简介:摘要:随着人工智能与机器人技术的飞跃式进步,多机器人协作系统已成为多智能体探索领域的璀璨新星。相较于单一智能体,多智能体协同作业展现了无与伦比的区域覆盖广度、环境适应灵活性及任务执行高效性,吸引了科研界的广泛关注。在工业化进程中,协作机器人已深度融入制造业,如物流仓储中的自动化配送体系。然而,在民用领域,特别是在搜救与救援等紧急任务中,机器人协作尚需克服诸多难关,包括与人类的有效互动及在未知环境中的部署难题。在搜救场景中,多机器人协作能够极大增强搜救效能,通过无人机进行初步侦察、环境测绘及实时监控,而无人车则负责路径优化、物资运输等关键任务。因此,构建无人机(UAV)与无人车(UGV)的空地一体化协同系统,为搜救与探索任务带来了前所未有的优势。本研究旨在深入剖析多机器人协作在民用领域,特别是搜救任务中的应用潜力,旨在为相关领域的技术进步与创新提供新的视角与策略。
简介:摘要:近年来,人工智能和移动机器人领域的快速发展带来了越来越多的好处,大到无人驾驶车辆、医疗服务型机器人,小到智能手机、智能穿戴设备等都与人类生活息息相关。随着科技进步和生产力的提高,在科研领域中多机器人协作已成为当今多智能体研究领域的热点。相较于单一智能体系统,多智能体协作有着区域覆盖面广、环境适应性强、任务执行率高等特点,在该领域中受到广泛研究人员的青睐。在工业场景中,协作机器人正被用于制造业,例如移动机器人在物流仓库中有序配送。尽管如此,机器人协作在民用领域中仍然存在着巨大的挑战,例如,它们需要与人类进行交互并在未知环境中部署。在民用应用中,搜索与救援是一个关键场景,其中异构机器人的协作有可能通过更快的响应时间来拯救生命。在搜救(searchandrescue,SAR)行动中,多机器人协作也可以显著提高搜救人员的效率,加快对受害者的搜索。首先,确定搜救范围并利用无人机做初步探测,实时绘制环境地图,同时对搜救行动进行实时监测,或建立紧急情况下的通讯网络,最后利用无人车进行路径规划、物资运载等。因此,异构机器人组合———UAV/UGV的空地协同系统能够为搜救和探索行动提供更大的优势。
简介:摘要目的探讨模拟微重力环境下人HaCaT细胞的热损伤效应。方法取人HaCaT细胞,采用随机数字表法分为模拟微重力热损伤(SMGTI)组、正常重力热损伤(NGTI)组和正常重力假伤(NGFI)组。NGFI组和NGTI组细胞于培养瓶中常规培养,SMGTI组细胞应用旋转细胞培养系统模拟微重力培养。将SMGTI组和NGTI组细胞置于45 ℃热水中10 min制作热损伤模型,NGFI组细胞置于37 ℃温水中10 min致假伤。伤后12 h,倒置相差电子显微镜下观察3组细胞形态。伤后2、6、12 h,取3组单细胞悬液,流式细胞仪检测细胞周期,实时荧光定量反转录PCR检测热休克蛋白70(HSP70)与基质金属蛋白酶9(MMP-9)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)mRNA表达量,实验重复3次。伤后2、6、12 h,取3组细胞培养上清液,酶联免疫吸附测定法检测肝素结合性表皮生长因子(HB-EGF)浓度,实验重复3次。各组各时间点样本数均为3。对数据行析因设计方差分析、单因素方差分析、LSD检验、Kruskal-Wallis H检验和Mann-Whitney U检验。结果(1)伤后12 h,NGFI组细胞形态规则,细胞间排列规则,未见细胞碎片。NGTI组细胞形态较规则,细胞碎片较少,细胞间排列较NGFI组紧密。SMGTI组不规则形态细胞较多,大小不一,可见死亡细胞碎片。(2)NGTI组伤后2 h G1期细胞百分比较NGFI组和SMGTI组明显升高(P<0.05),伤后6、12 h较NGFI组和SMGTI组明显降低(P<0.05)。NGTI组伤后2 h的G2/M期细胞百分比较SMGTI组明显降低(P<0.05),NGTI组伤后6、12 h G2/M期细胞百分比较NGFI组和SMGTI组明显升高(P<0.05)。NGTI组伤后2、6、12 h S期细胞百分比较SMGTI组明显升高(P<0.05),NGTI组伤后2、6 h S期细胞百分比较NGFI组明显降低(P<0.05)。(3)伤后2、6 h,NGTI组细胞HSP70 mRNA表达量为2.50±0.30、3.99±0.35,较NGFI组明显升高(1.14±0.15、0.82±0.27,P<0.05),较SMGTI组明显升高(1.17±0.53、1.65±0.59,P<0.05)。伤后2、6、12 h,SMGTI组细胞MMP-9 mRNA表达量较NGTI组明显升高(Z=-2.319、-2.882、-2.908,P<0.05)。伤后各时间点,NGTI组细胞caspase-3 mRNA表达量与NGFI组、SMGTI组相近(P>0.05)。(4)伤后2、6、12 h,NGTI组细胞培养上清液中HB-EGF浓度较NGFI组明显降低(P<0.01)。伤后2、6 h,SMGTI组细胞培养上清液中HB-EGF浓度较NGTI组明显升高(P<0.01)。结论模拟微重力条件下热损伤人HaCaT细胞的增殖、分泌功能以及创伤修复相关蛋白表达呈现复杂、多元的变化,这为进一步研究失重条件下损伤修复提供了理论基础。
简介:目的:观察变异链球菌在模拟微重力环境下形态学的变化,及对其葡糖基转移酶基因(gtfs)mRNA表达的影响。方法:采用旋转培养系统(rotarycellculturesystem,RCCS)建立模拟微重力细菌培养模型,将变异链球菌分为模拟微重力组和对照组。在37℃厌氧环境(80%N2,20%CO2)下培养24h,收集模拟微重力组及对照组菌体,通过扫描电镜、透射电镜观察细菌的形态学变化;并通过Q-PCR方法检测模拟微重力对变异链球菌gtfB,gtfC,gtfDmRNA表达的影响。结果:扫描电镜图片显示,模拟微重力组细菌之间的不定形胶冻样物质明显少于对照组;透射电镜观察显示模拟微重力组细菌的荚膜部分减少,分裂状态下的细菌两极不对称。模拟微重力条件下变异链球菌gtfB、gtfC、gtfDmRNA表达水平呈下降趋势,与对照组之间差异均有统计学意义(P〈0.01)。结论:模拟微重力环境下变异链球菌的超微结构有显著改变,对其gtfB、gtfC、gtfDmRNA表达有明显的抑制作用。
简介:目的研究蛇床子素对模拟微重力导致大鼠骨质流失的防治作用。方法将Wistar大鼠随机分为3组:对照组(Ctrl)、尾吊组(HLS)、尾吊给药组(OST)。4周后取后肢骨用双能骨密度仪及万能试验机分别测量各组股骨骨密度及生物力学,并通过microCT分析骨小梁参数;用VanGieson(VG)染色观察胫骨形态变化。通过qRT-PCR检测胫骨骨保护素(OPG)和核因子-κB受体激活剂配体(RANKL)mRNA表达水平。用ELISA试剂盒检测血清中骨特异性碱性磷酸酶(BALP)、骨钙素(OCN)和抗酒石酸酸性磷酸酶-5b(TRACP-5b)的含量变化。结果与对照组相比,尾吊组大鼠股骨骨密度及生物力学参数显著降低(P〈0.05),与尾吊组相比,尾吊给药组骨密度及生物力学显著上升(P〈0.05);尾吊组骨小梁体积分数(BV/TV)、厚度(Tb.Th)显著降低(P〈0.01),间距(Tb.Sp)显著升高(P〈0.01),尾吊给药后BV/TV、Tb.Th及Tb.Sp显著降低(P〈0.01);VG染色观察尾吊组胫骨骨小梁间隙变大,数量减少,而尾吊给药组骨小梁骨髓腔减少,数量增多;尾吊组血清BALP和OCN浓度显著降低(P〈0.05),TRACP-5b浓度显著升高(P〈0.05),当给予蛇床子素后,BALP浓度显著升高(P〈0.05),而TRACP-5b浓度显著降低(P〈0.05);尾吊组胫骨OPG/RANKL比值显著降低(P〈0.05),尾吊给药后,OPG/RANKL比值显著升高(P〈0.05)。结论蛇床子素可通过促进骨形成和抑制骨吸收两方面有效防治模拟微重力导致的骨质流失。
简介:摘要宇航员进入微重力环境后可出现一系列眼部改变,这些改变若得不到及时干预或治疗,将导致宇航员出现长期或永久的视力损害,不仅影响飞行任务的执行,还威胁宇航员的人身安全。尽管目前宇航员出现这些眼部改变的确切机制尚不明确,但相关研究已发现,宇航员进入微重力环境后会出现颅内压升高、神经系统改变、生化改变及淋巴、静脉系统循环障碍,这些可能都参与了疾病的发生与发展。现归纳国内外近50年来关于宇航员进入微重力环境后出现的眼部改变及其可能的发生机制,以期寻找针对这些眼部改变的预防和治疗措施,为宇航员筛查、训练及防治工作提供相关理论支持。
简介:摘要目的研究模拟微重力对从医院获得性肺炎老年患者痰标本中分离出来的泛耐药鲍曼不动杆菌表型的影响。方法利用微重力三维细胞培养系统建立鲍曼不动杆菌模拟微重力株,同时建立正常重力株作为对照组,利用Bioscreen观察两菌株的生长速度,通过涂抹平板计数法对两菌株进行菌落计数,通过观察两菌株在含有5 mmol/L过氧化氢(H2O2)的磷酸盐缓冲溶液中存活率研究两菌株的氧化应激性,通过结晶紫染色法观察两菌株的生物膜形成能力,通过K-B纸片法观察两菌株的抗生素敏感性。结果与正常重力株比较,模拟微重力株生长速度减慢,尤其是在10 h以后;平板菌落计数结果显示,与正常重力株比较,模拟微重力株生长受到抑制,菌落数为(2.33±0.61)×1013CFU/L比(4.87±0.63)×1013CFU/L(t=4.865,P=0.040);模拟微重力株在H2O2溶液中存活率降低,为(51.43±0.97)%比(56.53±2.54)%(t=4.715,P=0.042);模拟微重力株生物膜形成能力下降,吸光度(A)570值为0.449±0.014比0.506±0.024(t=8.692,P=0.013);阿米卡星对模拟微重力株的抑菌环直径(15.17±0.21)mm,比正常重力株(13.77±0.15)mm增加(t=6.725,P=0.021)。结论模拟微重力使泛耐药鲍曼不动杆菌的生长速度、氧化应激性、生物膜、抗生素敏感性发生了改变,这种现象可以为泛耐药鲍曼不动杆菌相关的医院获得性肺炎老年患者的治疗提供新策略。