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面向认知赋能的人机协作：进展、挑战和展望

面向认知赋能的人机协作：进展、挑战和展望

摘要：在工业4.0向工业5.0的发展过程中，以人为本逐渐成为智能制造领域关注的焦点之一。当前的人机协作不仅强调要聚焦于技术的进步与效率的提升，更强调将人类的高阶认知思维与机器的计算能力相结合，实现认知赋能。基于此，梳理人机协作中认知赋能在交互感知、任务规划与执行、技能学习等关键领域的现有研究，揭示了多模态信息整合、任务推理、动态决策与技能知识表征的挑战。进一步，提出通过应用知识图谱构建的相关技术来支持人与其机器认知对齐的方法，以及通过应用知识图谱推理的相关技术来支持复杂环境下人机协作的任务优化和动态决策。在分析现有人机协作认知赋能研究局限性的基础上，展望未来智能制造环境下的深度认知协同的发展方向。
机械 2025年08月11日
仿生纳米通道膜用于海洋渗透能转化研究进展

仿生纳米通道膜用于海洋渗透能转化研究进展

摘要：海洋渗透能因其无碳排放和环境友好的特点而备受关注. 反向电渗析技术(RED)是实现海洋渗透能转化的有效方法, 而膜作为RED的核心, 其性能在这一过程中起着至关重要的作用, 决定了海洋渗透能捕获效率. 近年来, 仿生纳米通道膜的研究取得了显著进展, 这些膜模拟了生物体内离子通道的结构和功能, 与传统离子交换膜相比, 展示了优异的离子选择性和传导性能. 本文系统综述了仿生纳米离子通道膜的制备技术及其在海洋渗透能转化中的应用现状与前景. 同时, 本文还总结了仿生纳米通道膜在实际应用中面临的主要挑战, 并展望了其未来的发展方向.
海工 2025年08月11日
胶体光子晶体制备和应用研究进展

胶体光子晶体制备和应用研究进展

摘要：光子晶体是通过不同折光指数的物质在空间中周期性排列来实现对光的选择性反射，从而产生结构色. 胶体光子晶体因其构筑单元易于制备，成本低廉和应用广泛而备受关注. 本文综述了胶体光子晶体的组装技术及其应用的最新进展和面临的挑战. 胶体光子晶体的组装主要采用自下而上法，包括基于物理力场的组装(如重力、离心力、电/磁场诱导组装)和流体动力学的组装(如毛细管力、剪切诱导组装).特别地，剪切诱导组装法因其在快速制备大尺寸光子晶体膜方面的潜力而受到关注. 此外，还分析了不同组装技术的优缺点，并讨论了胶体光子晶体在传感器、防伪和信息显示等主要应用场景中的应用潜力及面临的机遇和挑战. 最后，对光子晶体组装技术的发展趋势进行了展望，以期推动光子晶体材料的进一步发展和应用.
光电 2025年08月11日
水泥基结构电池：机制、影响因素及应用

水泥基结构电池：机制、影响因素及应用

摘要：结构储能一体化复合材料为结构与储能的融合发展提供了创新途径。将水泥基材料用作结构电解质，并与电极材料相结合，即可得到水泥基结构电池。本文系统总结了水泥基结构电池的研究进展，阐明了其导电机制和放电机制，并从电极和电解质两个主要方面厘清了影响其电化学性能的关键因素。研究表明，该电池的电压可达1.5 V以上，体积比容量可达8.45×105 mA·h·m−3，并具备充放电的能力。凭借其结构储能一体化特性，水泥基结构电池在绿色储能建筑、智能化混凝土和能量收集混凝土等领域具有应用潜力。最后，指出了目前存在的问题及未来的研究方向。
建筑 2025年08月11日
310S和316L不锈钢在超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为

310S和316L不锈钢在超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为

摘要: 在600 ℃、20 MPa超临界二氧化碳(S-CO2)环境中研究了310S和316L奥氏体不锈钢的腐蚀行为。在静态高压釜中对两种不锈钢进行了500 h的均匀腐蚀试验,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等观察和分析了试样表面氧化膜的形貌、成分及结构。结果表明:310S不锈钢的耐蚀性优于316L不锈钢,腐蚀500 h后两种不锈钢的质量增量分别为6.82 mg/dm2 和35.25 mg/dm2;310S不锈钢表面氧化膜厚约1 μm,外层为Fe-Cr-Ni尖晶石,内层为Cr2O3,结构致密具有保护性;316L不锈钢表面氧化膜厚约5 μm,外层为Fe3O4,内层为Fe-Cr-Ni尖晶石,结构疏松不具有保护性。造成两种不锈钢腐蚀行为差异的原因是其铬含量不同。
钢铁 2025年08月11日
高强度、高透明的生物基水性聚氨酯的结构设计与性能

高强度、高透明的生物基水性聚氨酯的结构设计与性能

摘要：聚氨酯涂料被广泛用作各种基材的保护层和装饰层. 然而，大量使用溶剂型涂料会造成环境污染. 水性聚氨酯涂料具有低毒性和低挥发性有机物排放的特点，是一种环保型涂料，但制造水性聚氨酯的主要原材料来自不可持续的石油资源. 本研究利用生物基聚三亚甲基醚二醇(PO3G)通过预聚体法合成了一系列生物基含量在60%左右的生物基水性聚氨酯(WPU)，对WPU的结构和性能进行了系统表征. 结果表明，随着亲水扩链剂含量的提高，乳液的粒径和样品的断裂伸长率降低，乳液的Zeta 电位绝对值和黏度，胶膜微相分离程度，拉伸强度和杨氏模量提高，其中WPU-7样品的拉伸强度和杨氏模量分别达到55.2和77.1 MPa，韧性为97.18 MJ·m-3，所有样品在可见光波长范围内透光率均超过89%，此材料有望应用于显微镜镜片等领域的保护和装饰. 这项研究为设计具有优异性能的生物基WPU提供了新思路，从而减少对石化资源的依赖.
有机 2025年08月11日
高熵合金纳米颗粒研究进展

高熵合金纳米颗粒研究进展

摘要：当高熵合金细化至纳米尺度时, 其独特的结构与纳米尺寸效应间的相互作用将赋予材料优异的功能特性.然而, 由于异种元素间普遍存在的混合焓差异, 将多种非混相金属稳定结合并细化至纳米尺度具有极大的理论和技术挑战. 因此, 本文主要综述了近年来高熵合金纳米颗粒的研究进展, 首先系统总结了高熵合金纳米颗粒的制备方法、合成条件以及进一步提升合金体系固溶组元数量的策略, 随后从高熵合金纳米颗粒所具备的结构稳定性、氧化还原行为及异常尺寸效应等独特性质出发, 对其在催化、电磁、光热、气敏和储能等领域的应用及性能机理进行了详细的分析和讨论. 最后, 总结展望了高熵合金纳米颗粒未来面临的挑战和发展方向.
新材料 2025年08月07日
管梁截面形状与尺寸的协同优化研究

管梁截面形状与尺寸的协同优化研究

摘要：管梁截面优化是汽车轻量化和性能设计的关键因素之一，管梁截面形状与尺寸的协同优化方法是底盘零部件设计的重要工作。本文提出了一种将形状和尺寸两种不同属性变量进行耦合的双超椭圆方程，并利用双超椭圆方程构建了任意曲边截面。针对任意曲边截面的优化，建立了截面自适应优化模型及多截面连续优化算法，该优化方法可自动进行形状优化、尺寸优化和形状等/变尺寸协同优化。对优化方案进行有限元分析显示，采用任意曲边截面优化得出的梁结构，梁横截面具有周向轮廓和厚度均匀过渡等优势，有效地减小了截面应力集中，提高了材料利用率，也为汽车机械零部件轻量化提供有效参考。
机械 2025年08月07日
宇航用抗辐射光收发器件的技术特性与标准研究

宇航用抗辐射光收发器件的技术特性与标准研究

摘要：宇航用抗辐射光收发模块可实现宇航应用环境下的高速多路并行电光转换传输功能，并实现高速信号的光传输，解决星载数据传输的瓶颈，从传输架构上降低了系统重量，提升了传输带宽，具有里程碑式的意义。本文详细分析了其工作原理、结构组成和相关特性，结合具体应用环境，对某抗辐照１２路并行光收发模块的功能性能、质量可靠性和环境适应性进行分析，并基于产品定义和用户需求，正向设计了标准的指标体系和考核要求，为新型光模块产品的标准制定提供指导。
航空 2025年08月06日
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