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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    一种可变直径软体机器人的设计

    赵玉侠万学锋多会晓钮乾坤...
    631-638页
    查看更多>>摘要：为了解决刚性机械手安全性低、适应性差的问题,设计了一款具有抓取功能的软体机器人.该软体机器人由三个呈圆周 120°分布的软体驱动器和一个夹具组成,夹具可以实现自动化改变直径以适应不同大小物体的抓取,经测算软体机器人可以抓取直径范围为 45～97 mm的物体.夹具和软体驱动器都采用3D打印制造,具有成本低、制造简单、易于大规模生产的优点.软体机器人采用气压驱动,当给驱动器充气时,三手指同时弯曲抓取物体,具有很好的稳定性.对于软体驱动器建立了相应的力学模型,得到了弯曲角度与输入气压的关系,并利用ABAQUS 有限元仿真软件对驱动器弯曲特性进行仿真.对比发现,理论建模和仿真分析在驱动器弯曲角度具有很高的吻合性.

    变直径软体机器人软体驱动器弯曲角度

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    基于模糊补偿的塔式起重机自适应模糊滑模控制

    赵志杰柴琳刘惠康孙家骏...
    639-648页
    查看更多>>摘要：塔式起重机在工作时,负载会产生摆动,且系统具有欠驱动性、非线性和强耦合性的特征,定位与消摆控制难度大.大多数现有控制方法未考虑系统的摩擦项或者考虑系统摩擦项时由固定公式计算得出,而工程实际应用中摩擦项易受到工作环境的影响,引起控制效果的降低.为解决上述问题,提出了一种基于模糊补偿的自适应模糊滑模控制器.首先,通过对原有的系统动力学模型进行改造,构造出新的动力学模型,解决了系统由于欠驱动特性导致控制律难以设计的问题.随后采用模糊逼近的方式对系统的摩擦项进行逼近,解决了不确定性的工作环境对摩擦项的影响.其次在此基础上与滑模控制理论相结合设计控制器,并经严格的稳定性分析,证明了系统是渐进稳定的.最后,经仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.

    欠驱动系统塔式起重机定位和消摆模糊逼近滑模控制

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    基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法

    洪炎王艺杭苏静明温言...
    649-657页
    查看更多>>摘要：针对目前加密图像单一以及加密算法安全性不高的问题,提出基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法.实施过程:首先根据Arnold变换公式对图像进行灰度空间置乱和位置空间置乱,然后进行行按位异或操作,其次,将上述结果再进行一次位置空间置乱,最后再进行列按位异或运算.该方法有效增强了传统Arnold双置乱的置乱效果,使图像得到充分扩散,最终得到密文图像.实验结果表明,本文方法能实现等长和不等长图像的置乱,改善了常规Arnold方法的置乱效果,有效降低了图像相邻像素间的相关性,保证了图像传输过程中的安全性和鲁棒性要求.

    Arnold变换行列按位异或双置乱图像加密

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    汉字识别中图特征提取方法

    唐善成梁少君戴风华来坤...
    658-664页
    查看更多>>摘要：为解决图像像素表示汉字特征方法不能有效表示汉字本质特征、空间复杂度较高的问题,提出了一种汉字图特征提取方法.方法主要包含汉字图像二值化,汉字图像骨架提取,汉字图特征提取 3 个部分;二值化消除图像中的噪声,提高图特征提取的准确度;骨架提取保留图像中重要的像素点,剔除无关的像素点;图特征提取将汉字关键点与图数据结构结合来表示汉字形状特征.在3 908 个常用汉字的5 种字体上进行实验.结果表明,该方法能够正确提取笔画复杂汉字的图特征,有效表示汉字本质特征;不同字体汉字图特征相同的汉字数量最高为3 195 个,方法表现较稳定;平均每个汉字可以用 22.6 个图节点、19.1 个边表示,相较于用单通道图像表示汉字特征,可大幅降低空间复杂度.

    汉字识别图特征图数据结构

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    基于神经网络架构搜索的X射线图像违禁品检测算法

    成浪敬超陈文鹏
    665-675页
    查看更多>>摘要：为了提高卷积神经网络设计的自动化程度并进一步提高复杂背景下违禁品检测的准确率和速度,提出了一种基于神经网络架构搜索的X射线图像违禁品检测算法.首先,设计逐层渐进式搜索策略和多分支搜索空间,并基于批量归一化指标为每一个layer结构搜索最佳侧分支;然后,逐层搜索构建新的骨干网络组件;最后,组成由数据驱动的新目标检测模型.该算法在数据集HiXray、OPIXray、PIDray上分别取得了83.4%、87.2%、70.4%的检测精度.实验结果表明,本文算法能够自适应数据集并自动搜索出性能更好的Backbone组件,与FCOS、YOLOv4 等主流算法相比,有效提高了复杂背景下违禁品检测的准确率和速度.

    神经网络架构搜索搜索策略目标检测违禁品检测X射线图像

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    基于GRU-DRSN的双通道人体活动识别

    邵小强原泽文杨永德刘士博...
    676-683页
    查看更多>>摘要：人体活动识别(human activity recognizition,HAR)在医疗、军工、智能家居等领域有很大的应用空间.传统机器学习方法特征提取难度较大且精度不高.针对上述问题并结合传感器时序特性,提出了一种融合CBAM(convolutional block atten-tion module)注意力机制的GRU-DRSN双通道并行模型,有效避免了传统串行模型因网络深度加深引起梯度爆炸和消失问题.同时并行结构使得两条支路具有相同的优先级,使用深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)提取数据的深层空间特征,同时使用门控循环结构(gated recurrent unit,GRU)学习活动样本在时间序列上的特征,同时进行提取样本不同维度的特征,并通过CBAM模块进行特征的权重分配,最后通过Softmax层进行识别,实现了端对端的人体活动识别.使用公开数据集(wireless sensor data mining,WISDM)进行验证,模型平均精度达到了97.6%,与传统机器学习模型和前人所提神经网络模型相比,有更好的识别效果.

    人体活动识别(humanactivityrecognizition,HAR)门控循环结构(gatedrecurrentunit,GRU)深度残差收缩网络(deepresidualshrinkagenetwork,DRSN)CBAM双通道并行

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    基于关系强度的车联网位置隐私保护方法

    王庆国刘路路贾晓凡邢玲...
    684-689页
    查看更多>>摘要：车联网(internet of vehicles,IoV)中不可靠的社交用户可能会故意泄露用户隐私.为了解决这个问题,提出了一种基于关系强度的车联网位置隐私保护方法.该方法通过分析用户的属性特征和行为特征计算用户的关系强度,并将关系强度较高的用户构建成通信组.其次,使用区块链节点存储组内用户发送的传输数据,这实现了传输数据的可追溯性.实验结果表明,所提方法不仅实现了用户的位置隐私保护,而且还降低了用户通信过程的时延和消息曝光率.

    车联网位置隐私保护关系强度通信组区块链

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    同轴式微通道壁面润湿性对微细气泡生成特性的影响规律

    汪琴孙丽霞张玉峰张其久...
    690-697页
    查看更多>>摘要：微细气泡的生成时间和大小对污水处理的效率具有重要影响.为探究微通道壁面润湿性对微细气泡生成特性的影响,采用两相流水平集的方法模拟研究不同接触角下微细气泡的生成过程.以接触角为主变量,液体流量、气体压强和气体类型为次变量,探究次变量对微细气泡生成时间和脱离体积的影响.设计并制造了同轴式微流控芯片,开展微细气泡生成特性的试验.结果表明接触角在0～180°递增时,微细气泡的生成时间总体呈下降趋势,脱离体积先增加后减小,其中 90°接触角为生成时间的分界点和脱离体积的峰值点.此外,3 个次变量中液体流量的变化对微细气泡生成特性的影响尤为显著,液体流量越大,其生成时间和脱离体积越小.实测值与仿真值的偏差在正负百分之十以内,验证了微通道壁面润湿性对微细气泡生成特性的影响规律.

    微细气泡润湿性接触角生成时间脱离体积

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    轻质聚合物干粉抹面砂浆抗压强度与抗冻性

    沈忱任成锋王金光单俊伟...
    698-705页
    查看更多>>摘要：外墙抹面砂浆作为建筑物外表层常年受到冻害侵扰,为有效缓解冻害破坏及厘清劣化机理.以空心漂珠作细集料,掺入聚合物干粉与重钙制备不同水灰比的轻质抹面砂浆,通过正交试验,揭示水灰比、可再分散乳胶粉掺量及重钙掺量对抗压强度和抗冻性能的影响规律,并探讨砂浆性能变化的微观机理.结果表明:水灰比对抗压强度影响显著,可再分散乳胶粉掺量次之,重钙掺量影响最小.对于抗冻性能可再分散乳胶粉掺量影响显著,重钙掺量影响最小;在不同养护龄期下,水灰比对抗压强度影响较大,可再分散乳胶粉掺量对抗冻性能影响较大.若将水灰比控制在0.35 附近,可再分散乳胶粉掺量与重钙掺量保持在3%以内,虽然抗压强度小幅降低,但抗冻性能优异.综合考虑抗压强度和抗冻性能的实际需求,外墙抹面砂浆的抗冻性能重要程度远大于抗压强度,基于此,可确定干粉抹灰的最优配比为水灰比0.37、可再分散乳胶粉掺量2.8%、重钙掺量3.9%.此外,也可结合实际工作环境与工程要求,设计不同配比的干粉抹灰.

    聚合物干粉抹面砂浆抗压强度抗冻性能综合性能

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    基于Revit平台的隔震支座快速建模模块开发与应用

    陈泽云陈鑫谈丽华刘涛...
    706-714页
    查看更多>>摘要：随着隔震技术的推广应用以及建筑业信息化水平的持续提升,在隔震工程中对隔震层建筑信息模型(building infor-mation modeling,BIM)建模的需求逐渐增长,然而针对性的研究工作相对较少.为此,围绕隔震支座BIM模型的高效建模方法和应用模块开展了研究.首先,综合隔震支座应用情况和力学特性,可将其分为橡胶隔震支座、滑移摩擦隔震支座和其他类型隔震支座,据此提出了隔震支座BIM快速建模模块基本架构;随后,基于Revit和Visual Studio平台开发了三类隔震支座BIM模型的快速建模功能,并实现了连接节点参数化建模和支座批量/手动布置的操作功能;最后,开展了某化工公司的库房隔震加固项目的隔震层BIM模型建模实践,结果表明:利用快速建模模块可将隔震层BIM建模操作从7 个步骤降低至2 个步骤,且使用过程中对隔震支座构造细节的认知要求相对较低.同时,建成后的BIM模型与实际工程在建筑信息的多个方面具有较好的一致性.相关研究可为建筑和桥梁隔震工程的BIM建模提供参考和借鉴.

    隔震结构建筑信息模型(buildinginformationmodeling,BIM)Revit二次开发自动化建模

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