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船舶操控台控制界面人机工程设计标准研究
控制器等方面提出了工效学设计要求。 从国外组织来看，国外涉及船舶驾驶室操控界面的标准主要包括：国际海事组织IMO 于2000 年制定的标准《船桥设备和布局的工效学指南》（ MSC/ Circ.982 ） [16] ，内容涉及船桥（包括驾驶室）布置、 作业环境、工作站布置、报警、控制界面、信息显示、 交互控制等7 个方面的驾驶室人机界面设计要求。国际海上人命安全公约SOLAS 于2007 年制定的标准《船桥设计、设备布局和程序》（ SOLAS V/15 ） [17] ， 内容涉及驾驶室功能设计、航海系统及设备设计、布置、船桥程序等，其显着特点是对于驾驶室团队管理作出相关要求，包括船桥程序、船员培训等。 从各个国家来看，美、英等西方国家在军事系 统工效学方面的研究已具有较大的规模，也制定了 一系列军用标准。美国军方军事系统的人机工程学设计准则包括“ 人机工程系统的分析数据” （ MIL.H.sl444 ） [118] ， “ 军事系统人机工程学设计准则” （ MIL.STD.1472F ） [19] ，以及1999 年修订的“ 人机工程过程和程序标准” （ MIL.STD.46855A ） [20] 。 MIL-STD-1472 的第一版发布于20 世纪60 年代（ 1968 年），在第二次世界大战期间，当时各交战国竞相发展新的高性能武器装备，但由于人机界面设计上的不合理，人难以掌握这些新性能的武器，导致发生了许许多多事故。因此，二次大战结束后，首先美国陆航部队（以后成为美国空军）和美国海军建立了工程心理学实验室，进行了大量的控制器、显示器等的人因素研究，获得了大量的数据，并开始将这些研究成果汇编成手册或制订成各种有关人类工程学的标准或规范。 MIL-STD-1472 就是在这样的时代背景下产生 的。该标准是为军用系统、子系统、设备和设施制定通用人类工程学设计准则，由美国陆军、海军和空军等多个单位评审，美国国防部批准，并强制性要求美国国防部所有单位和机构使用，具有较广泛的影响。 该标准在控制 - 显示综合和控制器章节有针对控制器 通用设计规则的阐述。 美国在船舶人机工程领域的投入力度也较大，不但开展了一系列的船舶人机工程专项试验，而且颁布了多项船舶人机工程设计标准和文件，主要侧重于研究人机环境对船舶的战斗力的影响。其中， ASTMF 1166—88 海军系统装备和设施的人因素工程设计标准是一个通用型标准，涵盖了控制、显示和告警、楼梯和台阶、标识和计算机、工作空间布局等海军设计的所有元素[21 ] 。 英国国防部于2005 年组织建立的船舶SRDs 系统，对船舶人机界面涉及的多方面问题进行梳理和整合，将人机界面研究作为船舶系统设计的一个重要环节，以提高人机界面设计在船舶项目中的优先级别。 英国国防部 2009 年的 MARS 项目计划，将早期人机 界面设计干预纳入到舰艇设计系统中，并委任专业公
高效海水淡化的太阳能界面蒸发器研究进展
收稿日期 ： 2022-12-03 基金项目 ：北京市自然科学基金（ 2214082 ）；北京市科技新星计划（ 2022057 ）；国家重点研发计划（ 2021YFC2802201 ） 通信作者 ：严开祺（ 1987 —），男，博士、研究员，主要从事微纳米功能粉体软化学制备方面的研究。 yankaiqi@mail.ipc.ac.cn
DNA 分子量标准简介凝胶电泳操作注意事项
A -1 DNA 降解 —— 避免核酸酶污染。 电泳缓冲液陈旧 —— 电泳缓冲液多次使用后，离子强度降低， pH 值上升，缓冲能力减弱，从而影响电泳效 果。建议经常更换电泳缓冲液。 所用电泳条件不合适 ——电泳时电压不应超过 10 V/cm ，温度小 于 30 ℃，核查所用电泳缓冲液是否有足够的 缓冲能力和凝胶浓度是否正确。 DNA 上样量过多 ——减少凝胶中 DNA 上样量，建议电泳样 品根据孔的宽度加样。 DNA 样含盐过高 ——电泳前通过乙醇沉淀去除过多的盐。 有蛋白污染 ——电泳前酚抽提去除蛋白。 琼脂糖质量 ——选用高质量的琼脂糖 (TIANGEN 公司 ) 。
飞机座舱数字信息界面交互设计与情境意识研究综述
高的问题，在全面进入 2D 数字屏幕界面阶段后，飞 机座舱只有少数的传统机械仪表被保留，大部分的飞 行信息数据都由计算机分析后再在主飞行显示器 （ PFD ）上显示出来，这种获取信息的方式大大增强 了飞行员驾驶的安全性。平视显示器（ HUD ）是飞机 座舱人机交互界面的另一种形式。 HUD 可以减少飞 行技术误差，在低能见度、复杂地形条件下向飞行员 提供正确的飞行指引信息。随着集成化和显示器技术 的不断进步， 20 世纪末至今，飞机座舱有着进一步 融合显示器、实现全数字化界面的趋势。例如，我国 自主研发生产的 ARJ21 支线客机、 C919 民航客机， 其座舱的人机界面设计均采用触控数字界面技术代 替了大部分的机械仪表按钮 [2] 。 20 世纪 70 年代，美军在主战机上装备了头盔显 示系统（ HMDs ），引发了空中战争领域的技术革命。 在虚拟成像技术成熟后，利用增强现实（ AR ）技术 可以直接将经过计算机运算处理过的数据和图象投 射到驾驶员头盔的面罩上。例如，美国 F-35 战斗机 的飞行员头盔使用了虚拟成像技术，将计算机模拟的 数字化信息数据与现实环境无缝融合，具有实时显示 和信息叠加功能，突破了空间和时间的限制。 20 世纪 90 年代，美国麦道飞机公司提出了“大 图像”智能化全景座舱设计理念，之后美国空军研 究实验室又提出了超级全景座舱显示（ SPCD ）的概 念，充分调用飞行员的视觉、听觉和触觉，利用头 盔显示器或其他大屏幕显示器、交互语音控制系统、 AR/VR/ MR 系统、手 / 眼 / 头跟踪电子组件、飞行员 状态监测系统等，把飞行员置身于多维度的显示与 控制环境中。此外，在空间三维信息外加上预测信 息的时间维度功能也是未来座舱显示器的发展趋势 [3] 。 2020 年，英国宇航系统公司发布了一款第六代 战斗机的概念座舱，去除了驾驶舱中所有的控制操 作仪器，完全依靠头盔以 AR 形式将操作界面显示 出来。由上述分析可知，未来基于 XR 环境下的虚拟 增强型人机界面将成为飞机座舱人机交互的全新途 径之一。 在学术界，有关飞机座舱人机交互界面的研究也 取得了较为丰硕的成果，其中代表性研究成果见表 1 。
面向线状柔性物体的机器人操作研究进展与展望
此类任务同样可以先离线学习状态转移预测模 型再使用 MPC 计算控制输入 [28-29] ，或直接使用强 化学习方法 [68-69] ，但需要大量训练数据且泛化性较 差。在准静态的局部形变控制中，更常用的方法是 在线估计局部线性模型。该模型假设线状柔性体形 状变化速度与机器人末端运动速度在局部由一个雅 可比矩阵 JJJ 线性地联系起来，即 ˙ xxx ( t ) = JJJ ( t ) ˙ rrr ( t ) ，其 中 ˙ xxx 为柔性体形变速度， ˙ rrr 为机器人末端运动速度。 由于使用高频率的闭环反馈来补偿模型误差，因此 完成任务不需要非常精确的雅可比矩阵。 Berenson 等 [70-71] 提出了刚度衰减（ diminishing rigidity ）的概 念，即离抓取点越远的位置与抓取点之间呈现越弱 的刚性关系，并据此给出了雅可比矩阵的近似数学 表示。此外，常用的方法是根据实时操作数据在线 估计雅可比矩阵，即基于少量实际操作中实时收集 的局部运动数据 ˙ xxx 和 ˙ rrr ，使用 Broyden 更新规则 [72] 、 梯度下降法 [73] 、（加权）最小二乘法 [33-34,74] 或卡尔 曼滤波 [75] 等方法在线地对雅可比矩阵进行估计。 该模型的线性形式给在线估计提供了便利。然而， 雅可比矩阵的值与柔性体形状相关，因此在操作 过程中具有时变性，这使得在线更新结果具有滞 后性，即利用过往数据更新雅可比矩阵后，柔性体 已经移动至新的形状，而新形状对应的雅可比矩阵 与过往数据可能并不一致。同时，完整估计雅可比 矩阵的全部元素需要机器人在所有自由度上的运 动数据，这在实际操作过程中难以实现，为此一些 工作提出根据数据的奇异值进行选择性更新或加 权更新 [74] 。此外，此类方法需要雅可比矩阵的初 值，一般在操作前控制机器人沿所有自由度依次运 动，收集数据估计初始位置的雅可比矩阵。受上述 问题影响，在线估计方法往往仅适用于局部小形变 的定点控制，难以用于长距离大形变的轨迹跟踪。 Yu 等 [31] 提出 ˙ xxx = JJJ ( xxx , rrr ) ˙ rrr 的模型形式，其中 JJJ ( · ) 为 当前状态至雅可比矩阵的非线性映射，待估计参数 为时不变形式。基于该模型，该方法将离线学习与 在线更新无缝结合，实现了稳定、平滑的大变形控 制。 Yang 等 [76-77] 使用模态分析方法建立柔性体模
眼动界面操作飞机显示器
摘要：长期以来，眼球注视追踪器因其在航空领域的实用性而受到广泛研究。到目前为止，已经在飞行电子显示器和模拟条件下头戴式显示系统的注视控制界面方面进行了大量研究。在本文中，我们介绍了在实际飞行条件下眼球注视追踪器的使用情况及其在此类使用条件和照明下的故障模式的研究。我们表明，具有最先进精度的商用现货 (COTS) 眼球注视追踪器无法提供超出一定眼部照明水平的注视估计。我们还表明，眼球注视追踪器的有限可用跟踪范围限制了它们即使在飞行员自然操作行为期间也无法提供注视估计。此外，我们提出了三种开发眼球注视追踪器的方法，这些方法旨在使用网络摄像头代替红外照明，旨在在高照度条件下发挥作用。我们展示了使用 OpenFace 框架开发的智能追踪器，在室内和室外条件下的交互速度方面，它提供了与 COTS 眼动追踪器相当的结果。
湿度对大尺寸石墨烯片与水泥基复合材料之间界面 ...
揭示了G和C-S-H之间仅有范德华力，界面键合强度很弱，并且脱键性能很低。石墨烯的脱根能量随着界面水含量的增加而降低，表明水侵入会削弱G和C-S-H的结合效应，并减少石墨烯对C-S-H底物的难度。在纳米级湿度的影响下探索石墨烯对CSH的粘附行为对于理解基本的粘附机制，优化复合材料证明和促进相关学科的发展至关重要。
基于增强现实的双手机器人远程操作界面
摘要：双手机器人的远程操作正用于执行复杂的任务，例如医学手术。尽管技术取得了进步，但当前的界面对用户来说并不自然，他们花费大量时间来学习如何使用这些界面。为了缓解这个问题，本文提出了一种基于增强现实的新型远程操作双手机器人界面。所提出的界面对用户来说更自然，并减少了界面学习过程。本文详细介绍了所提出的界面，并使用两个工业机器人操纵器通过实验证明了其有效性。此外，还分析了使用操纵杆的经典远程操作界面的缺点和局限性，以突出所提出的基于增强现实的界面方法的优势。
基于分子动力学的氮化镓/石墨烯/ 金刚石界面热导研究*
设备，采用非平衡分子动力学方法来研究工作温度，界面大小，缺陷密度和缺陷类型对氮化碳/石墨烯/钻石异种结构的界面导热率的影响。此外，计算各种条件下的声子状态密度和声子参与率，以分析界面热传导机制。结果表明，界面热电导随温度升高而增加，突出了异质性固有的自我调节热量耗散能力。随着温度从100升的增加，单层石墨烯结构的界面热电导增加了2.1倍。这归因于随着温度升高的重叠因子的增加，从而增强了界面之间的声子耦合，从而导致界面导热率增加。此外，在研究中发现，增加氮化岩和石墨烯的层数会导致界面热电导量减少。当氮化壳层的数量从10增加到26时，界面的导热率降低了75％。随着层数增加而减小的重叠因子归因于接口之间的声子振动的匹配减少，从而导致较低的热传递效率。同样，当石墨烯层的数量从1增加到5时，界面热电导率降低了74％。石墨烯层的增加导致低频声子减少，从而降低了界面的导热率。此外，多层石墨烯可增强声子定位，加剧了界面导热的降低。发现引入四种类型的空缺缺陷会影响界面的导电电导。钻石碳原子缺陷导致其界面导热率增加，而镀凝剂，氮和石墨烯碳原子的缺陷导致其界面导热降低。随着缺陷浓度从0增加到10％，由于缺陷散射，钻石碳原子缺陷增加了界面热电导率，增加了40％，这增加了低频声子模式的数量，并扩大了界面热传递的通道，从而提高了界面热电导率。石墨烯中的缺陷加强了石墨烯声子定位的程度，因此导致界面导热率降低。胆汁和氮缺陷都加强了氮化炮的声子定位，阻碍了声子传输通道。此外，与氮缺陷相比，甘露缺陷会引起更严重的声子定位，因此导致界面的界面热电导率较低。这项研究提供了制造高度可靠的氮化炮设备以及广泛使用氮化壳异质结构的参考。