人──板系统最佳蹬伸动作的控制模型及数值分析

本文基于Hanavan模型和人体测量学参数,以人体各环节间的相对运动作为控制量,建立了人-板系统中起跳蹬伸动作的数学模型,给出了模型的数值计算方法,在此基础上给出了实现最佳蹬伸用力过程的计算实验途径与运动技术诊断方法。     

基于支持向量机的表面肌电信号和加速度融合跌倒识别方法

目的:针对老人易跌倒和跌倒过后可能产生严重后果这一现实问题,通过将表面肌电信号和加速度融合,进一步优化采用支持向量机分类器下的包含跌倒在内的几种不同动作的分类效果。方法:提出基于表面肌电和加速度信号融合的跌倒识别算法,首先采集股直肌,股内侧肌,胫骨前肌和腓肠肌的表面肌电信号以及位于腰部的三轴加速度信号作为实验数据,然后利用滑动窗口法提取表面肌电和加速度信号的均方根值,最后针对人体日常活动和跌倒的运动特征,构建了支持向量机的分类器。结果:实验数据共计320组数据,包括3种日常活动和向前跌倒,其中160组数据作为训练集,另外160组数据作为测试集。对4种动作进行识别实验,算法的准确度为93.23%、灵敏度为92.4%、特异度为100%,达到了良好的分类效果。结论:基于支持向量机的表面肌电信号和加速度融合的跌倒识别算法分类效果良好,对于老人跌倒防护具有现实意义。     

全球变暖背景下土壤微生物呼吸的热适应性:证据、机理和争议

土壤微生物呼吸的热适应性被认为是决定陆地生态系统对全球变暖反馈作用的潜在重要机制,可能显著改变未来的气候变化趋势,然而学术界对于这一机制是否真实存在尚有分歧。阐述了土壤微生物呼吸的热适应性概念,从证据、机理和争议3方面对已有研究进展进行了综述和分析。土壤微生物呼吸的热适应性是微生物在群落尺度上对温度变化的适应性,具有坚实的生物学与生态学理论基础,研究者们运用各类指标已在许多实验中证实土壤微生物物种及群落的呼吸过程能够在高温环境产生适应性变化。土壤微生物呼吸的热适应性机理涉及生物膜结构变化、酶活性变化、微生物碳分配比例变化和微生物群落结构变化等方面。关于土壤微生物呼吸热适应性的争议可能是由研究方法、微生物物种及环境条件的差异引起的。根据对已有研究的分析,认为土壤微生物呼吸的热适应性是真实存在的,未来的研究可进一步探索土壤微生物呼吸的热适应性机理,深入研究环境和全球变化对土壤微生物呼吸的热适应性影响,定量评估土壤微生物呼吸的热适应性对陆地生态系统反馈过程的影响。     

人体外形的相似性

本文首先提出了人体相似性的概念和定义, 并进行了数学论证, 导出了标准人体的数学表达方法,然后, 根据90名志愿者的样本具体计算说明了标准人体尺寸的适用性。本文提出的标准人体尺寸处理方法, 可供人种和体型分类、人体模型与服装设计时确定人体各部尺寸, 为利用人体其他节段估测人全身尺寸的可能性提供参考。最后指出, 表示人体尺寸间相互关系的人体常数是存在的; 在设计人体模型时, 不管模型的比例如何, 所设计模型的人体常数需保持与所代表的人群样本的人体常数一致。     

基于表面肌电信号的人体动作识别算法研究进展

表面肌电信号(Surface Electromyography,sEMG)是通过相应肌群表面的传感器记录下来的一维时间序列非平稳生物电信号,不但反映了神经肌肉系统活动,对于反映相应动作肢体活动信息同样重要。而模式识别是肌电应用领域的基础和关键。为了在应用基于表面肌电信号模式识别中选取合适算法,本文拟对基于表面肌电信号的人体动作识别算法进行回顾分析,主要包括模糊模式识别算法、线性判别分析算法、人工神经网络算法和支持向量机算法。模糊模式识别能自适应提取模糊规则,对初始化规则不敏感,适合处理s EMG这样具有严格不重复的生物电信号;线性判别分析对数据进行降维,计算简单,但不适合大数据;人工神经网络可以同时描述训练样本输入输出的线性关系和非线性映射关系,可以解决复杂的分类问题,学习能力强;支持向量机处理小样本、非线性的高维数据优势明显,计算速度快。比较各方法的优缺点,为今后处理此类问题模式识别算法选取提供了参考和依据。     

基于数字化切片的虚拟人体组织学实验教学的应用效果探讨

目的探讨使用基于数字化切片的虚拟实验教学对组织胚胎学实验课的教学效果及提升学生学习成绩的影响。方法以新疆医科大学2017级护理本科专业学生为研究对象,对照班级采用数码显微互动系统授课,实验班级采用数码显微互动系统结合数字化切片虚拟人体组织学实验教学授课,通过发放调查问卷及实验考试的方式对教学效果进行评价。结果问卷调查结果显示,94.7%(54/57)的实验班级学生认为采用数字化切片的虚拟人体组织学教学便于观察,丰富了学习方式及内容,有利于学习效率及成绩的提高。实验考试结果显示,实验班级学生实验成绩(90.53±7.62)明显高于对照班级学生实验成绩(81.46±10.36)。结论基于数字化切片的虚拟人体组织学实验教学是对现有组织胚胎学实验教学的创新和有益补充,对于改善教学效果,提升教学质量,丰富教学资源都具有无可比拟的优势和卓越的应用前景。     

我们的机体是如何解毒的

人体是一个开放系统,每天有各种化合物进入,其中一些对人体有害。有害物质也能从人体内部的化学反应中产生。对于不同的毒物,人体采用不同的方式进行处理。肝脏是人体主要的解毒器官,其主要的解毒方式是增加化合物的水溶性,因而可以加速它们的排出。在过去的几十年中,各种新的化合物大量涌现,而人体的解毒系统却仍然按照过去的方式处理,在一些情况下反而会增加化合物的毒性。     

体外冲击波碎石焦点区域声压分布的时域有限差分法仿真研究

目的:研究体外冲击波碎石(Extracorporeal shock wave lithotropisy,ESWL)治疗中不同厚度人体组织对ESWL焦点区域大小、位置和声压分布的影响,为ESWL治疗计划的制定提供理论依据.方法:以Reichenberger的ESWL水中实验为参照例,分别建立三维单一人体组织和多层复合人体组织仿真模型,用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)数值仿真法,数值仿真ESWL治疗中形成的焦点区域.结果:高强度聚焦超声波在人体脂肪、肌肉层中形成的实际焦点区域大小、位置和焦点区域声压分布随着人体脂肪、肌肉层厚度的变化而变化.结论:ESWL治疗过程中由于人体组织厚度的不同,高强度聚焦超声非线性传播而形成的焦距和最大声压不同,对于不同体态的患者在ESWL治疗时,应该采用不同的焦距设定方法.     

谈现代服装设计中“情感化设计”理念

情感是人类生活中不可缺少的部分,它影响着人们如何感知、如何行为和如何思维。随着社会经济水平的不断提高,人们的物质生活比起以前有了很大的改善,对于服装穿着的要求已不再仅仅是款式和颜色的要求,更多的是看重服装设计中的情感成分,这也是设计师们对服装设计的新理念,情感化特征设计理念已经成为现代化服装设计中最重要的特征之一。     

重金属胁迫下的细菌适应性进化研究进展

细菌进化的本质是碱基突变、基因重排或水平基因转移,在适应性进化过程中,主要受生物和非生物因素的影响,其中重金属胁迫也是细菌适应性进化的主要因素之一.重金属胁迫促使细菌适应性地强化与金属输入和转化有关的代谢途径,而过量的金属则诱导金属积累和外排过程.在重金属胁迫下,基于重金属抗性(HMR)基因和酶蛋白的适应,细菌抗性机制...     

视野受阻对东方田鼠觅食行为的影响

植食性小型哺乳动物的觅食行为是对特定生境的适应性产物。食物斑块周边植被对动物视野遮挡是否通过作用于其觅食活动中的警觉而影响摄入率。采用新鲜白三叶叶片构建东方田鼠密集均质食物斑块,以牛皮纸模拟食物斑块周边植被遮挡田鼠视野,测定其在食物斑块上的觅食行为序列过程及行为参数,检验食物斑块周边植被高度对东方田鼠摄入率的影响。结果发现,个体在不同程度视野受阻条件下食物摄入率无显著差异。分析觅食行为参数动态发现,在不同视野受阻条件下,个体能通过调整各采食回合内警觉行为动作的发生频次和持续时间,维持觅食回合内总的觅食中断时间的稳定,进而保证进食时间的稳定。东方田鼠在不同程度的视野遮挡条件下均能通过行为变异和优化使摄入率保持稳定。结果亦充分说明,东方田鼠在警觉强度上的变化不能反映觅食中断所带来的食物收益减损的代价,但觅食活动中各警觉动作的持续时间的变异却能够明确指示个体摄入率的动态变化,因此,以觅食活动中警觉引起的觅食中断时间代价为线索,检验其对摄入率的影响,是评价植食性小型哺乳动物在不同生境觅食适应性策略的有效的方法。     

生理学研究方法的回顾与前瞻——学说、实验和计算机在生理学研究中的作用

生理学的进步,在研究方法上,要靠学说和实验的合理应用.在生理学中对于学说和实验的应用,不同学者在不同的历史时代是有所侧重的.例如西方古希腊哲学家和博物学家亚里斯多德非常重视学说的应用,十九世纪法国生理学家伯尔纳(C.Bernard)则十分强调实验的应用.国内也有类似情况.古代人体生理知识出现在医书中,古医书中的学说至今仍被许多学者奉为圭臬.在另一方面,中国的现代生理学在人们的心目中常寓有实验生理学之意. 方法基于哲学和逻辑思想.着重演绎则学说居于首位.演绎是从学说出发,按照逻辑法则推断应得结果,找出事物间合理关系,而归纳     

中等强度极低频旋转磁场的生物学效应

随着现代科技的发展,人们所接触的磁场越来越多,因此,磁场对人体所产生的影响也受到了公众的日益关注。虽然目前人们对于手机和高压输电线等所产生的射频和工频磁场对人体的影响还没有确凿的结论,但是大量的研究发现,中等强度的稳态磁场以及基于永磁铁的极低频旋转磁场(旋磁)对人体细胞和实验动物等并无危害,甚至可能会对人体产生一些有益的影响。该综述将简要介绍稳态磁场的生物学效应,并重点介绍基于永磁铁的20 Hz以下中等强度极低频旋转磁场(中强低频旋磁)所产生的生物学效应。中强低频旋磁相关的生物学研究虽然目前尚处于起步阶段,但已显示出潜在的治疗前景。     

碱地肤的生态、生理适应性及其群落特征

本文采用野外调查分析和室内实验相结合的方法,研究了碱地肤（Ｋｏｃｈｉａｓｉｅｖｅｒｓｉａｎａ）的生态、生理适应性及其组成的群落,结果表明：（１）碱地肤有一定的耐碱能力,生态幅度较窄。它与生境的关系及种群的数量调节是其生态适应性的体现。（２）碱地肤对盐碱生境的适应是由于体内具有某些生理调节功能,主要的如呼吸强度随着盐浓度升高而下降,同时ＡＴＰ含量减少;细胞膜透性随着盐浓度增高而加大,脯氨酸的积累增多。（３）碱地肤与不同植物组成多个群落,其生态优势度体现了群落种类组成的变化,反映土壤碱化程度的差异,构成羊草草地退化的一个演替系列。     

淋巴、淋巴细胞、淋巴组织、淋巴器官有何区别?

答:淋巴是指细胞间隙里的组织液透过毛细淋巴管而形成的液体成分。它是人体细胞赖以生活的体内环境——内环境成分之一。淋巴可通过淋巴循环进入左右锁骨下静脉而进入血液循环。淋巴细胞属于白细胞,在机体的特异性免疫中起重要作用。按其发生和免疫机能的差异主要分为两类:B     

植物局部适应性的研究进展

物种在空间异质性环境中容易受到不同的选择压力;如果本地基因型的适合度高于外来基因型,将导致局部适应性的产生。局部适应性强度是由自然选择、基因流以及其它进化力量的相互平衡决定的。局部适应性对于物种能否在快速变化的环境中长期生存非常关键。因此,在全球气候变化背景下,有关局部适应性的研究已逐渐成为进化生物学领域的研究前沿。本文从概念的提出与发展、成因、相关遗传基础及主要研究方法等方面对植物局部适应性这一生物学问题进行综述,探讨了目前主要的研究进展和存在的问题,展望了未来的研究前景,以加深对植物局部适应性及其遗传基础的全面认识与深刻理解。     

韧性城市社区规划设计的3个维度

在与韧性城市社区相关的研究文献中,适应性是经常使用的术语,它不仅描述了一个社区对于可能导致不良后果的扰动的抵抗或吸收能力,也包括一系列相应的变化能力,这些变化往往为社区带来成长、发展、创新与变革的机会。因此,适应性常被视为社区韧性的必要条件。然而在已有文献中,对于“什么是韧性城市社区适应性的本质”尚且没有清楚的阐述。旨在通过回答以下问题来补充这一理论的不足：韧性城市社区适应性的关键特征是什么？社区韧性应如何通过构建适应性来实现？从城市社区目前面临的挑战出发,基于对韧性城市社区本质及关键特征的分析,构建城市社区韧性与适应性概念模型。该模型以适应性为核心,以环境支撑、空间可变、以人为本作为解读城市社区适应性的3个维度,指出：遵循城市社区独特的地脉文脉特征;满足城市社区中变化的环境需求与空间的偏好;尊重居民的权利与建议的城市社区是体现适应性的韧性社区,并以此作为3个原则指导韧性城市社区的规划设计。     

等长伸膝动作的运动单元放电特征分析

本研究基于表面肌电分解技术,分析伸膝动作中不同发力状态下大腿肌肉运动单元的解码准确性,并对比神经特征和肌电特征在肌肉激活程度估计中的效果. 12名大学生分别以2种发力速度和4种发力等级完成伸膝动作的等长收缩.实验同步采集受试者股内侧肌和股外侧肌处的高密度表面肌电信号和伸膝动作收缩力.基于卷积核补偿算法解码肌电信号得到运动单元动作电位,提取神经特征用于收缩力的互相关分析.结果发现,对于股内侧肌,2种任务及4种收缩力等级下平均解码得到(7±4)个运动单元,股外侧肌平均解码得到(9±5)个运动单元.它们的平均脉冲信噪比(pulse-to-noise ratio,PNR)为30.1 d B,对应解码准确率大于90%.股内侧肌的两种神经特征与力之间的平均相关性分别为(0.79±0.08)和(0.80±0.08),股外侧肌的两种神经特征与力之间的平均相关性分别为(0.85±0.05)和(0.85±0.06).综上可见,基于肌电分解技术可以准确识别不同发力状态下大腿肌肉的运动单元放电活动,并且运动单元放电频率与伸膝动作力高度相关,研究结果可用于运动康复、运动训练及人机接口等领域.     

可控高突变率枯草芽孢杆菌工程菌株的构建及应用

【背景】适应性实验室进化是运用于菌株改良的定向进化方法之一。适应性进化已成功应用于扩大底物利用范围和提高底物(产物)耐受性。由于微生物存在错配修复机制,使得菌株自然突变率水平极低,实验室适应性进化周期长,容易导致传代过程染菌而失败。【目的】获得可控高突变率的枯草芽孢杆菌工程菌株。【方法】采用无痕等位基因置换系统,将枯草芽孢杆菌负责错配修复机制的MutSL操纵子进行启动子置换为严谨表达、可诱导的木糖启动子。【结果】通过向培养基中添加不同浓度诱导物,可控制工程菌株所需突变率水平。将高突变工程菌株应用于苯乙醇耐受性实验,结果表明高突变工程菌株相较于出发菌株,对毒性产物苯乙醇具有更好的适应性,更容易获得突变菌株。将该高突变工程菌株应用于对生长有较大抑制的底物粗甘油的适应性进化实验,筛选得到的进化菌株相比出发菌株具有更短的延滞期、更高的生物量以及更大的比生长速率。【结论】该高突变率工程菌株具有较好的可进化性和适应性,可应用于适应性进化实验,具有广泛的应用前景。     

应用果皮提取液探究紫外线诱变原理的实验活动

紫外线是一种物理诱变剂。通过观察富含抗氧化剂的果皮提取液对暴露于紫外线下大肠杆菌（Escherichia Coil）的保护作用,证实了紫外线的诱变原理。实验基于教材中“细胞的癌变”一节内容而设计,学生可在深入理解知识的同时,掌握微生物学实验的基本技术,应用到科学探究的一般方法。