可将人类智力与机械系统有机结合的智能设备,成为机器人领域新的研究热点。可穿戴机器人涉及机械、电子、生物等多学科领域知识,在人体功能增强、残疾人运动辅助、工业生产和军事侦察等方面有着广阔的应用前景。随着新材料的不断涌现以及控制算法的完善,可穿戴机器人的性能也在不断改进,并在生物医学及其他领域发挥着越来越重要的作用。本文从材料学革新角度出发,通过对现有可穿戴机器人的驱动方式和人机交互系统进行分类,从这两方面介绍可穿戴机器人的研究进展,剖析其中的机器和材料的工作与控制机制,并对其未来的应用前景做出展望。     

前交叉韧带重建术后步行过程中的生物力学特征

 为明确前交叉韧带（anterior cruciate ligament,ACL）重建术后动作模式的改变情况,应用三维运动捕捉系统和表面肌电系统同步采集ACL重建术后患者在步行过程中的运动学、动力学和肌电数据。结果发现,与健侧相比,术侧膝关节屈曲角度峰值和屈伸活动范围均显著减小,但承重反应期的外旋幅度显著增加;术侧承重反应期膝关节伸直力矩峰值、支撑相末期膝关节屈曲力矩峰值和外旋力矩峰值均小于健侧;术侧股直肌在承重反应期的激活程度、股二头肌和半腱肌在摆动前期的激活程度均大于健侧。结果表明：ACL重建术后6~12个月（7.4±1.3月）步态呈僵硬特征,大腿肌群激活程度增加。建议ACL重建术后针对肌肉功能特征及步态特征的改变进行精准康复干预,改善术后效果。     

变形测量的数字图像相关分析法

通过变形形态函数的引入，将数字图像（散斑）相关搜索方法进一步推广，提出了数字图像相关分析法，在这一方法中，把对位移及各个导数分量独立进行的相关迭代变为对变对形形态函数的系数进行相关迭代，从而既简化了迭代过程，又实现了整个变形场的直接测量（计算）典型的实验结果验证了这一方法的可行性。