大口径人工血管虽已应用于大血管重症疾病，但仍存在术后血栓形成、再狭窄等并发症，开发生物相容性优良的人工血管仍具挑战性。从人工血管主体材料发展历程、商用人工血管材料、新型人工血管材料3方面综述大口径人工血管主体材料的变迁。简要介绍人工血管生物相容性的提升策略(改变材料表面形貌或纤维集合体的拓扑结构；材料表面引入生物活性物质),从材料表面引入生物活性物质的角度出发，总结白蛋白、明胶和胶原蛋白涂层提升人工血管生物相容性的机制；讨论涂层人工血管生物相容性、血液渗透性、顺应性对临床使用效果的影响。最后对人工血管的性能和功能提出展望，指出人工血管涂层技术和涂层物质未来将继续聚焦生物工程、抗凝涂层、新材料和细胞外基质等方面，以改善临床使用效果。

为了获得新型好氧反硝化微生物，从上海市松江区污水处理厂采集活性污泥，筛选到一株具有高效好氧反硝化能力的菌株，经16S rDNA基因鉴定确定该菌株为克雷伯菌，并命名为Klebsiella HJ-10。通过设置多因素(pH、温度、碳源、碳氮比值)试验，系统研究该菌株在不同条件下的脱氮特性和反硝化能力。结果表明，菌株在最佳条件(pH=7.0;温度30℃;碳源为丁二酸钠；碳氮比值为10)下对初始质量浓度为50.92 mg/L的硝酸盐氮(硝酸钾作为单一氮源)的去除率达93.62%。菌株HJ-10可有效去除硝氮，在处理废水方面具有较大的应用前景。

针对密集仓储系统中多台四向车作业时行进路径存在潜在交叉重叠，从而可能发生碰撞的问题，提出一种基于实时路况信息的交通调度方法。建立以“等”“绕”“躲”调度策略为主的调度框架，设计交通调度算法，实时扫描路况信息，识别两车之间交通冲突依赖关系并根据调度策略进行调整；构建多台四向车冲突有向图模型以表征多台四向车的交通冲突关系，基于冲突有向图实时控制四向车启动或停止，从而实现实时避碰。随机任务试验结果表明，多台四向车同时作业时均能实现实时避碰。所提的交通调度方法能有效解决多台四向车之间的交通冲突问题，为实现安全高效的自动化仓储提供一定的技术基础。

神经导管在临床应用中存在单一材料力学性能不足、单一空管与神经结构不匹配、合成材料生物相容性差等问题，研发力学性能优良且具有仿生结构的神经导管成为新的发展方向。以水性聚氨酯（WPU）和丝素蛋白（SF）为原料，利用湿法纺丝和定向冷冻工艺构筑具有“内芯外鞘”结构的人工神经导管（A-NGC）,并对其力学性能、微观结构、亲疏水性、细胞相容性等进行系统表征。结果表明：A-NGC具有明显的“芯鞘”结构，“外鞘”拉伸强度和韧性分别为（46.5±5.01）MPa和（116.4±13.69）MJ/m³,“内芯”以取向多孔片状结构规整排列，内外呈现差异化亲疏水界面（p<0.001）,细胞相容性优异。大鼠步态分析结果证明A-NGC组的坐骨神经功能指数接近自体神经移植。研究可为开发新型仿生结构人工神经导管产品提供理论依据以及实践参考。

针对传统环氧树脂原料高度依赖石油资源和固化后难以回收利用的问题，开发一种生物基可回收环氧树脂。以白藜芦醇和琥珀酸酐为原料，基于两者间的酯化反应，在不添加溶剂的情况下，通过一步反应法制备一种生物基多元羧酸环氧树脂固化剂(CFR),并用CFR固化双酚F型环氧树脂。使用CFR固化的环氧树脂在室温下具有与商品化树脂相当的拉伸强度(79 MPa),玻璃化转变温度为101℃。由于酯键能在加热条件下进行可逆交换，CFR固化的环氧树脂可通过热压进行重塑成型，再次成型后环氧树脂的拉伸强度保持率可达99.2%。室温下，用CFR固化的环氧树脂35 min内可在NaOH水溶液(1 mol/L)中完全降解。固化后的环氧树脂在多种常规有机溶剂中表现出优良的耐溶剂性。

碳纤维展宽质量是影响预浸料质量的一个关键因素，人工检测存在误差大、效率低等问题。为提高碳纤维展宽质量的检测效率和准确度，提出基于邻域去噪及图像差分的碳纤维丝束展宽表面缺陷检测方法。针对碳纤维丝束表面光照不均导致的缺陷细节表征问题，采用一种筛选邻域孤点填充的降噪方法。该方法通过筛选出可适应大小的邻域孤点后进行背景填充，实现图像降噪，并将待检测图像与滤波处理后的背景图像进行差分运算，以提取缺陷区域。通过搭建的碳纤维丝束展宽表面缺陷检测系统进行实验，结果表明，该方法可对大丝束碳纤维展宽后表面劈裂、明缝、起毛等缺陷进行较为准确的检测，缺陷准确检出率为96.9%,满足工程实际生产需要。

针对复合材料天线罩结构优化可靠性低的问题，提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以复合材料天线罩为研究对象，基于有限元法和多尺度仿真建立弹性性能预测模型和天线罩宏观有限元模型，通过等效传输线理论对天线罩电性能进行分析，获取符合电性能指标的铺层厚度区间。由于材料结构和设计变量受不确定性因素的影响，结合Kriging模型、SORA算法和蒙特卡洛仿真法，实现复合材料天线罩的多尺度可靠性优化设计。结果表明：优化后的天线罩在满足透波率和可靠性要求的同时，达到了45.15%的轻量化效果，可为复合材料机身零部件的可靠性优化设计提供指导。

利用发射光谱结合碰撞辐射模型(OES-CRM),探究大气压双频(2.00 MHz、13.56 MHz)等离子体的放电特性。使用CCD相机结合带通滤波片拍摄特定波长(694.3 nm、750.0 nm)谱线强度的二维图像，通过碰撞辐射模型计算等离子体电子密度和电子温度的轴向分布和二维空间分布。试验中，分别改变低频电源和高频电源的功率，探究高频分量和低频分量对放电的影响。结果表明：随着高频功率的增加，电子密度明显增加，且体区两端靠近鞘层处变化更明显，而电子温度略有升高；增加低频分量时，放电强度降低，等离子体的电子密度和电子温度均略有降低，等离子体鞘层明显向体区扩张。总体上，高频分量主要影响电子温度和电子密度的量，而低频分量主要影响电子温度和电子密度的空间分布。可见大气压双频放电能独立调控等离子体的参数值和空间分布，具有重要研究意义。

基于深度学习的虚拟试衣模型难以直接应用于从开放场景中获取的带有扭曲的非规范化服装图像，提出一种面向开放场景虚拟试衣的服装图像规范化复原网络，对带有扭曲的服装图像进行规范化复原，弥补非规范化服装图像与现有虚拟试衣模型之间的适配鸿沟。所提出的服装图像规范化复原网络以U-Net为骨干，以图到图的形式生成规范化复原图像。在U-Net的跳跃连接中设计了服装特征图扭曲模块和软门控单元，分别实现了特征对齐和区域筛选，有利于提高规范化复原图像的视觉质量。在规范化复原和虚拟试衣两个方面验证了所提模型的有效性。试验结果表明，所提模型的定量指标SSIM(structural similarity index measure)、PSNR(peak signal-to-noise ratio)、LPIPS(learned perceptual image patch similarity)分别达0.771、22.413、0.213,并在规范化复原图像中较好地保留了服装的图案及纹理，能够满足开放场景的虚拟试衣需求。

针对偶氮染料厌氧降解效率低下的问题，利用升流式厌氧污泥床反应器研究投加磁性生物质炭对反应器运行效果的影响。进一步考察铁碳材料对微生物胞外电子传递的强化作用以及这种强化如何促进偶氮染料降解的机制。研究结果表明，在充足的外加碳源条件下，投加磁性生物质炭可使厌氧污泥降解偶氮染料的效率提升至97.1%,较空白组提升了23%～37%,同时，甲烷产量较空白组降低6%～16%,这一变化归因于磁性生物质炭诱导有效电子供体(电活性菌氧化胞内有机物产生的电子)为更多的染料所利用。因此，磁性生物质炭优化了厌氧生物处理的电子传递路径，促进了偶氮染料的降解。投加磁性生物质炭的厌氧反应器中，富集了大量电活性菌，主要包括变形菌门(Proteobacteria)和具有染料降解能力的隐杆菌门＿vadinHA17(Bacteroidetes＿vadinHA17);同时，在该反应器中，嗜氢型产甲烷菌相较嗜乙酸型产甲烷菌更具优势。

由立柱、斜横撑等钢结构件组合而成的立柱片的剪切刚度对高层工业货架侧向抗震性能至关重要。由于结构件的特殊性以及连接方式的多样性，目前使用通用的解析计算模型描述立柱片的剪切行为还比较困难。为此，以Z型立柱片为例提出了一种可解释的立柱片剪切刚度预测模型。通过基于性能试验的有限元仿真获取了不同立柱片结构的剪切刚度数据，并基于XGBoost算法建立立柱片剪切刚度可解释预测模型。与神经网络等其他机器学习算法相比，该预测模型分析与有限元数值计算结果接近且便于理解。以此为基础，采用SHAP(SHapley addictive explanation)方法以可视化的方式对Z型立柱片剪切行为进行人工认知。结果显示，提高剪切性能的关键在于立柱和斜横撑截面的设计以及斜横撑结构配置模式；而不同结构配置模式下，可以采用针对性的设计方法对立柱片剪切性能进行改进。

针对晶圆炉管区加工过程中晶圆动态到达、不同工艺类型晶圆不相容和设备预测性维护等问题，以最小化最大完工时间和总拖期为目标，考虑炉管区组批、设备维护选择和批次排序，构建炉管区设备维护-调度联合优化的数学模型。提出基于多目标近端策略优化(MPPO)强化学习的实时调度优化方法。设计组批智能体，根据动态到达的晶圆信息，实现相同工艺类型晶圆的组批；设计设备智能体，根据设备的预维护区间，提出一种预维护区间维护调度联合优化策略，依据该优化策略维护设备并确定维护开始时间；设计排序智能体，根据批次的紧急程度和晶圆不同层尽量在同一设备加工的约束，进行批次排序加工决策。引入长短期记忆网络(LSTM)对炉管区调度信息进行记忆和预测，排序智能体进行排序时，读取组批和设备智能体的决策，并将晶圆加工结束时间反馈给组批和设备智能体，实现智能体之间的交互。根据企业实际生产情况进行案例设计，并与其他算法进行比较，验证了所提MPPO算法的有效性，其具有良好的综合调度性能。

糖尿病溃疡是临床常见的慢性难愈创面，以炎症失调为主要病理生理特征。当前，针对糖尿病溃疡创面的研究多关注后期抗炎治疗，较少研究早期炎症响应对糖尿病创面愈合的影响。针对上述问题，以胶原和氧化透明质酸为基质构建仿生皮肤结构的双层水凝胶。该双层水凝胶的下层具有疏松孔结构，用于负载和快速释放神经肽P物质(SP);上层具有较致密的孔结构，用于负载和控制释放白细胞介素10(IL-10)。通过顺序释放SP和IL-10,以期达到调控创面炎症反应并促进慢性伤口愈合的目的。研究表明，负载SP和IL-10的双层水凝胶在炎症早期显著提高中性粒细胞在伤口处的浸润数量，并在损伤后第6 d促进M1型巨噬细胞向M2型转化，从而启动炎症消退和组织修复过程，最终实现创面愈合。

为精准评估取石网篮在体内取石时的扭转传递性能，模拟其在人体屈曲腔道内的取石效能，设计并研制了专门的扭转传递性能测试装置。测试过程中，为确保结果准确性，通过试验优选20圈、转速为50 r/min的参数和重型夹具进行试验，并结合三种弯曲通路，对取石网篮扭转传递性能进行体外模拟和定量测试。测试结果表明：当取石网篮扭转速度从50 r/min提高到100 r/min时，扭矩下降了37.6%;使用重型夹具进行测试时，扭转角传递系数的测试结果更加稳定。对比1 145 mm和650 mm长度的取石网篮，前者在的扭矩与扭转角传递系数上分别降低15%和10%。360°弯曲通路下的扭矩和扭转角传递系数相较于伸直状态分别降低38%和14%。该测试装置能精确测量和表征取石网篮在不同条件下的扭转传递性能，可为网篮产品的进一步研发和临床应用提供定量化评价参考。

针对表面缺陷检测复杂烦琐的特征提取过程和基于人工免疫理论的细胞分裂过程产生无用空细胞，影响数据分类的问题，提出一种基于尺度自适应细胞分裂的芯片表面缺陷检测方法。基于VGG19预训练模型对芯片表面缺陷进行特征提取，采用尺度自适应细胞分裂分类方法(SA-CDCM)对芯片进行表面缺陷检测。SA-CDCM算法分裂过程无空细胞产生，实现了细胞分裂尺度自适应，能够以较少的检测器进行缺陷检测。在MPU6050芯片表面缺陷检测试验中，对比针对数据分类的克隆选择算法和否定选择算法。结果表明，同等条件下SA-CDCM实现了100%的缺陷检测准确率，能够对MPU6050芯片进行有效缺陷检测。

针对三维服装建模技术存在的难操作、硬件要求高、质量和稳健性不佳等问题，提出一种改进的基于神经辐射场(NeRF)的快速三维服装建模技术。以简单的服装多视角图为输入，采用增量式运动恢复技术求取多视角图像的位姿，将服装图像与位姿信息送入改进的NeRF模型进行加速训练后，得到高质量的服装三维模型。为提高三维建模速度，采用体素网格显式地表示NeRF,从而缩短原始NeRF所需的训练时间，并通过三线性插值、从粗到细的网格优化技巧优化训练过程。基于标准3D服装建模数据集的试验结果显示，改进NeRF技术的建模效果良好，训练22 min后峰值信噪比(PSNR)可达30左右，可以满足不同种类服装的建模要求，相比原始NeRF建模具有一定的优势。

在小样本图像分类中，由于样本数量有限，神经网络难以进行充分训练，同时仅使用单一的判别方法容易产生相似性偏差，分类准确率较低。针对上述问题，提出一种多模态和度量学习相结合的小样本图像分类模型。使用卷积神经网络提取查询集和支持集图像的特征，通过度量模块判断图像与图像间的相似度；通过多模态模块对已知类别图像的文本信息与查询图像进行跨模态对比，从而计算查询图像与每个类别文本信息的相似度；最后结合两种相似度，基于多模态信息得出最终预测结果。在MiniImagenet和CUB-200-2011两个数据集上进行小样本分类试验，同时与6种先进的小样本分类模型进行对比，结果显示，所提模型的分类准确率优于其他模型。试验结果证实了所提模型的有效性。

以2-甲基咪唑和1,6-己二醇（或甘油）制备的反应性低共熔溶剂MI-H（或MI-G）为咪唑源相，采用界面合成法得到不同尺寸的ZIF-67材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、自动比表面积和孔隙度分析仪等对合成得到的ZIF-67的结构和性能进行表征。结果表明，以MI-H或MI-G为咪唑源相时，合成的ZIF-67-H和ZIF-67-G的尺寸分别为250和2 000 nm;比表面积分别为1 751和1 756 m²/g,均高于大多数文献报道的ZIF-67的比表面积。ZIF-67-H和ZIF-67-G对甲基橙（MO）染料的吸附结果表明，ZIF-67-H对MO的最大吸附容量可达300.36 mg/g,高于ZIF-67-G的190.50 mg/g。ZIF-67-H和ZIF-67-G对MO的等温吸附过程为Langmuir吸附，吸附动力学为准二级动力学吸附。该研究为控制合成不同尺寸的高比表面积MOF材料提供了一种新方法。

针对一阶可靠性方法在处理非线性极限状态函数时精度不足，以及Breitung方法在随机变量维度较高时计算效率低的问题，提出融合Kriging模型与Breitung方法的可靠性分析策略。采用一阶可靠性方法求解极限状态函数的最大可能失效点，并基于迭代过程中产生的样本点训练Kriging模型。通过Breitung方法计算Kriging模型在最大可能失效点各方向上的曲率，并据此构建近似抛物面。为避免Breitung方法概率公式中的奇异解问题，引入鞍点近似来计算近似抛物面的失效概率。通过3个数值算例和一个复合材料压力容器的工程实例对比一阶可靠性方法、Breitung方法以及融合Kriging与Breitung的可靠性分析方法的效率与精度。结果显示，融合Kriging与Breitung的可靠性分析方法不仅提高了计算效率，并且求解过程稳定，具有较高的求解精度。

为进一步减轻碳纤维复合材料(CFRP)和球墨铸铁(QT)混合结构机械臂的质量，提出基于拓扑优化和正交分析的混合结构机械臂关节法兰轻量化设计方法。创建六自由度工业机器人动力学模型，分析并求解机器人负载50 kg运动过程中关节所受载荷，并将最大载荷作为有限元分析的输入载荷。基于分析结果，对混合结构机械臂关节法兰进行拓扑优化，并结合加工工艺和正交分析试验，得到最优关节法兰模型。仿真和试验结果表明，当混合结构机械臂关节法兰周向开槽对数为3、轴向开槽个数为2、开槽为40°圆心角时，关节法兰质量、混合结构机械臂最大变形和最大应力相比优化前减少8.95%、2.46%和3.34%,满足机器人的运动性能要求。

堆料机是现代纺织、化工、矿山、物流等行业的常用输送设备，其堆垛能力是大型堆料机的一项关键指标。为满足新型移动伸缩堆料机900 t/h的高输送能力并解决堆垛过程中物料连续性差、出现堆积与掉落等问题，基于EDEM(event driven execution manager)离散元仿真技术对设计的输送系统进行计算与分析。利用经验公式对输送系统的通过能力进行理论评估；借助EDEM软件设计典型物料形状与颗粒工厂，实现输送系统离散元模型的构建，分析当前系统的物料输送与堆积状态；重点研究输送系统输送速度与托辊槽角对物料断层及堆料能力的影响规律，确定新型堆料机输送系统的最佳工况，这为优化配置输送系统结构及合理确定最佳运行工况提供理论指导。

Fibersim是全球领先的复合材料设计软件，可为复合材料产品开发提供有效的分析结果，指导实际生产设计。采用平面拉伸法对平纹和斜纹碳纤维/环氧树脂预浸料的形变参数(极限角度(limit angle))进行表征，在此基础上，利用Fibersim软件对半球壳制件的铺层方案进行优化和实际验证。结果发现平面拉伸评价方案仅适用于平纹预浸料。提出斜纹预浸料形变参数的新定义，并验证了其有效性和合理性，得到的平纹织物预浸料的极限角度为19.30°、斜纹织物预浸料的极限角度为51.90°。此外，通过Fibersim仿真和实际铺覆验证实现了平纹和斜纹预浸料对球壳曲面的无褶皱铺覆，同时还制备了具有剪口和褶皱结构的样条并进行了性能测试，证明由Fibersim得到的预浸料剪口优化方案不仅能够优化制件外观，而且能够提高制件的力学性能。

聚酯膜的光学性能取决于其化学组成以及在特定工艺条件下形成的结晶、取向结构，拉伸过程中聚酯结晶、取向结构演化的相关研究，对高品质聚酯光学膜的生产具有重要意义。将一束强度随时间交变的激光源分为参考光、直射测量光、斜射测量光三路，利用测量光通过介质时的光学延迟能够通过测量光和参考光的强度-时间曲线的相位差来反映的原理，组建可在线测量介质折射率椭球变化的装置，在此基础上，对改性共聚酯膜单轴拉伸过程中的应力-光学行为进行研究，考察分子链刚性对聚酯分子应力诱导取向效应的影响。结果显示，分子刚性较大的共聚酯对单轴拉伸载荷的响应更为敏感，能够更快地在拉伸方向形成较高的取向，但分子刚性较大的共聚酯垂直于载荷方向的取向调整能力变弱。

为了提高服饰图像的智能分类效率和分类准确性，提出一种基于EfficientNet模型改进的服饰分类模型。该模型基于卷积神经网络构建，将EfficientNet-B0模型和EfficientNet-B1模型与SE模块相结合，对卷积神经网络的结构和激活函数进行改进，以提升其特征提取和表达能力。结果显示，改进后的模型不会引入大量参数，且改进后整体上模型在服饰数据集UT-zappos50K和Fashion-MNIST数据集上的分类准确率相较于VGG16、Swin Transformer等经典卷积神经网络模型最多提高了2.65%。这表明该改进方式能够有效提高服饰图像分类模型的性能。

为了解决普通原纸因表面粗糙、缺乏保湿功效导致使用后易引起皮肤损伤、干燥等问题，采用静电纺丝技术将透明质酸（HA）与聚乙烯醇（PVA）的混合溶液制备成PVA/HA串珠纤维膜，探究纺丝参数对纤维形貌的影响。使用原纸作为接收基材与PVA/HA串珠纤维复合，测试HA迁移率与保湿性能。结果表明：当PVA质量分数为5%,PVA与HA质量比为5∶3,辊筒转速为150 r/min,电压为18 kV,给液速率为0.5 mL/h,接收距离为15 cm时，获得的串珠纤维复合纸表面的纤维膜最光滑致密，且无明显疵点。纤维膜具有良好的浸润性，接触角为48°,遇水9 s内即完全溶解。串珠纤维复合纸的HA迁移率在PVA与HA质量比为5∶3、纤维面密度为1.5 g/m²时最高。此时，其保湿性能也达到最高水平，相比仅用水润湿的对照组（含水量64%）,在皮肤上贴敷复合纸1 min后，皮肤含水量从14%提升到79%。