Extended Evolutionary Fast Learn-to-Walk Approach for Four-Legged Robots

Robot locomotion is an active research area. In this paper we focus on the locomotion of quadruped robots. An effective walking gait of quadruped robots is mainly concerned with two key aspects, namely speed and stability. The large search space of potential parameter settings for leg joints means that hand tuning is not feasible in general. As a result walking parameters are typically determined using machine learning techniques. A major shortcoming of using machine learning techniques is the significant wear and tear of robots since many parameter combinations need to be evaluated before an optimal solution is found.This paper proposes a direct walking gait learning approach, which is specifically designed to reduce wear and tear of robot motors, joints and other hardware. In essence we provide an effective learning mechanism that leads to a solution in a faster convergence time than previous algorithms. The results demonstrate that the new learning algorithm obtains a faster convergence to the best solutions in a short run. This approach is significant in obtaining faster walking gaits which will be useful for a wide range of applications where speed and stability are important. Future work will extend our methods so that the faster convergence algorithm can be applied to a two legged humanoid and lead to less wear and tear whilst still developing a fast and stable gait.     

潘爱华：北大未名的掌舵人

他,北京大学教授,现任北大未名生物工程集团有限公司董事长,1997年被美国名人协会评为“世界500位最有影响力的领导者”之一, 2000年入选“2000中国十大经理人梦幻组合”, 2001年被《新财经》评为10位“21世纪新锐企业家”之一,并名列榜首。他经历过工人、军人、医生、大学教授,丰富的人生经历和独特的思维方式使他取得了不凡的成就,被科技界、企业界称为“东方神奇小子”。     

微藻异养高密度培养研究进展与发展趋势*

微藻细胞可以积累大量油脂、蛋白质、多糖、色素、不饱和脂肪酸等物质,在能源、食品、饵料、保健品及药品等行业有巨大的应用价值。然而,微藻在传统光自养模式下很难实现高密度培养来大量生产这些重要的物质,进而限制了微藻的实际应用。相反,微藻在异养模式下生长速度快、生物质浓度高,可以短时间内获得大量微藻生物质。因此,异养高密度培养微藻具备大规模、高效率培养微藻生产目标产物的巨大潜力。阐述微藻异养培养的优缺点及相应技术难点的解决思路、影响微藻异养生长及目标产物积累的主要营养因子和环境因子、微藻异养高密度培养的方式及微藻异养高密度培养的当前发展水平。结合文献报道分析微藻异养高密度培养的四个具有极大发展潜力的发展方向,以期更好地利用异养模式来高效率、低成本培养微藻生产大量目标产物,满足上述多个行业对微藻原材料的巨大需求,从而加速微藻产业的发展。     

栽培稻种质资源的深根比鉴定评价北大核心CSCD

干旱是水稻生产中最严重的非生物胁迫,增强根系对深层土壤水分的吸取能力是提高水稻抗旱性的重要育种目标。为筛选优异抗旱稻种资源,本研究对2234份栽培稻种质资源进行了以深根比为鉴定指标的避旱性鉴定评价,在水分梯度抗旱大棚中对131份具有不同深根比的种质进行了孕穗期抗旱性鉴定评价。供试材料的深根比变异范围为8.6%~60.1%,平均深根比为25.8%,47.2%材料的深根比集中在20%~30%之间,25.2%材料的深根比低于20%,深根比超过40%的高深根比种质仅占6.1%;国外材料中高深根比种质比例达到了24.4%,其次是上海(17.9%)和湖南(15.6%),广东、贵州和广西的高深根比种质比例均低于1%;地方品种的深根比略高于育成品种(系),地方品种的高深根比种质比例也高于育成品种(系);粳稻深根比高于籼稻深根比,粳稻中高深根比种质比例是籼稻的3.6倍;在籼稻种质中,湖南籼稻材料中高深根比种质比例较高,而广东、广西和贵州等省的籼稻种质中都只有1份高深根比种质。孕穗期抗旱性鉴定结果显示,高深根比种质中的高抗旱材料比例是低深根比材料的3.2倍、是中等深根比材料的2.0倍。综合分析干旱胁迫和正常水分条件下的结实率以及两种情况下的每穗粒数比值和结实率比值等抗旱性鉴定指标,筛选获得26份抗旱性优异材料,可作为水稻节水抗旱育种优良亲本和应用于抗旱基因挖掘。     

青菜/油菜茬口下水稻栽植方式对温光资源利用和产量的影响

轻简化栽培和优质稻是当前我国水稻生产的主要方向,气象因子是对水稻生长发育和产量形成影响最大的环境因素,但在不同轻简化栽植方式下水稻产量与其田间小气候的关系鲜有研究。为探究西南地区不同前作下杂交稻各生育阶段温、光和水等气候因子与水稻产量形成的关系,在2019—2020年,以杂交籼稻‘宜香优2115'为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为青菜和油菜2种前作,副区为机直播、毯苗机插和人工移栽3种栽植方式,研究杂交稻产量对气候因子的响应及水稻植株对温光资源的利用。结果表明: 与油菜-水稻模式相比,青菜-水稻模式下杂交稻积温生产效率和降水生产效率显著提高,进而提高了有效穗数、结实率和千粒重,2年产量分别提高了12.7%和8.3%。与人工移栽相比,机插稻提高了单位面积有效穗数、全生育期光能生产效率、积温生产效率、籽粒光能利用效率和降水生产效率,2年平均产量提高了4.6%;而机直播全生育期降水生产效率、光能生产效率、积温生产效率、籽粒光能利用效率、每穗粒数和千粒重都显著降低,导致2年平均产量下降了8.7%。与2019年相比,2020年机插稻和人工移栽稻在同一茬口下提前一个月播种造成花后生育期缩短、气温降低和降雨量增多,导致有效积温和光辐射量大幅减少,积温生产效率、光能生产效率、降水生产效率和籽粒光能利用效率以及每穗粒数、结实率和千粒重均大幅降低,进而导致产量严重降低。用偏最小二乘法回归分析建立的气象因子产量预报方程标准化回归系数显示,水稻产量与阶段生育期或全生育期内有效积温和总辐射量呈正相关关系,与全生育期内降水量呈显著负相关关系。综上,青菜-水稻模式下机插秧与西南地区稻季光温资源匹配度最高,更有利于温光资源的充分利用和获得高产,但不宜过早播种或移栽。     

基于GC-IMS比较不同干燥方式对柴达木枸杞中挥发性物质的影响CSCD

柴达木枸杞作为青藏高原特有的中药材之一,为探究不同干燥方式对柴达木枸杞品质以及挥发性成分的影响。本文采用自然阴干、热风烘干、真空冷冻干燥以及微波干燥的方式处理柴达木枸杞鲜果,通过气相色谱-离子迁移谱联用(GC-IMS)法分析枸杞鲜果和各类枸杞干果的挥发性成分的变化,构建挥发性成分的差异谱图,并进行主成分分析。从样品中共鉴别出了52种挥发性有机物质以及部分物质的单体和二聚体,包括醛类、烯醛类、酯类、酮类和醇类等。差异图和主成分分析图表明枸杞干燥后挥发性有机物发生了显著的变化,冷冻干燥后的枸杞中挥发性有机物质的种类和含量与枸杞鲜果较为相近,但与其他干燥方式干燥后的枸杞干果差异较大,而热风烘干和微波干燥后的枸杞干果中挥发性有机物种类非常相似。通过建立一种利用GC-IMS检测分析枸杞中挥发性成分的方法,结果表明与其他干燥方式相比,冷冻干燥法能够有效保留枸杞中的挥发性成分,使枸杞保持较高的品质,该研究结果为后续柴达木枸杞的质量评价和加工提供一定的参考依据。     

落叶阔叶林反照率的时间变化与影响因素

反照率原位测量对生态系统能量收支及其遥感应用至关重要,但目前坡面地形反照率的测量方式有局限且可见光与近红外波段反照率时间变化的差异尚不清楚。本研究以东北地区帽儿山森林生态站的落叶阔叶林为例,探究入射和反射太阳辐射(SR,300～2800 nm)、光合有效辐射(PAR,400～700 nm)、近红外辐射(NIR,700～2800 nm)的反照率时间变化特征及其影响因子,同时分析了两种辐射表安装方式反照率的差异。结果表明: 晴天SR和NIR反照率日变化呈上下午不对称的U型曲线,但PAR从早到晚递增;阴天反照率均先急剧下降后趋于稳定。平行于坡面测量增大了反照率的日均值,但缓和了SR、NIR反照率日不对称的现象。从整个生长季来看,SR、NIR与PAR反照率水平测量时最大值分别为0.16、0.27和0.11,最小值分别为0.07、0.11和0.03。SR和NIR反照率季节变化均为先增大后减小(7月为峰值),PAR则相反,SR反照率主要受NIR而不是PAR控制。各波段反照率季节变化的影响因子按照贡献率排序为宽带归一化植被指数(61.7%～78.5%,可表征叶面积指数)>太阳高度角(15.4%～36.9%)>晴空指数(0.4%～36.9%)。     

响应面法优化金针菇栽培工艺的研究

以提高金针菇单瓶产量为目的,以常规生产为对照,通过单因素试验、Plackett-Burman试验、响应面优化法、验证试验分析培养基装瓶量、灭菌前pH、接种量、搔菌深度、搔菌补水量对金针菇单瓶平均产量的影响。单因素试验结果表明,单瓶平均产量分别在装瓶量1 000 g、灭菌前pH值 6.80、接种量35 mL、搔菌深度10 mm、搔菌补水量10 mL时达到最大值;Plackett-Burman试验表明装瓶量、灭菌前pH和搔菌补水量是影响金针菇单瓶平均产量的关键因素;响应面优化法预测的最优化条件为培养基装瓶量1 004.05 g、灭菌前pH值6.83、搔菌补水量11.41 mL,金针菇单瓶平均产量为473.81 g;结合单因素试验及响应面预测,将验证试验设置为培养基装瓶量(1 000±5) g、灭菌前pH值(6.80±0.10)、搔菌补水量(11±1) mL、搔菌深度(10±2) mm、接种量(35±5) mL,金针菇单瓶平均产量为466.36 g,比对照组提高11.63 g,与预测值接近,相对误差为1.57%,试验设计符合生产需求。     

钉螺和螺卵静水沉降及运动方式的实验研究

本文应用水力学、生物学相结合理论，采用常规空气排水法，比重试验法分别测定钉螺、螺卵的重率；运用物体自由沉降及竹节置螺方法，对钉螺静水沉速及运动方式进行实测；观测。试验结果，获得钉螺、螺卵基本力学性质的几个物理指标值，即：活钉螺，螺卵的平均重率分别为１．８０ｇ／ｃｍ＾３，２．２９ｇ／ｃｍ＾３，钉螺，螺卵静水沉速的平均值范围在２．２２－１３．８９ｃｍ／ｓ之间；并建立计算钉螺，螺卵静水沉速的４个实用公式     

多肽类生长因子对前列腺生长和功能的调节

多肽类生长因子是前列腺生长及功能的正向及负向调节因子,这些生长因子中,表皮生长因子和转化生长因子α,成纤维生长因子家族,胰岛素样生长因子家族是主要的促生长因子,而转化生长因子β是唯一的负向生长调节因子,前列腺病理情况下,这些生长因子的表达和分泌方式发生改变。