国家重点基础研究发展计划(2011CB711005) 作品数:10 被引量:39 H指数:3 相关作者: 刘玉庆 周伯河 陈善广 安明 王春慧 更多>> 相关机构: 中国航天员科研训练中心 上海交通大学 复旦大学 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 中国航天医学工程预先研究项目 国防基础科研计划 更多>> 相关领域: 医药卫生 自动化与计算机技术 航空宇航科学技术 机械工程 更多>>
骨功能适应性重建模型及数值模拟 被引量:1 2014年 骨骼会受到力学因素的影响和调控,发生骨功能适应性重建。建立模拟骨重建的数值模型,定量地研究骨重建过程,有着重要的临床应用价值。目前,骨功能适应性重建模型可分为两大类:力学模型和生理模型。对这两类重建模型的原理、算法和应用等做详细论述。力学模型通过假设力学环境与骨结构之间的函数关系来预测骨重建,但不考虑其真实的生物学过程。基于不同的重建激励主要有两种力学模型:骨力学稳态模型和骨损伤修复模型。生理模型则试图从微观层次阐明骨重建的力学-生物学机制,骨重建是由破骨细胞、成骨细胞等各种骨组织细胞完成,有以基本多细胞单位的形式作用或细胞独立分开作用两种观点。这些重建模型结合有限元法应用在许多有关骨重建问题的数值计算中。通过比较分析多个数值应用的模拟结果,还讨论了重建控制方程中各参数值的设置对重建结果的影响。 雷周激欣 王冬梅 王春慧 陈善广关键词:骨重建 数值模拟 有限元法 生物力学 模拟失重条件下航天员旋转运动方法实验验证 被引量:2 2014年 航天员太空飞行中,需要改变自身位置与朝向以完成不同的作业任务,当其无法触碰到手脚限制器等借助物时,会涉及通过自身动作的转换产生人体旋转的问题。为此,首先基于Roberson-Wittenburg方法建立了人体动力学方程,据此提出能够使得人体转动的肢体操作方法,然后采用悬吊法模拟太空失重环境,对比不同控制方法产生的旋转作用效果,发现肢体旋转时与身体的夹角和肢体旋转速度是影响人体旋转完成时间和关节力矩的主要因素,最后结合推荐动作与实验结果提出空间姿态变换运动的操作建议。结果表明本文推荐动作有一定的优越性,对航天员处于太空中的自旋转运动具有实用意义。 马超 刘玉庆 朱秀庆 安明 周伯河 陈善广关键词:航天员 模拟失重 控制策略 集成本体的CBR算法及在CAPP应用 被引量:2 2013年 虽然CBR(Case-based Reasoning)技术越来越深入地应用到工程领域特别是工艺设计问题,但是传统的CBR系统缺乏语义理解能力,这严重阻碍了CBR系统在CAPP(Computer Aided Process Planning)领域智能性发展。为了进一步提高CBR系统的智能性,本体技术集成到CBR系统是一种趋势。以工艺事例库为例,研究了基于本体事例库的构建技术以及事例检索的相似度算法,并提出了一个新的语义相似度算法即W-IC-CD(Weighted Information Content and Concept Distance)。通过在机械CAPP应用分析,证实了该算法的有效性。 韦山 郭渊 王冬梅 雷周激欣 王成焘关键词:CBR CAPP 医用316L不锈钢接骨板固定股骨的有限元方法分析 被引量:3 2012年 目的用三维有限元方法对医用316 L不锈钢接骨板、螺钉及股骨进行应力计算,最终分析316 L不锈钢接骨板对股骨的应力遮挡效应。方法首先建立医用316 L不锈钢接骨板、螺钉及股骨的三维几何模型;网格划分后建立对应的三维有限元模型;在定义材料属性的基础上,加载边界条件,对站立位状态下的接骨板及螺钉强度进行有限元计算,同时分析股骨应力遮挡问题。结果通过对螺钉未加压状态和加压状态下股骨所受应力与站立位时正常股骨应力的对比,得出医用316 L不锈钢接骨板及螺钉对股骨的应力遮挡效应。结论医用316 L不锈钢接骨板及螺钉对股骨产生明显的应力遮挡效应,仅靠螺钉加压对应力遮挡效应的降低作用有限。本文建立的接骨板对股骨应力遮挡的分析方法可广泛应用于其他骨骼骨折应力遮挡的分析。 刘石磊 唐刚 王冬梅 董双鹏 王成焘 臧照良关键词:应力遮挡效应 有限元 股骨 骨折 精细追踪类监控作业行为认知建模研究 被引量:5 2013年 随着精细追踪类监控任务越来越普遍,此类任务中的认知行为过程也越来越得到关注和研究。本文通过对典型认知体系结构ACT-R的研究及此类任务认知行为的分析,借助拟合ACT-R和QN结构的QN-ACTR认知建模构架,提出了此类任务认知行为的建模方法,选择手控交会对接任务为例建立了认知模型;并对模型有效性进行了验证;表明了认知行为建模可以应用于精细追踪类监控任务,为其认知过程分析提供重要的参考。 陈为 李世其 付艳 王春慧基于ACTR-QN的手控交会对接认知仿真研究 被引量:1 2014年 目的应用认知体系结构建模仿真方法模拟交会对接任务中人的认知过程及脑力负荷。方法采取ACTR-QN认知体系结构建模方法,实现手控交会对接任务中的认知过程仿真。结果在离散事件仿真引擎MSS基础上建立了基于ACTR-QN体系结构的认知仿真系统,通过建立人的认知模型,实现了手控交会对接任务认知过程可视化仿真和定量脑力负荷评价。结论应用ACTR-QN认知建模仿真方法可以预先对航天任务进行仿真,进行工效评价,从而指导未来任务规划和针对认知瓶颈改进训练策略。 朱秀庆 陈善广 刘玉庆 周伯河关键词:交会对接 排队网络 ACT-R 航天员空间操作人因分析一体化仿真平台 被引量:2 2014年 目的为支持航天任务中航天员作业能力变化规律方面的研究,建立航天员空间操作人因分析一体化仿真平台。方法分析了该平台的系统结构,给出了控制流程及软件各部分的详细实现方法,包括认知和生物力学仿真,作业可视化,负荷预测与绩效分析等软件。结果通过手控交会对接任务作为用例,对平台功能进行了实验验证,实验结果证实了平台的可行性、有效性和实用性。结论平台的认知和生物力学模型可实现人在回路外的仿真,可对负荷与绩效进行预测及可视化显示,为进一步分析航天员在太空操作能力的变化奠定了技术基础。 周伯河 陈善广 刘玉庆 朱秀庆 王金坤 陈学文 康金兰 胡福超 安明失重状态下旋转陀螺交互操作的仿真研究 被引量:4 2014年 针对在地面难以使用实物进行空间操作任务训练的问题,提出了一种基于人机交互和物理引擎技术的交互操作虚拟仿真方法,并实现了失重状态下旋转陀螺的虚拟操作训练。实现中首先建立航天员和陀螺的三维图形模型和用于碰撞检测的物理模型,并采用虚拟现实设备数据手套和位置跟踪仪实时跟踪获取受训人体的实时运动数据,用于交互控制虚拟航天员的运动,最终通过物理引擎及仿真算法计算失重状态下旋转陀螺的运动状态。结果显示,该方法较好地解决了旋转陀螺定轴特性仿真问题,能够满足虚拟训练的实时性和有效性要求。 安明 刘玉庆 周伯河 胡福超关键词:虚拟现实 人机交互 物理引擎 588例骨盆骨折的流行病学特征与临床分析 被引量:19 2013年 目的探讨骨盆骨折的流行病学特征及临床特点,以提高对骨盆骨折的防治水平,进一步减少骨盆骨折的死亡率及伤残率。方法总结2007年11月~2009年5月收治的588例骨盆骨折患者的临床资料,统计分析患者性别、年龄、致伤原因及合并伤等情况。结果 588例患者中,男326例,女262例,男女比例为1.24:1,年龄为8~90岁。主要致伤原因为交通伤363例(61.7%)及高处坠落伤153例(26.0%)。AO/ASIF分型:61-A型340例(57.8%),61-B型95例(15.7%),61-C型33例(5.1%);62-A型54例(9.0%),62-B型38例(6.3%),62-C型14例(2.4%);61+62型14例(2.4%)。219例(37.2%)患者合并其它部位的损伤,其中腹部损伤、脑外伤、脊柱损伤等为骨盆骨折的常见合并伤。本组病例共发生休克31例,死亡8例,死亡率1.4%,抢救成功率74.2%。急诊行骨盆外固定支架固定31例,DSA25例,栓塞18例。二期行切开复位内固定术207例,术后恢复良好。结论骨盆骨折以男性中青年居多,绝大多数由高能量损伤所致,合并伤发生率较高,易发生休克。需要对高危人群加强安全教育和培训,从而有利于提高创伤救治水平和医疗质量,降低骨盆骨折的发生率,进一步减少伤残率和死亡率。 杨庆 王秋根 潘福根 高伟 黄建华 李凡 李豪青 陶杰 汪方 王谦关键词:骨盆 骨折 流行病学 基于运动生物力学的人体局部负荷研究进展 被引量:1 2014年 Hart和Wickens[1]认为,负荷是一个通用的术语,用于描述任务对人体资源的消耗,这种消耗既包括注意力、认知、反应速率的下降,也包括疲劳增加、舒适性和作业能力的下降等。从工效学的观点来看,不合理的任务设计和工作环境会使劳动者的负荷过大,人的能力无法满足任务的需求, 李昊 王春慧 王政关键词:运动生物力学 HART 反应速率 注意力 工效学