心脏动脉旁路手术中手术辅助机器人的模型跟随控制

为了使非体外循环心脏动脉旁路移植(CABG)手术中的手术辅助机器人能快速、准确地跟踪心脏表面手术点的运动,消除心脏与手术工具的相对运动,提出了心脏运动信号的自适应时变线性回归模型,将对心脏信号的跟踪问题转化为对心脏运动信号模型的运动跟随问题。应用卡尔曼滤波器动态估计手术辅助机器人系统的运动状态,并结合最优跟踪理论实现了基于心脏运动模型的随动跟踪控制。实验结果表明,与以往的相动运动消除算法相比,运用模型跟随控制算法的机器人系统能将相对运动消除能力提高30%,跟踪误差减小0.25 mm。因此,基于心脏运动自适应模型跟随算法能够进一步消除CAGB心脏手术中的相对运动,大大减小了动态跟踪误差。     

一种CABG手术辅助机器人运动补偿方法研究

针对非体外循环心脏动脉旁路移植手术中辅助机器人的运动控制问题,提出基于多测量耦合模型的多步预测控制算法,该算法增加了加速度测量并采用卡尔曼滤波器作为状态观测器进行信息融合处理,增强了对机器人运动状态的估计,进而提高心脏运动信号的跟踪性能。同时超前的N步预测增加了系统的带宽。实验结果表明,使用了耦合模型的多传感器信息融合多步预测控制算法的机器人系统将跟踪相对运动误差减小了20%。     

基于PXI总线的飞控设备自动测试系统

飞控设备是重要的机载设备之一,保障着飞行安全和飞行质量。针对某型飞控设备的测试需求,研制了一套基于PXI总线和GPIB总线的自动测试系统。按照测试需求进行硬件系统的集成设计,根据模块化、标准化、规范化的设计思想开发了相应的软件系统,具备一定的通用性和可扩展性。实践表明,该系统满足了飞控设备的自动测试需求,提高了测试的效率和质量。     

碱熔融-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铬矿石中铬铝铁镁硅

铬矿石样品经碱熔融和盐酸浸取后,选用SeaSpray雾化器和旋流雾室,选定了待测元素的分析线,以信号的稳定性为原则,优化了样品提升量、载气流量、冷却气流量和入射功率,实现了电感耦合等离子体原子发射光谱法对铬矿石中铬、铝、铁、镁和硅等主量成分的测定。研究了基体效应,认为钠浓度为3.1~4.0 mg/mL、锆浓度为20μg/mL时,它们分别对各待测元素的测定没有影响;在钠的浓度为3.5 mg/mL时,其它各共存元素间的相互影响可以忽略。考察了酸度效应,发现酸的体积分数为7%~11%时,酸度对各待测元素的影响可以不予考虑。该方法用于4种标准物质的分析,各待测元素的测定值与认定值相吻合,RSD(n=5)为0.2%~0.9%。     

基于微流控技术实现严格厌氧条件下的细菌单细胞培养与实时观测

当下微生物研究存在两个趋势,一是随着大量肠道微生物相关研究的开展,研究者们越来越认识到肠道微生物尤其是大量厌氧菌与人类健康息息相关,因为肠道本身在某种程度上也属于厌氧 环境,故对肠道细菌的细胞生理学研究需要建立在厌氧培养环境的基础之上;二是仅依靠经典的微生物群体培养方法已经难以满足对细胞异质性的研究,需要发展多种方法在单细胞水平进行细菌生理学研究,以此深入研究被细胞群体所掩盖而被研究者忽略的生理规律。该研究开发了一种微生物在厌氧条件下的培养方法,包括相关培养装置设计与相应的实验方法流程,在稳定维持培养环境严格厌氧程度的基础上,使用微流控芯片对细菌进行长时间的单细胞培养,同时结合高分辨率显微镜延时成像技术,在培养的同时实现对生长动态的实时观测与数据采集。该方法为细菌细胞在厌氧条件下的单细胞分析提供了有力的技术支持。