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仿生型膜在农膜及食品保鲜中的应用
研发阶段/n仿生型膜通过在普通的白色薄膜中添加转光剂,使阳光中对作物无用的紫外光转变为对作物生长有利的蓝紫光(430nm-480nm)及红光(630nm-680nm),从而促进作物生长速度的提高和产量的增加。由于仿生型膜能将阳光中的能量较高的紫外光转变为能量相对较低的蓝紫光,因此,用仿生型膜包装水果、蔬菜等绿色食品,可起到保护水果、蔬菜的功效。在甜玉米、黄瓜、转基因番茄、棉花营养体上进行田间应用实验,均提高了苗期生长速度,作物开花结果提前3-15天左右,作物产量提高5-10%左右;在番茄、甜玉米、黄
华中农业大学 2021-01-12
一种新型纳米纤维素仿生结构材料
近日,中国科学技术大学俞书宏院士团队成功研制出一种新型纳米纤维素仿生结构材料(英文简称CNFP),相关论文发表在国际期刊《科学·进展》上。这种新材料轻、强、韧、尺寸稳定,综合性能突出,将在轻量化抗冲击防护和缓冲材料、空间材料、精密仪器结构件等领域具有广阔应用前景。据介绍,这种天然纳米纤维素高性能结构材料的密度非常低,仅为钢的1/6、铝合金的一半,其单位密度下强度、单位密度下韧性均超过传统合金材料、陶瓷和工程塑料,有望替代现有的工程塑料。同时,该材料还具有极高尺度稳定性,热膨胀系数极低,远优于传统合金材料和工程塑料,即使在受到剧烈热冲击条件下,力学性能与尺寸依然高度稳定。此外,该材料还具有极高的抗冲击性能、高损伤容限以及能量吸收性能。
中国科学技术大学 2021-04-11
可标记和简易分离的仿生智能微针平台
利用微针技术递送药物至局部组织,是一种微创、无痛、便利的治疗新模式,随着微针设计与构建的发展与创新,其中负载内容物逐渐丰富,从单一的药物到具有功能的亚单位和亚结构,再到多种多样的生物活体。目前现有的研发较为热门的递送药物微针有实心微针、空心微针、包衣微针,但大部分都存在如下问题:1、断针等安全性问题;2、给药不准确,无法准确做到剂量的精准控制;3、暴露的微孔道有感染风险;4、需要操作者有一定的医学背景。 大多数微针贴片的基底层附着在皮肤上,可能会被汗水或环境液体浸湿而增加感染风险,并且在刮擦过程中容易导致微针脱落。而且常规微针贴片无法自发完成数据信息存储(需要信息反复利用电子设备存储和读取),难以提高工作效率,并可能导致信息误差,误导医患。因此,开发具备高效药物递送和便于数据储存与访问的新策略具有重要意义。 本成果研发了一种仿生智能微针平台(MILD),独有的仿生蘑菇形态针头可实现针尖简易分离、注射点长效标记、药物轻便递送以及药物智能响应。利用该平台,本团队以新冠疫苗为例,已完成动物试验阶段,取得了理想的试验数据,科研成果已在ACS Nano发表,学术媒体广泛报道。 疫苗接种效果与皮下注射相当,抗体浓度≥50AU/ml,标记时间≥28天。
华中科技大学 2023-03-03
一种两栖仿生龟机器人
本发明公开了一种两栖仿生龟机器人,它具有四条相同结构的腿模块单元,十六个独立可控关节通过冗余驱动可同时实现陆地及水中运动,具有很强的环境适应性。陆地运动步态以髋关节、俯仰关节和膝关节为驱动关节,旋转关节冗余;水下运动步态则以髋关节、俯仰关节和旋转关节为驱动关节,膝关节冗余。机器人还配备浮力调节系统,能够自由控制整机在水中的上浮下潜。机器人系统的动力系统和控制系统放置在机身密封舱内进行保护,关键部件的防水密封则采用浸油密封与接缝处涂抹密封胶的方法。本发明具有运动形式丰富,承载能力强、关节回转角度大,机
华中科技大学 2021-04-14
仿生表面纳米涂覆提高PVDF微孔膜亲水性
上海交通大学 2021-04-13
一种多用途仿生螃蟹机器人
本发明提供了一种多用途仿生螃蟹机器人,包括顶部模块、底板模块、腿部模块、右侧钳模块、左侧钳模块、双目视觉模块,通过上述模块的组合设计,组成一套仿生螃蟹式的具有多用途的机器人,特点在于顶部模块能完成顶部重物的适应性角度顶起,且能进行圆周方向的锯切;腿部模块能适应较多的地形,实现全方位行走;右侧钳与左侧钳的单独或配合,能完成多种任务,满足一些特殊需要的场合的要求;双目视觉模块能够单独或协作的完成对周围全方位的观察,指导机器人的使用作业情况;采用液压作为动力,动力强劲,简单可靠。
青岛农业大学 2021-04-13
智慧教育AIGC信创一体机
智慧教育AIGC信创一体机是集pc端畅学杏林,手机端掌上金课为一体,结合高质量知识图谱、国产通用大语言模型和自主芯片算力的3级全信创AIGC服务器。响应教育部高校教育质量控制建设号召,结合OBE教育理念将BOPPPS教育模式,应用于学生手机端,教师在课堂中把控五步关键环节,激活学生4种互动状态,保障继教课程质量。构建起智学、智教、智管、智评“四位一体”服务平台,推动全终端、全受众、全空域、全时域、全场景、全连接的“六全式”融合教学模式改革。 丰富的课程资源:汇聚成都中医药大学1200门优秀本科课程,包括国家一流课程、省级一流课程、名师讲堂等,全校师生可以选择学习。提供全面的中医药数字教学资源,涵盖电子教材、视频讲座直播课堂和在线测试等功能,方便师生随时访问。 特色AI教学工具:主要特色通过集成的AI教学工具,实现线上线下混合式学习,提高教学效率,并促进教学方法的。允许教师通过AI出题、AI答疑、AI微课功能协助开展教学,提高备课、教学效率。学生则可通过AI助学功能,利用语音或文字输入进行提问和获取智能答疑。 可视化“教学督导”:围绕课程教学质量,搭建“学生画像”、“教师画像”教学评价,提供校内、校外业务相统一的督导巡课平台。创建校外专家评审链接,在外网环境下,点击链接即可访问平台进行督导巡课。 智慧教育AIGC信创一体机一体机集大模型Agent软硬件、算法和数据处理多维层级灵活部署,搭载鲲鹏920处理器,支持8张Atlas300i加速卡超强算力,结合多核高效鲲鹏架构,提供高效AIGC大语言模型推理和数据处理及安全保护体系。 让高校智慧教育快速实现:智慧教育AIGC信创一体机在手,教育创新与数字化转型的蓝图便触手可及。
成都众意达医信科技有限公司 2024-11-12
一种注塑机开模路径优化方法
本发明公开了一种注塑机开模路径优化方法,包括以下步骤: 根据模具参数及开模工艺参数进行开模路径规划;根据规划的开模路 径进行开模动作,获得开模结果数据;计算开模误差,判断开模误差 是否在设定误差范围内,如是,则优化结束,如否,则通过迭代学习 方法对开模路径进行重新规划;通过多次开模及路径优化,直至开模 误差小于设定误差允许范围,优化过程结束,并保存开模控制参数。 通过本发明,在注塑机更换新的模具后,能够在不需要人工调
华中科技大学 2021-04-14
零件与模具的无模直接制造方法
零件与模具的无模直接制造方法,属于零件快速制造方法,步骤为:(1)设计零件的三维 CAD 模型;(2)对三维 CAD 模型进行切片处理;(3)根据分层数据进行路径规划,生成每层成形的数控代码;(4)采用数控等离子熔积喷枪,将合金、金属间化合物、金属陶瓷或陶瓷的丝材或粉末,在基板上按照每层数控代码熔积成形;(5)熔积成形过程中,将等离子弧与激光复合;(6)按照上述步骤逐层熔积成形,直至达到零件尺寸形状的要求。本发明保持等离子成形成本低、效率高,成形体易于达到满密度的优点,仅附加小功率激光,成本低于激光
华中科技大学 2021-04-14
新型电力系统数字动模实验平台UREP
新型电力系统仿真分析、测试验证。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着“双碳目标”国家能源战略的确定和新型电力系统概念的提出,我国能源转型力度持续加大,逐步形成了大量新能源接入电力系统的局面。由于风能、太阳能等新能源与常规能源禀性差别很大,其并网发电系统具有显著不确定性、波动性和机械惯量缺失等特点。此外,高比例电力电子装备、新一代直流输电、多能互补的综合能源、各类大规模储能电站、各种通信及自动化新技术装置等因素使得新型电力系统组成要素愈加复杂,动态特性蕴含诸多未知,造成系统规划设计、装备制造、系统集成和运行控制等都面临史无前例的挑战。目前,电力科研院所、规划设计单位、装备制造厂家、教育培训机构等对新型电力系统开展仿真分析、测试验证的需求很大、很迫切。同时看到,新型电力系统的这些新型场景对仿真技术要求苛刻,门槛很高。 1)新型电力系统需要精细化动态模拟。人们对新型电力系统动态行为的认识还不够深入,无论是基础理论层面还是工程技术层面还处于广泛讨论、观点碰撞或局部示范试验阶段。然而,电力设施的新技术路线试错成本极高,不太可能对所有备选方案和技术选项都逐一示范。因此,开展大量深入的仿真研究是推进新型电力系统实施的必要手段。对于新型电力系统,需要深入开展仿真研究的领域包括:①新型电网体系结构研究;②新能源接入电网关键技术; ③ 新能源电网保护与自动化技术; ④源网荷储协同控制与优化调度;⑤新型配电网的电能质量分析与控制;⑥人工智能等新技术对新型电力系统的支撑。 2)新能源基地并网需要做稳定性评估。大规模陆上及海上风电集中接入局部电网有可能引发次/超同步振荡、宽频谐波谐振等电网安全稳定性问题,需要对这些问题进行机理及应对策略分析。所以需要对包含多类型新能源装备的局部电网做精细化动模仿真测试。然而,百千台级风光机组电磁暂态详细建模与仿真是一个卡脖子难题。 3)软、硬件在环仿真是必要的。新能源及储能电站的电力电子变流器控制及保护策略是厂家核心机密,对外不公开。由于控保策略对装置外特性及其接入系统的响应特性有重要影响,故需要分析内部核心控保策略。需要将新能源及储能控制器实物或黑盒模型接入测试平台开展动模仿真,以对其多时间尺度动态响应特性进行精细化分析。软、硬件在环试验对仿真平台提出了更高要求。 4)超大规模储能电站的仿真难度大。①单个储能机组的设备形态发生改变,从两/三电平变流器向模块化多电平变流器(MMC)的复杂结构演变,甚至采用储能跟变流器集成,故需要对这种复杂新形态做精细化测试验证。②超大规模、超大机组的储能电站包含较多并联储能单元或者储能机组,吉瓦时级储能电站,需上百台机组并联。另外,储能变流器的控制策略正从电流源型向电压源型转变,控制策略趋于复杂化,故需要大量的储能变流器的控制装置接入测试平台,才能对实现对储能单机以及多机之间协调控制性能测试,进而实现超大规模、超大机组的储能电站的精细化仿真。 5)现代直流输电控制与保护测试提出更高要求。超/特高压直流输电系统应用于新能源基地外送的控制保护策略及其硬件在环试验对实时仿真平台硬件资源要求苛刻,既要对直流输电系统建模,又要对新能源基地建模,应用场景的复杂性对仿真平台要求更高。 1 技术分析(创新性、先进性、独占性) 1.1 国产化实时仿真技术现状 实时仿真是指仿真模型执行进度与系统时钟完全同步的一类仿真,具备这种特性的仿真装置称为实时仿真器。新型电力系统的认知、试验、生产、培训需求快速增长,形成了实时仿真领域巨大潜在市场。但目前RTDS、RT-LAB等进口设备依旧垄断市场,对于大规模新能源场站、县域规模万节点级电力系统、多端特高压直流输电等应用场景电磁暂态仿真,所需的仿真资源巨大,平台造价极高。且关键核心技术处于卡脖子状态,平台应用的灵活性和开放性受到很大限制。只有开发和推广国产化实时仿真技术才能为顺利推进新型电力系统建设过程中的研究和生产提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP与进口设备的对比试验  为了实现电力实时仿真器的国产化替代,彻底解决电力实时仿真领域的技术“卡脖子”问题,国产实时仿真器UREP需要与国际主流技术进行对比,力求达到甚至超过目前世界最先进的技术。对标对象为行业公认的电力系统实时仿真仪(RTDS)和行业广泛使用的RTLAB,以上两款设备均为加拿大生产。对比试验方案如图1-1所示。制定标准(典型)测试算例,分别在UREP、RTDS和RTLAB环境下搭建测试算例的仿真模型,在完全相同的测试条件和试验内容下得到各种仿真器的仿真结果,比较仿真结果的一致性。同时比对仿真规模、建模效率和编译时间等关键指标。             图1-1  国产UREP与进口设备对标方案 1.2.1电气网络仿真对比    图1-2表示了一个多支路网络,基于图1-1中三种仿真器搭建该模型,通过不断增加支路数扩大网络规模,直到仿真器过载,得到仿真器的算力极限。         图1-2  多支路电气网络 在50us仿真步长下,对于图1-2案例RTLAB最大仿真规模为78个 三相节点,UREP也为78个 三相节点,二者相同。在编译速度方面,RTLAB编译时间为3分52秒,UREP编译时间为1分12秒,UREP是RTLAB的3.22倍。      图1-3  基于RTDS的仿真模型  当基于RTDS建模时,如图2-5,每块PB5最多允许24个节点;当基于NovaCor建模时,在超大步长150us下可以达到100节点,在50us步长下仿真规模未知。 2.2.2 双馈风机仿真对比   双馈风机含有电机、传动链、电力电子变流器和控制系统,是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步长下,对于如图1-4案例,RTLAB最大仿真规模为6台,UREP也为6台,二者相同。在编译速度方面,RTLAB编译时间为7分0秒,UREP编译时间为2分12秒,UREP是RTLAB的3.18倍。                图1-4  双馈风机测试案例 2.2.3 直流输电仿真对比   直流输电是最复杂的电力电子装备,有换流阀、阀控制器、极控制器、站控制器等一次和二次系统,是实时仿真领域的难点,也是检验仿真器能力的试金石。图1-5是双端单极直流输电系统测试用例,每端包含2个六脉波桥,控制保护包括了阀控、极控和主控模型,封装于蓝色模块内。   图1-5 双端单极直流输电系统测试用例 将图1-5所示算例分别在RTLAB和UREP中建模运行,在单核可用资源下,若仿真对象为电气主系统和控制保护组成的整个系统,则RTLAB过载,UREP也过载。若仿真对象仅为电气主系统(即双侧电源、交直流滤波器和4个6脉波桥),则RTLAB和UREP均不过载。在编译速度方面,RTLAB编译时间为3分40秒,UREP编译时间为1分11秒,UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步发电机组仿真对比    同步发电机目前仍是电力系统主力电源,是电力系统的主要仿真对象。同步发电机组模型包括同步发电机、调速器、励磁调节器及升压变。搭建多台同步电机并列运行算例,如图1-6所示。   图1-6  同步电机并列运行算例 在50us仿真步长下,对于图1-6案例RTLAB最大仿真规模为11台,UREP为13台。在编译速度方面,RTLAB编译时间为3分51秒,UREP编译时间为1分16秒,UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步长对比 基于CPU的最小仿真步长能够体现仿真计算时间的抖动问题,抖动越小,允许的仿真步长就越小。因此,通过比较最小仿真步长,也可以反映仿真器的计算性能。仿真对象采用单台双馈风机,模型包括风力机、绕线异步电机、机侧变流器、网侧变流器、主动系统、所接入的配电网等元素,如图1-7所示。             图1-7  测试最小步长算例 经测试,RTLAB最小仿真步长为24us,UREP最小仿真步长为20us。可见,UREP具有更小的仿真抖动。 2.2.6 仿真精度对比 为了验证国产UREP的仿真精度,采取和RTDS交叉对比验证方法说明UREP的仿真精度。电力系统仿真包括电磁暂态和机电暂态,因此,从电磁暂态和机电暂态两个方面进行对比,同时考虑各种应用场景,以覆盖各种情形。电磁暂态检测案例的电网拓扑如图1-8所示。 图1-8 电磁暂态检测使用案例 无穷大电源电压等级为110kV,频率为50Hz,系统内阻抗为;L1、L3线路阻抗为,L2、L4线路阻抗为, T1、T2两变压器的额定容量均为,短路电压,空载损耗,空载电流,短路损耗,变比,高低压绕组均为Y形联结;假设系统A1、B1、A、B处供电负荷为(5+j1)MVA,C1和C处供电负荷为1+j0.1MVA。UREP建模如图1-9所示。   图1-9 电磁暂态检测案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立电磁暂态案例的仿真模型如图1-10所示,其电压过零点短路控制如图1-10所示。   图1-10  RTDS仿真模型   图1-11  RTDS电压过零点短路控制结构 对上述模型,分别使用UREP和RTDS进行实时仿真,仿真时间为0.2s,短路故障发生在0.06s-0.16s之间,仿真步长为100微秒,横轴表示在0.2s时间内仿真采样点数,纵轴表示母线电压、电流,单位分别为V、A。在母线A点处发生三相短路,短路前后及短路期间的三相电压波形如图16-7。为了显示细微之处,将图1-12局部放大后,如图1-13。   图1-12  A点发生三相短路时三相电压波形   图1-13  A点处发生三相短路时三相电压波形局部放大 点划线为RTDS仿真结果,虚线为UREP仿真结果。可以看出,两种仿真结果高度重合,表现出电磁暂态仿真结果的高度一致。电磁暂态过程除了表现在电压动态还表现在电流动态,短路前后及短路期间的三相短路电流波形如图1-14。   图1-14 A点处发生三相短路时三相电流波形 图1-15  A点处发生三相短路时三相电流波形局部放大图 1.3  对标结论 (1)在内核资源完全等同条件下,国产UREP和RTLAB的仿真算力基本相同,即内核授权数相同条件下,具有相同的仿真规模。 (2)国产UREP的建模效率和编译速度远远高于RTLAB。小规模场景下,UREP是RTLAB的3倍左右,大规模场景下UREP是RTLAB的45倍左右。 (3)在仿真对象完全相同的条件下,国产UREP和RTDS的电磁暂态仿真结果完全相同,二者交叉对比没有差别。
贵州大学 2022-08-15
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