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  • 【期刊】 骨小梁仿生微结构的解析与构建

    刊名:集成技术 作者:赵小文 ; 白雪岭 ; 张鹏 ; 张东锋 ; 穆林 关键词:仿生 ; 骨小梁 ; 解析与构建 ; 三维微结构 ; 3D打印 机构:[1]深圳市艾科赛龙科技股份有限公司 ; [1]深圳市艾科赛龙科技股份有限公司 ; [2]中国科学院深圳先进技术研究院 年份:2018
    摘要:骨小梁的生物机制因其复杂的三维微结构和微环境及其与成骨细胞之间的相互作用,已被世界各国学者在骨修复重建和骨再生领域中研究和应用。然而,以往的研究缺乏对体内骨小梁真实环境的模拟,尤其是缺乏对骨小梁微结构的精确量化及其与微环境相互作用条件下骨骼再生的研究与应用。该研究开发一种新的骨小梁仿生微结构的解析与构建方法来分析和构建骨小梁的三维环境。该方法基于Micro CT兔股骨近端松质骨扫描,采用Mimics和Rhino软件构建三维松质骨模型并分析其几何特征,应用斯特林公式和3D打印骨小梁结构,对仿生骨小梁结构进行了解析和构建。截面积对比和结构相似性分析表明,仿生松质骨与天然松质骨结构达到很高的相似度(达95%以上);体外细胞实验表明,仿生骨小梁微环境能够提供较好的细胞生长微环境。该研究可为组织工程临床研究与应用提供有力的工具。
  • 【期刊】 生物鲁棒性对电磁防护仿生的借鉴

    刊名:高电压技术 作者:包家立 ; 朱朝阳 关键词:仿生 ; 电磁防护 ; 电磁兼容 ; 生物鲁棒性 ; 复杂电磁环境 机构:浙江大学医学院浙江省生物电磁学重点实验室生物物理与医学工程研究组 ; 浙江大学医学院浙江省生物电磁学重点实验室生物物理与医学工程研究组 年份:2017
    摘要:随着电气化和信息化技术的发展,各种电气和电子系统或设备混叠在同一空间使用的情况愈来愈多,并且电气和电子系统或设备正以前所未有的速度向高频、高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度(小型化、大规模集成化),大功率、小信号、复杂性等方向发展,使电磁兼容问题更加突出,对通信设备、计算机系统、军用装备、医疗设备等等的安全有效性构成了巨大的挑战。电磁防护仿生是解决电磁兼容问题的一个潜在方法。因此,综合评述电磁防护仿生现有技术和未来可以仿生的生物鲁棒性研究方向。在介绍生物鲁棒性的自然属性基础上,着重介绍生物鲁棒性反馈、简并和冗余、模块、演化或进化的结构机制,鲁棒性与脆弱性的权衡、稳定鲁棒性、品质鲁棒性等行为机制。分析结果表明借鉴生物鲁棒性设计电子或电气系统的电磁防护是一种电磁兼容设计途径,尤其是生物系统的遗传、进化、变异、突变的行为可以提示电子或电气系统的电磁防护设计应该是时变的、自适应的和权衡的。数学模型、网络理论、热力学理论,尤其是非平衡耗散结构理论是生物鲁棒性仿生研究的基本理论。未来的研究关注几个主题:1)仿生物鲁棒性的系统结构;2)系统的结构和参数的时变性;3)鲁棒性与脆弱性的权衡;4)系统稳态、鲁棒裕度、鲁棒度的电磁防护评价。
  • 【期刊】 一种脑电远程控制的仿生机械手臂

    刊名:电子世界 作者:雷鸿春 ; 高康 ; 甄慧慧 ; 王能亮 ; 李祥 ; 毛维培 关键词:仿生 ; 机械手臂 ; 同步 机构:西安思源学院 ; 西安思源学院 年份:2017
    摘要:该款仿生机械手臂利用安装在头部的TGAM模块和安装在人手臂部的加速度传感器采集运动信号,通过无线传输远距离制定仿生机械手臂,实现机械臂与人脑意识和人臂的同步运动.机械手臂可实现五个自由度的运动,可靠的闭环控制系统可实现准确定位,准确抓取,来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,体现了人的智能和适应性.脑电远程控制是该款仿生机械手臂的显著特点.
  • 【期刊】 仿生减阻树木移植机铲片设计与试验

    刊名:农业工程学报 作者:赵雄 ; 马行潇 ; 高巧玲 ; 陈成锦 ; 陈建能 关键词:仿生 ; 设计 ; 试验 ; 减阻铲片 ; 树木移植 机构:浙江理工大学机械与自动控制学院 ; 浙江理工大学机械与自动控制学院 ; 浙江三锋实业股份有限公司 年份:2018
    摘要:铲片是树木移植机的重要工作部件,其尺寸参数、形状以及数量分布决定着移植机的挖土性能和整机的能耗大小.为了有效减小铲片切削土壤时所受阻力、减小整机能耗,该文根据树木移植机的工作状况和特点,对铲片进受力分析并建立力学模型.仿照土壤动物步甲的掘土器官大颚的体表结构设计非光滑仿生铲片,运用动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA对原型铲片和仿生铲片切削土壤过程进行数值优化,通过原型铲片的数值仿真确定最佳铲片切削角为83°,在相同的铲片结构和土壤条件下,数值优化得到仿生铲片最佳参数为表面凸起直径14 mm,凸起中心距28 mm,凸起高度4 mm.根据最佳参数研制仿生铲片,并安装在移树机上进行原型铲片和仿生铲片的作业对比试验,发现仿生铲片有效减阻11.11%,证明了仿生非光滑铲片具有较好的减阻特性,可为整机节能降耗奠定基础.
  • 【期刊】 仿生层级薄壁方管的耐撞性研究

    刊名:中国公路学报 作者:白中浩 ; 周存文 ; 龚超 ; 张林伟 ; 谭雯霄 ; 卜晓兵 关键词:汽车工程 ; 仿生层级薄壁方管 ; 参数分析 ; 耐撞性能 ; 多目标优化 机构:湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室 ; 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室 ; 福建工程学院福建省汽车电子与电驱动重点实验室 ; 中国汽车技术研究中心有限公司 年份:2020
    摘要:为了进一步改善车辆结构部件的耐撞性能;基于甲虫翅鞘微观锥形小梁结构提出新颖的仿生层级薄壁方管(BHST)结构;包括SBHST-4;SBHST-9;BHST-4和BHST-9;通过非线性有限元软件和试验验证结果建立BHST有限元模型;并对比其与传统多胞薄壁方管结构的轴向吸能特性;考虑到结构壁厚、截面尺寸和空间位置因素对BHST-9结构耐撞性能的影响;采用参数分析方法;研究小方锥管下截面尺寸b分别和空间位置参数λ、结构壁厚t对BHST-9结构轴向吸能特性的影响;此外;结合径向基函数(RBF)神经网络代理模型技术与非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对BHST-9结构进行多目标优化分析;以获取BHST-9结构的最优配置;研究结果表明:BHST-9结构呈现出较优异的轴向吸能效果;其比吸能较传统9胞薄壁方管在等质量的条件下提高了22.87%;初始峰值力降低了10.22%;适当增加结构壁厚和小方锥管下截面尺寸有利于提升BHST-9结构的吸能能力;随着λ的增加;BHST-9结构的比吸能呈现出先增后减的趋势;当λ为0.5时;不同下截面尺寸小方锥管的BHST-9结构整体上具有较高的比吸能和较稳定的折叠变形模式;且初始峰值力变化幅度较小;但BHST-9结构中的仿生小方锥管下截面尺寸和结构壁厚较空间位置参数对比吸能的提升作用更为显著;当BHST-9结构初始峰值力不高于140kN时;其最优设计参数t;b分别为1.61;24.67mm;
  • 【期刊】 仿生机器鱼浮潜运动建模及控制

    刊名:信息技术 作者:倪羽洁 ; 王平 ; 娄保东 ; 许炳招 关键词:仿生机器鱼 ; 浮潜运动 ; 运动学建模 ; PID控制 机构:[1]河海大学能源与电气学院 ; [1]河海大学能源与电气学院 ; [2]河海大学工程训练中心 年份:2018
    摘要:良好的巡游和转向性能能够使仿生机器鱼在二维平面内自由游动.然而仿生机器鱼所 需完成的任务不仅仅在二维平面内,还需具备上浮和下潜的功能,使其能够在三维平面内自由 游动.在当前仿生机器鱼浮潜运动控制方法的基础上,采用重心改变法设计了一种重心调节机 构.该机构利用电机和丝杆带动重心调节块前后移动,改变仿生机器鱼重心的位置.针对所设 计的重心调节结构,建立了其浮潜运动模型,并利用P ID控制器进行浮潜运动仿真.利用仿生 机器鱼样机进行实验,实验结果表明所设计的重心调节结构及所建立的运动模型能够有效控制 仿生机器鱼的浮潜运动.
  • 【期刊】 仿生离子通道研究进展:从一维到二维

    刊名:中国科学:化学 作者:冯亚平 ; 徐培杰 ; 程宏飞 ; 郭维 关键词:仿生 ; 二维材料 ; 离子输运 ; 能量转换 ; 纳米孔道 机构:中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学实验室 ; 中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学实验室 ; 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院 年份:2017
    摘要:在生物电体系中,细胞膜中层级排列的离子通道和离子泵构成集成化的纳米尺度的离子导体,它们成为生命体系能量转换的关键结构基础.从生物离子通道上获得相关启示,通过构筑一维、二维纳米孔道来模拟生物离子通道的结构和功能,实现了可控的离子传输和能量转换.本文总结了仿生离子通道从一维直通构型到二维层状构型的发展,各自的特点、材料的制备方法,以及在仿生能量转换方面的应用.二维仿生离子通道提供了一种大规模、低成本、更为高效的纳米孔道材料制造技术,向纳米孔道材料的实用化迈出了重要一步.本文还重点介绍了二维层状材料及其构筑的二维离子通道在超滤、能量转换与存储等方面的应用.
  • 【期刊】 大鲵仿生态繁殖及幼鲵培育技术

    刊名:农业与技术 作者:华建权 ; 章吉萍 ; 潘雪央 关键词:大鲵 ; 生态养 ; 殖繁殖 ; 评价 机构:慈溪市水产技术推广中心 ; 慈溪市水产技术推广中心 年份:2019
    摘要:通过在溪边构筑仿生态洞穴,营造大鲵的生活、生长环境;通过对大鲵亲本的强化培育,保证了亲本的性腺成熟率40. 4%、产卵率33. 3%,确保了繁殖顺利进行。通过对溪水流径的不同点及洞穴内进行水质抽样分析,发现洞穴内外及进水口、洞穴外、出水口之间水质主要指标p H值、DO、COD、氨氮、总氮及总磷均没有显著差异,表明洞穴构筑具有科学性与实用性。
  • 【期刊】 仿生法提取箬叶总黄酮的研究

    刊名:绿色科技 作者:龚乃超 ; 锁进猛 ; 张浩 ; 乐薇 关键词:正交试验 ; 半仿生 ; 箬叶 ; 黄酮 机构:[1]武汉工商学院环境与生物工程学院 ; [1]武汉工商学院环境与生物工程学院 年份:2018
    摘要:以箬叶为模型中药,采用正交试验对箬叶总黄酮的半仿生法提取工艺进行了优选。采用L 9(3 4)正交实验设计表,以箬叶总黄酮提取得率为考察指标,考察了提取温度、提取时间、料液比与乙醇体积分数对箬叶总黄酮提取得率的影响。结果表明:实验得到的半仿生法提取箬叶总黄酮的最佳工艺条件为:提取温度70℃、提取时间105 min、料液比1∶30与乙醇体积分数80%,此时箬叶黄酮提取得率最高为2.26%。验证性实验表明半仿生提取法对比其他传统提取方法,具有提取效率高、设备简单、操作方便的优点,可供在生产中试行。
  • 【期刊】 东华大学制备出仿生吸湿快干纺织材料

    刊名:合成纤维 作者:钱伯章 关键词:仿生 ; 纺织材料 ; 吸湿快干 ; 东华大学 ; 制备 ; 美国化学学会 ; 纳米纤维 ; 功能纺织品 年份:2019
    摘要:东华大学纺织科技创新中心俞建勇院士、丁彬研究员带领纳米纤维研究团队;在吸湿快干功能纺织品领域取得重要进展.相关成果2019年1月15日发表于《美国化学学会-纳米》;
  • 【期刊】 基于运动数据的仿生压曲模型设计方法

    刊名:组合机床与自动化加工技术 作者:韦唯 ; 李少波 ; 璩晶磊 关键词:仿生 ; 动作捕捉 ; 压曲模型 ; 运动数据分析 机构:[1]贵州大学机械工程学院 ; [1]贵州大学机械工程学院 ; [2]中科院成都计算机应用研究所 年份:2018
    摘要:针对人工踩曲用工数量巨大、生产效率低下而单纯的机械式制曲方法不能保证曲块质量的问题,对制曲进行需求分析,研究了仿生压曲机构三维模型设计方法,提出了仿生压曲机构动作设计中人工踩曲运动数据的提取与分析。运用运动重定向技术得到人体三维简化模型的BVH格式数据。然后对数据进行运动学分析求解,生成人工踩曲运动轨迹,为仿生压曲机构的研发提供理论支撑。
  • 【期刊】 秸秆深埋还田仿生开沟装置优化与试验

    刊名:农业机械学报 作者:林静 ; 张桐嘉 ; 田阳 ; 高文英 ; 齐林 ; 李宝筏 关键词:仿生 ; 秸秆深埋还田 ; 图像处理 ; 仿真模型 ; 试验设计 机构:沈阳农业大学工程学院 ; 沈阳农业大学工程学院 年份:2018
    摘要:为解决秸秆深埋还田工作中开沟深度不够、深埋率低、开沟阻力大等问题,对自行研制的气力式秸秆深埋还田机的开沟装置进行了优化设计。提出一种仿螳螂前端足曲线的秸秆开沟刀参数优化设计,利用阿基米德等进螺线设计的侧切刃具有滑切能力,可切割土壤完成开沟作业。利用Matlab对螳螂前端足进行二值化、膨胀、边缘坐标处理得到仿生开沟刀,使用离散元软件EDEM对设计出的仿生开沟刀和普通开沟刀进行仿真对比,并对仿真结果进行土槽试验验证。试验分析结果表明,相比于普通开沟刀,仿真开沟刀在开沟过程中可减少9. 48%的阻力。利用Design-Expert 8. 0软件的二次正交旋转组合试验设计结合响应面法,分别建立秸秆深埋率和工作效率与机具前进速度、秸秆深埋深度和秸秆覆盖量的回归数学模型。通过分析表明,各因素对秸秆深埋率的影响由大到小依次为:秸秆覆盖量、秸秆深埋深度、机具前进速度;各因素对工作效率的影响由大到小依次为:机具前进速度、秸秆深埋深度、秸秆覆盖量;交互作用中,秸秆深埋深度和秸秆覆盖量、机具前进速度与秸秆覆盖量对工作效率影响显著。经过优化求解,在深埋率权重为0. 7、工作效率权重为0. 3的情况下得到开沟装置最佳工作参数,在机具前进速度为1. 63 m/s、秸秆深埋深度为27. 97 cm、秸秆覆盖量为340. 54 kg/hm2时,秸秆深埋率为90. 491%,工作效率为5. 4 hm2/h。
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