关键词： 脉冲神经网络   中枢模式发生器   四足机器人   脉冲强化学习   分层控制   运动控制  

摘要： 随着四足机器人控制技术的逐渐发展,四足机器人已经广泛被应用于救援、军事、探险等领域.在四足机器人的应用中,如何在不牺牲控制性能的前提下有效降低能耗是一个重要的瓶颈问题.为此,本文提出了一种基于脉冲强化学习算法(Spiking Reinforcement learning, SRL)和中枢模式发生器(Central Pattern Generator, CPG)的分层控制算法(SRL-CPG)用于四足机器人的运动控制.首先,考虑到脉冲神经元相比传统的人工神经元具有更低的能耗,本文基于脉冲神经网络(Spiking Neural Network, SNN)构建脉冲强化学习算法,将其作为控制中枢.其次,在控制任务动作空间过大的情况下, SRL难以取得良好的控制效果,因此本文将CPG作为低级控制器,利用SRL接受状态信息并对CPG参数进行调整进而控制四足机器人运动.最后, SRL-CPG控制算法在本文于Webots环境中搭建的四足机器人模型Gbot上进行了实验验证,结果表明SRL-CPG控制算法能够有效应用于四足机器人的运动控制,并大大降低了能耗.

关键词： 生物质   合成气   化学链气化   原位补氢   H   /CO比可控   制氢  

摘要： 本研究提出了通过生物质化学链气化（biomass chemical looping gasification， BCLG）耦合水蒸气化学链重整制氢（chemical looping reforming hydrogen production， CLRHP）一种生物质化学链气化原位补氢（BCLG-CLRHP）制备H2/CO比可控合成气的新型技术。以NiFe2O4(ZrO2)为载氧体，在反应温度为900℃，晶格氧/生物质（OC/B）质量比为0.5时合成气产率最高，为0.61（L/g生物质）。在BCLG过程中，蒸汽/生物质（S/B）质量比为0.24时，生物质碳转化率为92%，载氧体还原程度较高且BCLG过程产生的合成气中H2/CO比达1，表明水蒸汽的添加显著提高了生物质碳转化率和合成气中的H2/CO比。在CLRHP过程中调控水蒸气含量，可以制备高浓度H2，同时整合BCLG与CLRHP过程产生的气体，可获得H2/CO比达2.2，CO2/CO比为0.67的清洁合成气。在15次循环实验后，BCLG-CLRHP过程制备的合成气中H2/CO为～1.8，CO2/CO比为～0.71。所提出的方法可以潜在地应用于提供具有H2/CO比为（1～2.2）的清洁合成气，用于各种合成过程，例如费托合成、乙酸和羰基合成。

关键词： 鲫   化学预警信息   捕食胁迫   个体行为   集群行为  

摘要： 诸如化学预警信息(Chemical alarm cues, CAC)之类的外部线索已被证明对鱼类的个体行为响应具有深刻的影响，然而化学预警信息对鱼类集群行为影响的研究鲜有关注。由于栖息环境中捕食者的存在，鱼类面临巨大的被捕食风险，而捕食胁迫已被证实可改变鱼类个体水平的行为响应，进而影响鱼群的群体凝聚力和协调性。以喜集群的鲫(Carassius auratus)幼鱼为实验对象，测定不同捕食胁迫处理下(无捕食者、有捕食者)鲫幼鱼对三种化学信息素(食物、CAC、捕食者信息)和水的个体和群体水平的行为响应特征。结果显示：(1)在无捕食胁迫处理组(对照组)中，食物信息素和水的添加导致个体水平上的个体游泳速度和运动时间比均显著降低，捕食者信息素的添加导致个体水平上的个体游泳速度和运动时间比均显著增加；添加三种化学信息素和水后，个体水平的静止时间显著增加。(2)对照组中，食物信息素和水的添加导致鱼群的群体运动速度均显著减慢，CAC和捕食者信息素的注入导致鱼群的群体运动速度增加，而CAC的注入降低了鱼群的个体游泳速度同步性和群体极性。(3)在有捕食胁迫处理组(实验组)中，添加CAC和捕食者信息素后鱼群的群体运动速度和群体运动时间比均显著增加，而食物信息素和CAC的加入增加了鱼群的个体间距离和最近邻距离；食物信息素和水的添加降低了鱼群的个体游泳速度同步性，而捕食者信息素的添加降低鱼群的个体游泳速度同步性和群体极性。研究表明：在个体水平上，捕食胁迫会降低鲫幼鱼个体对化学信息素的行为响应程度，而在群体水平上，捕食胁迫和化学信息素均会降低鲫鱼群的群体凝聚力和协调性。在捕食胁迫条件下鲫鱼群对化学信息素的敏感性相对较高，但在游泳过程中鱼群排列更加无序和分散。

关键词： 氟化铜   氟化铜-碳复合材料   正极材料   碳纳米管   热电池  

摘要： 氟化铜具有高理论电压（约3.6 V）、大理论比容量(528 mAh·g-1)的特点，是提高热电池能量密度的理想正极材料。筛选出合适的导电材料与其复合，对于解决其导电性差等问题，促进其在热电池的应用具有重要意义。本论文分别将碳纳米管、乙炔黑和石墨三种导电碳材料与氟化铜复合制成复合正极材料。通过XRD、SEM和BET法等对形成的氟化铜-碳复合材料进行表征，并通过电化学工作站测试了其作为热电池正极的放电性能。经性能对比筛选出合适的导电碳材料为碳纳米管。制备的氟化铜-碳纳米管复合正极材料中氟化铜为晶态多孔颗粒，碳纳米管与氟化铜颗粒及氟化铜颗粒间保持了良好的结合。该结构使氟化铜高电压、大理论比容量的优秀性能得到了充分发挥，作为热电池正极在500℃恒温、500 mA·g-1大电流密度下放电，其放电比容量和比能量分别达到了494.26 mAh·g-1(接近理论比容量528 mAh·g-1)和1362.27 Wh·kg-1，利用率高达93.60%。本研究为热电池高性能正极材料的开发提供了指导。

关键词： 导电聚合物   聚3   4-乙烯二氧噻吩   嵌段共聚物   核壳结构   电化学性能   固态电容器  

摘要： 聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚4-乙烯基苯磺酸（PEDOT/ PSS）水分散体因具有众多优点被公认为是最有前途的商业导电聚合物之一，但由于绝缘的PSS会包裹在其颗粒表面使电荷传递能垒变高，影响导电性。合成的聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚丙烯腈-b-聚4-乙烯基苯磺酸（PEDOT/PAN-b-PSS）在水中能形成具有核壳结构的胶束，这种核壳结构以PAN为核，PSS为壳，导电聚合物PEDOT堆积在壳上，增加了颗粒之间PEDOT的接触，可以有效降低电荷传递能垒，提高电导率（8.1S/cm→ 59.2S/cm），改善电化学性能，并有良好的成膜性（均方根粗糙度≤1.53nm）。将PEDOT/PAN-b-PSS应用于固态电容器中，相对于传统的PEDOT/PSS，能有效降低等效串联电阻（16.1mΩ→6.9mΩ），提高容量引出率（88.3%→95.0%）。为生产企业合成高品质PEDOT水分散体和下游企业选择更合适的PEDOT水分散体提供了技术参考。

关键词： 天工开物   化学教学设计   传统文化  

摘要： 最新版初中化学课程标准提出化学课程应立足学生的生活经验,融入社会主义核心价值观,传承优秀传统文化.《天工开物》是一部优秀的综合性的科技著作.如何把《天工开物》一书中化学方面的优秀传统文化融入化学课堂教学中,是一个值得研究的课题.文章将《天工开物》中"海水晒盐"和"制砖"与人教版九年级中的《溶解度》和高中必修一中的《铁及其化合物》两节课的内容相融合进行教学设计.这样的融入可以让学生更加热爱我国优秀的传统文化,也能调动学生学习化学学科的兴趣.

关键词： "先学后教"理念   初中化学   高效课堂构建  

摘要： 随着社会发展和技术进步,化学教育课程在学生发展阶段的重要性日益凸显.新课程改革作为教育改革的重要方向,对优化初中阶段的化学学科教育具有深远影响.基于此,文章简单分析"先学后教"理念的重要意义及初中化学教学的现状,深入探究基于"先学后教"理念的初中化学高效课堂构建策略,具体涉及制订预习计划、教学内容多样化、做好教学评价反馈等内容,希望能更好助力学生的全面发展.

关键词： 提孜那甫河流域   平原区   地下水化学特征   水化学成因   正演模型  

摘要： 在新疆提孜那甫河流域平原区采集23组地下水水样、6组地表水水样，综合运用数理统计法、水化学法和正演模型（英文全称，FM），定性－定量揭示研究区地下水化学特征以及影响因素。结果表明：研究区地下水呈弱碱性；地下水中优势阴、阳离子分别为SO42-和Na+；单一结构含水层的潜水、多层结构含水层的潜水和多层结构含水层的承压水的水化学类型由SO4·HCO3－Na型→SO4·Cl－Na型→Cl·SO4－Na型转变。研究区地下水水化学组分受岩石风化作用和阳离子交替吸附作用的影响，而岩石风化中蒸发盐岩的风化是地下水水化学组分的主控因素。单一结构含水层的潜水、多层结构含水层的潜水和多层结构含水层的承压水中岩石风化是地下水溶质的主要来源（分别占80.29%、89.04%和93.99%），河水输入具有一定影响（分别占18.37%、10.64%和5.75%），人类活动影响最小（分别占1.34%、0.32%和0.26%）。研究结果可以为区域地下水水质保护提供理论依据。

关键词： 柳叶菜   高效液相色谱法   化学计量学   加权TOPSIS   灰色关联度分析   质量评价  

摘要： 建立柳叶菜多指标成分定量控制方法，联合化学计量学、加权优劣解距离法（technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS）与灰色关联度融合模型评价不同产地柳叶菜质量。以COSMOSIL AR-Ⅱ C18柱为色谱柱，流动相乙腈-0.1%磷酸水溶液梯度洗脱，检测波长分别为280、360和210 nm，以原儿茶酸、山柰酚和齐墩果酸为内参物，采用一测多评法计算各成分含量；并参照《中华人民共和国药典》2020年版通则检测醇溶性浸出物、总灰分和酸不溶性灰分。对检测数据进行化学计量学分析，并建立加权TOPSIS与灰色关联度融合模型。方法学验证均符合《中华人民共和国药典》2020年版要求，相对校正因子耐用性良好，一测多评法计算结果与外标法测定结果接近。化学计量学分析结果显示，16批柳叶菜聚为3类，槲皮素、山楂酸、没食子酸、山柰酚、金丝桃苷和原儿茶酸是影响柳叶菜产品质量的差异性标志物。16批样品的相对贴近度在0.370 3～0.617 8之间。研究建立的HPLC多指标定量方法操作便捷，可普及推广；化学计量学联合加权TOPSIS与灰色关联度融合模型为评价不同产地柳叶菜的质量提供参考。

关键词： 智能交通   路径规划   无人机   深度强化学习   低空经济  

摘要： 【背景】随着低空经济的发展，低空空域正逐步成为城市交通变革的重要领域。无人机等新型交通工具在城市空间中的应用愈发广泛，但面临着路径规划、动态避障及多机协同等挑战。【目标】优化无人机路径规划算法，以增强无人机在低空复杂环境中的路径规划与避障能力、确保多无人机协同作业的高效性和安全性。【方法】提出一种基于强化学习的NP-MTDDQN算法，引入N步更新策略与改进后的优先经验回放机制。基于山东省济南市市中区的风流数据，构建包含多样建筑物和动态障碍物的三维低空环境，进行模拟实验以验证算法的有效性。【结果】三组对照实验表明，NP-MTDDQN算法在不同建筑物密度、不同优先级建筑物分布以及包含动态障碍物的复杂环境中，均能找到最优路径、区分建筑物优先级、识别并躲避动态障碍物，从而实现多无人机的协同作业。与传统的DQN和DDQN算法相比，该算法在路径规划的效率与准确性方面均有提升。【结论】NP-MTDDQN算法为低空智能交通网络中多无人机的路径规划问题提供了新的解决方案，有望提升城市空中交通的管理效率和响应速度。