基于最小分类错误训练的神经网络分类器设计

提出了一种基于最小分类错误（MCE）训练的采用多层感知器（MLP）结构的模式分类器设计方法。这是一种以分类错误率最小化为目标的模式分类器设计方法，将它用于MLP分类器设计能够进一步提高分类器的性能。采用MLP实现MCE训练中的分类损失计算，从而将MCE训练过程与MLP分类器设计统一在一个神经网络结构中，通过BP算法予以实现。这不仅能达到提高MLP分类器性能的目的，而且简化了它的设计过程。     

多传感器数据融合在切割机器人系统中的应用

为了对造船中所用型材变形进行在线检测，在高精度划线切割机器人系统中，建立了多传感器检测系统，引入基于小波变换和虚拟噪声自适应卡尔曼滤波的多分辨率最优多传感器数据融合方法，实现了对噪声统计量缺乏先验知识和模型参数不确切的多分辨率多传感器的数据融合。实验结果表明，多传感器数据融合可以有效地实现变形型材的在线检测，提高系统的测试精度和可靠性。     

用于肠道检查的微小型蠕动机器人

基于蚯蚓运动原理研制了一种用于肠道检查的新型微小机器人，它采用步进电机作为驱动源，驱动力大，易于控制．介绍了该机器人的机体构造和运动原理，建立了力学模型并作了相应分析，详细阐述了系统的控制组成和软件设计，讨论了在不同材质、不同倾角管道内的驱动性能试验．结果表明：该微小型机器人运行可靠、平稳，有一定的爬坡能力．该研究为肠道检查机器人系统的实际应用奠定了基础．     

七自由度相贯焊缝检测机器人运动学逆解

针对采用D—H法求解机械手臂逆运动学存在的不足，提出几何法解决七自由度插接管焊缝检测机器人关节变量的逆解问题．该方法与矩阵变换法相比能很大程度上减少运动方程逆解的计算量，对于提高关节的控制速度极为有利．结合实际扫查的空间相贯曲线，对各关节的运动位移进行了计算仿真．结果表明，各关节的运动学逆解唯一，计算简单，运算量小，特别是对于具有多冗余度的机器人，此法能够避免奇异解的讨论，提高计算效率．     

微型肠道机器人扩张机构与能量接收线圈的设计与实验

研究并设计了一种新型扩张方式的能在肠道中运动和驻留的微型肠道机器人.该肠道机器人的扩张机构采用阿基米德螺线腿的方式进行扩张,扩张直径可达32 mm,变径比达到2.13.设计减速比为489的减速器,保证较大的输出转矩.对扩张机构的扩张臂进行力学分析,并通过实验测试了扩张机构的扩张力.进而,对能量接收线圈进行建模分析.结果表明:扩张机构扩张力的实验测试值与理论分析的整体趋势基本一致,最小扩张力为1.5 N,满足肠道扩张力的需求;优化线圈磁芯厚度、绕组层数以及绞线规格可以提高无线供能系统性能;当发射线圈驱动电流为1.4 A时,该接收线圈相应的传输功率为812 mW,能量传输效率为8.3%,能满足肠道机器人的功率要求.     

超定独立分量分析及其在结肠压力信号分析中的应用

针对传感器个数大于源信号个数的情况,提出了一个超定独立分量分析(ICA)方法,并将其应用到人体结肠压力信号分析中.首先对结肠压力信号运用主成分分析(PCA)估计源信号个数,并将观测信号进行降维使其维数与源信号相等,从而将超定ICA问题转化为一个完备ICA问题;最后通过快速ICA算法估计出源信号.实验采用26组人体结肠压力数据,成功提取出结肠活动中具有生理意义的动力模式信号.     

基于神经网络的人工肌非线性控制

运用非线性控制的逆系统方法,提出了一种基于神经网络的人工肌非线性控制方案,由原系统导出n-m阶逆系统模型,并与原系统一起构成具有反馈结构的伪线性系统,从而可方便地运用线性控制理论完成对控制系统的设计,用BP神经网络逼近逆系统模型,并借助于递推预报误差算法来训练神经网络,该算法与传统的BP算法相比具有更好的收敛特性,设计了一个具有单关节的人工肌试验系统,给出了人工肌关节跟踪正弦波和矩形波参考信号的试验结果,与传统的线性控制方案比较,基于神经网络的人工肌非线性控制方案能够得到更快的控制速度和更高的控制精度。     

D-S证据推理在信息融合应用中的存在问题及改进

在不确定性处理算法中 ,D -S证据推理方法具有较好的应用结果。阐述了D -S证据推理及其在多传感器信息融合中的应用 ,重点论述了证据理论中尚待解决的问题。针对D -S组合规则无法解决冲突证据这一情况 ,提出了引入修正因子的改进方法来体现证据子集大小。仿真结果表明 ,该方法能够将证据权重聚焦到集合中更小的子集 ,并解决了不一致证据的合成问题 ,使组合结果更加直观。最后讨论了D -S理论的进一步研究方向     

双轴驱动式人造肛门括约肌系统经皮无线供能

作为植入式医疗设备的一种,双轴驱动式人造肛门括约肌(BAAS)系统的经皮无线供能(TET)系统在植入活体后,受到增生包裹等体内环境的影响,面临耦合性能明显低于体外实验的问题,降低了其在医疗中的实用价值.结合现有BAAS的TET系统实验结果,针对受增生包裹导致的传输角度等问题,对现有TET系统的参数进行分析研究,得出了传输角度与传输效率的关系曲线.实验结果表明,在传输距离为30 mm时,传输效率仍可达到60%以上.在传输距离为30 mm条件下,传输角度为20°时,传输效率的均值可达到66.65%;传输角度为30°时,传输效率的均值可达到59.96%.发射线圈充电温度最大值为23℃,充电温度不会对人体造成低温烫伤的情况,满足BAAS系统性能要求,达到了在传输距离较远时仍可高效率传输能量的目的.     

胃肠道无线内窥镜机器人系统

为了实现对人体胃肠道的全程无创诊断,研制了一种具有自主运动能力并集成无线技术的内窥镜机器人系统.针对内窥镜机器人的胃肠道运动环境以及微型化的特点和要求,设计、制作了仿尺蠖柔性运动系统、无线供能系统和无线通讯系统并组装了机器人样机.实验结果表明：内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动;其无线供能系统在外部输入功率为14.7 W的状态下,可以实现最小
能量为360 mW的传输,在8 m的有效范围内可以实现实时遥控和30 f/s的视频传输.