Earthshaker: A mobile rescue robot for emergencies and disasters through teleoperation and autonomous navigation

To deal with emergencies and disasters without rescue workers being exposed to dangerous environments, this paper presents a mobile rescue robot, Earthshaker. As a combination of a tracked chassis and a six-degree-of-freedom robotic arm, as well as miscellaneous sensors and controllers, Earthshaker is capable of traversing diverse terrains and fulfilling dexterous manipulation. Specifically, Earthshaker has a unique swing arm—dozer blade structure that can help clear up cumbersome obstacles and stabilize the robot on stairs, a multimodal teleoperation system that can adapt to different transmission conditions, a depth camera-aided robotic arm and gripper that can realize semiautonomous manipulation and a LiDAR aided base that can achieve autonomous navigation in unknown areas. It was these special systems that supported Earthshaker to win the first Advanced Technology & Engineering Challenge (A-TEC) championships, standing out of 40 robots from the world and showing the efficacy of system integration and the advanced control philosophy behind it.     

Structure of the human CLC-7/Ostm1 complex reveals a novel state

CLC-7 functions as a Cl?/H+ exchanger in lysosomes. Defects in CLC-7 and its β-subunit, Ostm1, result in osteopetrosis and neurodegeneration. Here, we present the cryogenic electron microscopy (cryo-EM) structure of the human CLC-7/Ostm1 complex (HsCLC-7/Ostm1) at a resolution of 3.6 ?. Our structure reveals a new state of the CLC-7/Ostm1 heterotetramer, in which the cytoplasmic domain of CLC-7 is absent, likely due to high flexibility. The disordered cytoplasmic domain is probably not able to restrain CLC-7 subunits and thus allow their relative movements. The movements result in an approximately half smaller interface between the CLC-7 transmembrane domains than that in a previously reported CLC-7/Ostm1 structure with a well-folded cytoplasmic domain. Key interactions involving multiple osteopetrosis-related residues are affected by the interface change.     

老龄化背景下城轨换乘站客流组织仿真分析

针对人口老龄化背景下的城轨换乘站客流组织问题,从影响因素分析出发,量化老年乘客生理特征对乘客行动力影响的外在表现,并运用社会力模型描述换乘站内行人运动。借助AnyLogic仿真软件,以重庆市某换乘站为实验对象构建地铁换乘站仿真模型。通过设计多场景仿真实验,结果发现老年乘客比例对站内客流速度、进站时间、换乘时间都有明显影响,尤其是在站内客流瓶颈处和高差变化处的影响更为明显。最后,对适老背景下城轨车站设计和运营提出针对性建议。     

基于梯度加权类激活热力图的卷积神经网络故障诊断模型鲁棒性分析

深度学习近年来在故障诊断领域受到广泛应用,但基于深度学习的故障诊断模型缺乏工程上的物理解释性,难以保证其故障诊断结果的稳定性。以轴承为例,建立了以小波时频图像为故障诊断依据的卷积神经网络模型(convolutional neural network, CNN),提出了一种基于梯度加权类激活热力图(gradient-weighted class activation map, Grad-CAM)的网络模型鲁棒性分析方法,并利用美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University, CWRU)轴承数据集进行验证。首先,将故障直径轴承数据以不同方式混合并训练大、小多个模型。其次,利用Grad-CAM方法,建立时频区域与故障模式之间的联系。最后,利用其他工况下的轴承故障数据,以及含噪数据进行测试,并根据结果结合模型最注重的时频区域进行分析。结果表明,基于深度学习的轴承故障诊断模型在参数较少时更加注重低频区域,并能使其具有更好的鲁棒性。     

可逆半环上的同余

本文讨论可逆半环上的同余,指出可逆半环上存在使其商半环对加法和乘法均成群的最小同余。     

用几何形体法求解并联机械手位置正解

本文提出以虚拟杆为主要特点的几何形体法用于求解并联机械手的位置正解。与“六维搜索算法”相比,具有初值选取简单,适用性强的特点。为并联机械手的工作空间分析与综合、误差分析与综合等提供了一个有力的工具。     

企业管理创新应与经营机制转换同步

针对企业经营机制转换过程中存在的“以转代管”、轻视管理创新的时弊,通过企业管理与经营机制内在关系的研究,提出了转换经营机制要以强化企业管理为依托、管理创新应与机制转换同步的企业改革思路。结合铁法矿务局管理创新实践,阐述了目前按市场机制要求需在企业管理中改革创新的主要方面。     

对“铁路运输走向市场”若干问题的认识

“铁路运输走向市场”的第一层含义是铁路运输企业经营市场化,第二层含义是铁路运输作为市场经济的基础条件,必须起到保证整个社会主义市场经济运行的基础作用,在我国当前条件下,必须把提高运输能力作为铁路运输走向市场的出发点和归宿。在提高运输能力过程中,必须科学处理运输能力与运输效率的关系．以市场经济和社会基础性的眼光看,我国铁路运输高效率并不一定是一件好事。铁路运输走向市场可以采取“重点突破,整体推进”的战略。     

液相浸渗中纤维非润湿性的处理

纤维与金属液的非润湿性是液相浸渗制造纤维增强金属基复合材料的主要障碍之一。实验发现纤维的非润湿性使其在自然排布时的浸渗缺陷必须存在。通过提高液相浸渗压力可以改善复合材料的浸渗效果,但仍有细小的浸渗缺陷必然存在。通过提高液相浸渗压力可以改善复合材料的浸渗效果,但仍有细小的浸渗缺陷无法消除,采用颗粒与纤维的混杂使纤维丝相互分离,消除了充填“死角”而使纤维束内完整充填并且均匀分布,提高浸渗压力和混杂预制     

从线粒体和叶绿体基因组的结构看生物基因组的进化

通过分析各类真核生物线粒体和叶绿体基因组的大小与结构,得出这两种细胞器基因组都有小基因组与大基因组两种形式以及与之对应的结构特点,从而都是通过两种进化途径从它们各自祖先的基因组发展成为现代的线粒体和叶绿体基因组的结论。比较细胞器基因组与核（类核）基因组的存在和性质,发现类似的两种途径同样可以说明核（类核）基因组的进化。结合这三种基因组的起源问题,提出了一个生物基因组起源和进化的统一模式。