输电铁塔防坠保护装置装拆机器人系统研制

为了降低输电铁塔维护作业时首位登塔和末位下塔人员的安全风险,设计一种输电铁塔临时防坠保护装置装拆机器人系统;基于仿生攀爬原理设计机器人机械结构,研究机器人攀爬避障控制算法,提出模糊抓持力矩跟踪控制的智能抓持方法,实现防坠保护装置机器人装拆功能。室内与室外模拟输电铁塔环境综合试验结果表明,机器人系统可以高效完成电力杆塔高空攀爬和安全防坠装置挂拆任务。     

科学家研制行走“生物机器人”

新一代微型生物机器人能收缩肌肉。美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校工程师展示了一类行走＂生物机器人＂（bio-bots）,由肌肉细胞推动、电脉冲控制,研究人员能对其发号施令。相关论文在线发表于最近的美国《国家科学院学报》上。＂不管你想制造任何种类的生物机器人,由细胞驱动的生物刺激都是一项基本要求。＂     

靠吃食植物或肉类提供能源的机器人

据英《新科学家》２０００年７月２２日报道：一种称为Ｃｈｅｗ Ｃｈｅｗ（意为咀嚼、咀嚼）的机器人正在设计之中，它有三节车箱，每节车箱都装四个车轮，约一米长，看起来像一辆列车，但它将像人一样用吃食植物或肉类来提供能量。在２０００年８月夏威夷的机器人学术年会上，这位机器人将首次亮相。 这位机器人的“胃”是一个微生物燃料电池，其中有一种称为Ｅ－Ｃｏｌｉ的微生物能将吃下去的食物分解，并将化学能转变成电能。研究人员说，理想的食物当然是肉类，因为肉营养丰富，但吃肉会产生较多的废物。目前他吃的是糖，因为糖几乎完全…     

靠吃食植物或肉类提供能源的机器人

 据英《新科学家》２０００年７月２２日报道：一种称为Ｃｈｅｗ Ｃｈｅｗ（意为咀嚼、咀嚼）的机器人正在设计之中,它有三节车箱,每节车箱都装四个车轮,约一米长,看起来像一辆列车,但它将像人一样用吃食植物或肉类来提供能量。在２０００年８月夏威夷的机器人学术年会上,这位机器人将首次亮相。 这位机器人的“胃”是一个微生物燃料电池,其中有一种称为Ｅ－Ｃｏｌｉ的微生物能将吃下去的食物分解,并将化学能转变成电能。研究人员说,理想的食物当然是肉类,因为肉营养丰富,但吃肉会产生较多的废物。目前他吃的是糖,因为糖几乎完全被微生物分解,实际上不产生废料。     

英合成有助控制癌症扩散的分子

英国研究人员最近合成了一种可以干扰细胞之间通信的分子,有望用于控制癌细胞扩散和细菌感染。新合成的这种分子是一种名为“UDP半乳糖”的天然物质的衍生物。它可以抑制细胞中的糖基转移酶发挥作用。     

冷面杀手——21世纪的机器人部队

机器人走进战场早已不是什么“天方夜谭”,到20世纪末,它们已在世界各地的冲突与战乱中扮演着越来越重要的角色。随着各种高新技术的发展,我们可以预见在21世纪的战场上,不论是地面、海上还是空中,都将出现一种新型的部队——机器人部队。这群不食人间烟火的冷面杀手,将在未来战争中发挥举足轻重的作用。 21世纪的机器人部队按作战空间可分为陆基机器人部队、海基机器人部队、空基机器人部队和天基机器人部队;按控制方式可分为遥控式机器人部队、半自主式机器人部队和自主式机器人部队。它们具有刀枪不入、毒邪无伤、不染疾病、不知疲倦、严守纪律、不怕牺     

基于Voronoi图的机器人复杂装配新策略

提出了一种基于Voronoi图技术的机器人复杂装配的新策略；在机器人装配研究中引入形象思维方式，即集成Voronoi图技术；装配知识的表示采用Voronoi图方式，通过Voronoi分析对机器人复杂装配过程进行有效规划，从而形成机器人关于装配过程的所有过程；机器人于通过力觉和力控制来感知装配件之间的精确物理关系，并调整装配件的位姿，实施基于Voronoi图知识的机器人装配，实验证明，该方法是有效的。     

智能算法在足球机器人定向运动中的应用

实时决策和运动精确控制是机器人足球赛中最为重要的能力,为了优化传统的机器人运动控制能力,提出了一种基于智能算法的运动控制方式,将粒子群算法融入到足球机器人定向运动的控制中去;仿真结果显示,此方法相比于传统的运动控制方法,在保证较高的控制精度的前提下,大大提高了实时决策和运动控制的速度;研究结果表明:此新型的运动控制算法可以使足球机器人速度更快,对抗能力提高。     

面向微装配机器人的TSB分级智能控制结构

提出了一种面向微装配机器人的TSB(任务 策略 行为 )分级智能控制结构 ,该结构自上而下有三个控制层组成 :任务层、策略层和行为层 .操作者在任务层通过人机交互接口进行微装配任务规划 ,策略层将抽象的装配规划分解为具体的显微视觉伺服策略控制微装配机械手的运动 ,行为层则涉及微装配机器人基本行为的生成与执行监督 .TSB控制结构通过人机交互的方式将操作者的任务规划能力和机器人显微视觉伺服策略结合起来 ,实现了微装配机器人的半自主控制 .     

基于再励学习的被动动态步行机器人

为了研究仿人、能量高效的双足机器人步行,研制了由MACCEPA(mechanically adjustable compliance and controllable equilibrium position actuator)柔性驱动器驱动的半被动双足机器人,并实现了其动力学仿真系统.提出一种基于再励学习的步行控制方法.该方法首先采用Q-学习方法学习机器人在理想环境中的稳定步行步态及其控制策略,然后将此步态和控制策略作为模糊优胜学习方法的参考步态和参考控制策略并在线学习模糊网络的优胜值参数.仿真结果表明: 利用学习训练的结果控制柔性驱动器在步行相转换时的动作,机器人可以实现稳定动态步行.     

七鳃鳗组织蛋白酶D的原核表达及功能初探

组织蛋白酶D(cathepsin D,CTSD)是一类存在于溶酶体内的天冬氨酸蛋白内切酶,在蛋白质的水解过程中发挥重要作用.七鳃鳗是低等无颌类脊椎动物,通常依靠吸食宿主鱼类的血肉为生.近年研究发现七鳃鳗(Lampetra japonica)的口腔腺中含有组织蛋白酶D基因(Lamprey-cathepsin D,L-CTSD).前期实时定量PCR结果推测L-CTSD可能参与了七鳃鳗体内的消化过程.为了深入研究L-CTSD的生物学功能,实验构建了L-CTSD(Leu21-Val396)的原核表达载体p ColdⅠ-L-CTSD,并将其转化至Rosseta blue表达菌中后采用IPTG进行诱导表达.研究发现L-CTSD以包涵体形式表达,通过变性和复性最终获得了可溶性的重组七鳃鳗组织蛋白酶D(recombinat lamprey-cathepsin D,r L-CTSD,43 k Da).功能实验结果表明:r L-CTSD能够在酸性条件下降解血液中的主要蛋白质成分,如血红蛋白、纤维蛋白原和血清白蛋白等,提示L-CTSD参与了七鳃鳗的消化过程.为深入研究L-CTSD的生物学功能,阐明其在七鳃鳗口腔腺中的作用机制奠定了基础.     

用于机器人运动控制的通用小脑认知模块的构建

用具有神经生理学性质的小脑模型实现对机器人系统各种不同感觉协调运动的控制,这是当前机器人控制领域的一个研究热点。但针对一种控制任务就要构建一种对应的小脑模型,这种方式效率很不理想。文中以运动控制为基础,构建了一种包括所有主要细胞类型及其连接的通用小脑认知模块(General Cerebellum CognitiveModule,GCCM)。对给定的背景知识,GCCM能够通过学习生成理想输出,因而,可用于各种不同的机器人感觉运动控制任务。仿真实验证明,通过将脊髓层次上的轨迹误差检测与小脑中的记忆轨迹结合起来,嵌入的GCCM控制系统能对快速手臂延伸运动进行精确的鲁棒控制。     

七鳃鳗CD63的分子克隆、生物学特性及表达分析

从日本七鳃鳗和东北七鳃鳗中克隆得到了CD63基因的ORF区,预测了其编码的氨基酸序列.利用生物信息学方法进行了氨基酸序列分析并构建了进化树.实时定量PCR技术分析表明:CD63在日本七鳃鳗的心脏、肝脏、肌肉、髓、鳃、肠和卵中均有表达.其中,在卵中的表达量最高.脂多糖(LPS)体内刺激日本七鳃鳗后发现,CD63在肝脏和肌肉中的表达显著升高.本研究为进一步了解CD63分子在七鳃鳗的免疫方面的作用提供了实验依据.     

基于脉冲推力作用的双足机器人半被动行走

研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动双足机器人行走固定点的存在性及其稳定性.分析了脉冲推力作用方向对双足机器人稳定行走的影响,并讨论了固定点存在的动力学附加条件.针对模型已知和未知2种情况,分别设计了行走控制律.理论分析和仿真结果表明,采用所提出的控制方法,半被动机器人可以在水平面上稳定行走,当脉冲推力作用方向与前腿垂直时控制效率最高.     

一种由人类步行启发的半被动双足步行机器人

针对半被动双足步行机器人所采用的控制方法大多较为复杂,并且缺乏控制参数对机器人性能影响的定量分析,从人类步行的生物力学研究得到启发,提出一种半被动双足步行机器人的控制方法,并定量分析该控制方法各参数对机器人性能的影响.在机器人摆动腿与地发生碰撞后开始于髋关节处施加方波力矩,作为动力输入.采用步态敏感范数衡量机器人的稳定性,采用无量纲步行能耗衡量机器人的步行效率.以稳定性、效率和步行速度作为机器人性能评价指标,通过仿真得到力矩、力矩作用时间和斜坡角度3个参数对机器人性能的影响.由于力矩在1个步行周期中没有做负功,该机器人具有与人类步行相似的高能量效率.该机器人能够实现沿上坡、下坡和平地步行.     

七鳃鳗PHB2的真核表达与亚细胞定位

以东北七鳃鳗心肌总RNA 反转录得到的cDNA为模板,PCR扩增 PHB2基因全长CDS区,并将其定向克隆至真核表达载体 pEGFP‐N1上,构建真核重组载体pEGFP‐N1‐Lm‐PHB2．提取重组质粒,去除内毒素,利用脂质体介导的方法转染CHL、HeLa和MCF‐7细胞,通过Western Blot检测转染后 Lm‐PHB2是否表达,Confocal观察EGFP融合蛋白在细胞中的表达及亚细胞定位．结果表明：PCR扩增片段与预期结果相符,双酶切和测序证明真核表达载体构建成功;Western Blot检测到Lm‐PHB2蛋白条带,Confocal观察到绿色荧光蛋白GFP ,证明真核重组载体成功表达;Lm‐PHB2蛋白主要定位在CHL细胞的细胞核,少量存在于基质和线粒体中,而在 HeLa和MCF‐7细胞中,Lm‐PHB2蛋白集中定位在细胞核中．本研究为七鳃鳗Lm‐PHB2的功能研究奠定了重要基础．     

七鳃鳗棕榈酰蛋白硫酯酶1的基因克隆、系统进化及组织特异性表达分析

棕榈酰蛋白硫酯酶1(palmitoyl protein thioesterase 1,PPT1)能够催化棕榈酰蛋白的去棕榈酰化修饰,通过调节蛋白的棕榈酰化修饰参与多种细胞生物学进程.从日本七鳃鳗(Lampetra japonica)白细胞cDNA文库的表达序列标签(Expressed Sequence Tag,EST)中获取PPT1基因片段,经RT-PCR扩增获得七鳃鳗PPT1蛋白的全序列cDNA.基因全长为972bp,编码323个氨基酸组成的蛋白质,理论分子量为36.6kDa,等电点为5.91,并含有1个信号肽.通过同源序列比对分析结果显示,日本七鳃鳗PPT1与其他物种PPT具有很高的同源性.利用实时荧光定量PCR法检测到PPT1基因在七鳃鳗的各组织中广泛表达,其中在白细胞、心脏、肠、鳃中表达量较高,在肝脏中表达量最低.本研究为探讨七鳃鳗PPT1功能研究奠定了理论基础.     

机器人自适应阻抗控制方法的研究

本文研究了参数未知及负载不确定时机器人运动的阻抗控制问题,提出了阻抗误差的概念,首次将模型参考自适应控制方法成功地应用于机器人阻抗控制中,提出一种渐近稳定的机器人阻抗控制方法.     

中国开发出可为细胞"打针"微操作机器人

只需要点击几下鼠标，一种新型的微操作机器人就会自动为直径只有几微米的牛肺细胞“打”上一针，之后细胞就会在１分钟内完成基因转化。 生物和医学试验中的显微注射过程，是生物领域中研究、培养转基因动物的一个重要环节，操作精度要求极高。以往这样的操作由手工进行，成功率极低。这种微操作机器人可以替代手工，给厚度只有几微米的细胞打针，还可以成功地进行染色体的切割、细胞分离、细胞融合等操作，这些功能的实现将会对生物工程、转基因动物研究工作的发展起到促进作用。 设计这种机器人的南开大学机器人与信息自动化研究所的卢桂…     

气动人工肌肉驱动球面并联机器人的位置控制研究

研究将气动人工肌肉驱动器应用于柔索驱动三自由度球面并联机器人机构,介绍了该机器人的运动学模型,提出一种简便的轨迹规划方法,在建立的实验测控系统中,应用含并联机器人的位置逆解和对气动人工肌肉的智能PID控制的位置控制算法,实现对机器人末端的位置控制,通过机器人的位置正解验证了位置控制的控制效果.