Bio-inspired untethered fully soft robots in liquid actuated by induced energy gradients     

Liang Xiong Lyu  Fen Li  Kang Wu  Pan Deng  Seung Hee Jeong  Zhigang Wu  Han Ding 《国家科学评论(英文版)》2019,6(5):970

Soft robotics with new designs, fabrication technologies and control strategies inspired by nature have been totally changing our view on robotics. To fully exploit their potential in practical applications, untethered designs are preferred in implementation. However, hindered by the limited thermal/mechanical performance of soft materials, it has been always challenging for researchers to implement untethered solutions, which generally involve rigid forms of high energy-density power sources or high energy-density processes. A number of insects in nature, such as rove beetles, can gain a burst of kinetic energy from the induced surface-energy gradient on water to return to their familiar habitats, which is generally known as Marangoni propulsion. Inspired by such a behavior, we report the agile untethered mobility of a fully soft robot in liquid based on induced energy gradients and also develop corresponding fabrication and maneuvering strategies. The robot can reach a speed of 5.5 body lengths per second, which is 7-fold more than the best reported, 0.69 (body length per second), in the previous work on untethered soft robots in liquid by far. Further controlling the robots, we demonstrate a soft-robot swarm that can approach a target simultaneously to assure a hit with high accuracy. Without employing any high energy-density power sources or processes, our robot exhibits many attractive merits, such as quietness, no mechanical wear, no thermal fatigue, invisibility and ease of robot fabrication, which may potentially impact many fields in the future.  相似文献   

基于短时交通流量预测对路网微观交通仿真的研究     

张虎 《苏州市职业大学学报》2021,(1)

针对早高峰短时交通流量预测数据少、波动大的特点,提出用灰色模型进行预测。将灰色GM(2,1)改进为灰色GM(2,1,λ,ρ)预测模型,以提高预测精度。针对粒子群算法(PSO)的早熟现象,将Logistic混沌搜索嵌入到PSO算法,应用混沌粒子群算法(CPSO)寻找灰色GM(2,1,λ,ρ)预测模型最优的参数λ和ρ。结合两者提出了基于CPSO–GM(2,1,λ,ρ)的早高峰短时交通流预测模型。利用VISSIM对研究路网进行微观交通仿真,通过VISSIM–Excel、VBA–Matlab平台实现了短时交通流量预测和路网微观交通仿真数据的交互,对集成交通控制系统的架构进行了方案设计。仿真结果表明,结合流量预测的路网优于固定信号配时下的路网仿真。  相似文献   

基于混沌猴群优化的LSSVM网络入侵检测模型建构     

符保龙 《柳州职业技术学院学报》2021,(1)

针对网络入侵数据具有高维度、数据量大的特点,引入混沌算子完成标准猴群算法的初始化操作,接着利用优化后的猴群算法对LSSVM的核函数系数以及函数的调节系数进行优化,构建一个CMA-LSSVM入侵检测模型。仿真实验结果表明,该模型对网络入侵数据具有较好的泛化能力和较高的检测精度,效果良好。  相似文献   

具有动态学习能力的分层进化粒子群优化算法     

徐超  单志勇  徐好好 《教育技术导刊》2021,20(1):128-131

针对粒子群算法（PSO）在优化高维多极值问题时容易陷入局部极值的问题,结合分层进化与动态学习策略,提出一种具有动态学习能力的分层进化粒子群优化算法（DHEPSO）。该算法首先根据粒子适应度值将粒子划分为不同层级,对不同层级粒子采取不同的进化策略,避免迭代后期种群多样性快速消失;然后根据粒子所属层级的不同动态调整粒子学习能力,在保证算法收敛精度情况下提高算法收敛速度;最后将算法在4个典型函数进行测试,结果表明DHEPSO与传统粒子群算法相比,除病态函数外均能快速达到全局最优。同时,问题维数提升对算法的全局收敛能力影响较小,证明该算法具有良好的稳定性。  相似文献   

世纪之交的中国粒子物理          下载免费PDF全文

陈和生 《中国科学院院刊》2004,19(5):342-346

物理学在20世纪取得了巨大的进展,对物质微观结构的认识实现了3次重大的跨越,粒子物理的成就为其顶峰。世纪之交的中国粒子物理学,应当面向世界科学前沿,结合中国的国情,认真制订中国粒子物理的发展战略。在国内充分利用BEPCII进行粲物理精确测量前沿的研究,同时选择有特色的非加速器物理实验,如粒子天体物理实验、宇宙线观测、中微子物理实验等。我们应大力加强国际合作,重点搞好LHC实验,并积极部署大型直线对撞机的国际合作。高能物理研究基地还应当积极为其它学科提供先进手段和大型平台。  相似文献   

正负电子湮灭中正反夸克喷注内部动力学起伏的研究     

张昆实  陈刚 《科技通报》2004,20(1):33-36

用蒙特卡洛方法研究了夸克喷注和反夸克喷注内部的动力学起伏。夸克和反夸克喷注从91．2GeV正负电子湮灭的2-喷注事件中在部分子层次上被区分出来．结果显示，在这两种喷注中都存在着一个转变点．在转变点处，动力学起伏在纵-横平面内是各向异性的，而在横平面内是各向同性的，由此得到了实验中可观察喷注的物理标度。  相似文献   

液固两相槽道流中柱状粒子取向的数值研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

周强  林建忠  王叶龙 《科技通报》2004,20(5):375-380

对柱状粒子在槽道流场内的运动进行数值模拟，然后用统计方法得出大量柱状粒子的取向分布；给出了粒子长径比、粒子密度和流场区域对粒子取向分布的影响．计算结果表明，柱状粒子长径比的变化对粒子取向分布的影响不明显，粒子密度对粒子取向分布有一定影响，而流场区域所造成的流场横向速度梯度对粒子取向分布有重要影响．随着流场横向速度梯度增大，粒子取向趋势愈加明显，且当流场横向速度梯度增大到一定程度时，粒子取向都趋向于流动方向．文中部分结果与相关实验进行了比较，两者定性吻合较好。  相似文献   

高分子网络法制备In2O3超细粉的工艺研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘胜峰  赵国丹  韩效钊  唐述培 《东南大学学报》2004,20(2):212-215

以硝酸铟为起始原料, 利用高分子网络法合成纯的单相In2O3纳米晶. 采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等检测手段对所得粉体的组成、大小和微观形貌进行了表征和分析. 同时, 根据XRD衍射图谱结果进一步讨论了不同原料质量浓度、煅烧温度和煅烧时间对产物粒径的影响. 实验结果表明所得晶粒晶相单一, 粒度均匀并且可以选择适宜的条件制备所需粒径的纳米氧化物.  相似文献   

基于粒子群优化算法的散乱数据光顺拟合     

罗金炎 《福建工程学院学报》2008,6(6)

在散乱数据光顺拟合问题的计算中,引入了群体智能粒子群优化算法,增加了计算的自动程度以及客观性,优化中提出了优于传统罚函数法的模糊罚函数法,将模糊集合理论和粒子群优化算法有机地结合起来,并通过对节点序列内在关联性的分析,提出了适合邻域搜索类算法实施的邻域结构,以获得目标函数的全局解,最后给出了数值仿真实例。  相似文献   

基于IPSO-SVM的液体管道泄漏定位研究     

杨柳  倪磊 《常熟理工学院学报》2015,(2)

提出了改进粒子群算法(IPSO)和支持向量机(SVM)的管道泄漏检测与定位的方法.采用IPSO-SVM方法对管道单孔泄漏和多孔泄漏分别进行泄漏孔的定位.提取出口压力和进口流量为特征向量,采用IPSO算法优化超平面参数并采用SVM算法对泄漏孔位置进行定位.对于两孔泄漏,将单输出支持向量机算法进行改进,使其能够用于多输出回归,从而适用于定位管道的多孔泄漏情况.在此基础上,将IPSO-SVM方法与PSO-SVM方法进行比较.预测结果显示IPSO-SVM方法对泄漏有较强的识别与定位效果,并且比PSO-SVM有更快的收敛速度,更高的预测精度.  相似文献