Special Topic:Artificial Intelligence on Fashion and Textiles

• 基于取向纤维基底和图案化双相金属层的高灵敏应变传感器（英文）

  刘璐;惠鹏先;刘飞;黄莉茜;蒋秋冉;

  为了提高液态金属基应变传感器的灵敏度，研究了一种高灵敏度、可拉伸的应变传感器，该传感器由取向的静电纺热塑性聚氨酯纤维基底和图案化双相金属传感层构成。以液态金属Galinstan为“岛”,固体金属银为“海”,构建了图案化双相金属传感层。银“海”可阻止连续的液态金属导电路径的形成，基于银导电区域的裂纹扩展机制，传感器的灵敏度显著提高。此外，纤维取向(水平或垂直)削弱了在受力时纤维的重新排列，增强了传感层的变形。结果表明，对于单一液态金属层或Ag层组成的传感器，基底纤维垂直取向与随机排列比较，灵敏度分别提高1.09倍和33.19倍。最终制成的基于垂直取向纤维基底和图案化双相金属层的应变传感器具有超高的灵敏度(灵敏度系数高达952.20)和宽传感范围(高达59.33%)。这种设计有望在可穿戴设备中显示良好的应用潜力。

  2024年01期 v.41 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1049K]
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• 基于ANSYS Workbench的无袖紧身传感服装设计（英文）

  白云峰;郑丽;丁浩;朱世根;

  为减小人体运动时搭载于紧身服装上的传感模块与人体皮肤间的滑移，采用数值模拟仿真的方法对服装进行了优化设计。首先，利用逆向工程软件Geomagic Studio,建立了人体上半身和无袖紧身服装实体模型；其次，根据紧身服装的款式及各区域皮肤变形范围，对无袖紧身服装进行了裁剪分片设计；最后，以跑步时人体的运动状态为例，利用ANSYS Workbench有限元分析平台，研究了当不同弹性面料组合成服装时传感模块装配点相对皮肤的位置变化。结果显示，当前片和后片选择弹性较好的面料、肩膀和侧边片选择弹性较差的面料时，传感模块与人体皮肤之间的滑移量较小。

  2024年01期 v.41 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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• 基于织物传感器所测肌肉厚度特征的肌肉疲劳监测（英文）

  王传岭;王玺;

  骨骼肌疲劳监测是康复医疗和运动科学等领域热点课题。然而受传感器的尺寸和价格所限，目前的肌肉疲劳监测技术不适用于运动场景。该研究基于织物应变传感器的穿戴式智能带测量人体上臂肱二头肌的厚度变化，以期辅助常规肌电图(electromyography, EMG)传感器监测肌肉疲劳。测试方案选用哑铃弯举动作，采用EMG过零率和EMG中位频率检验新提出的2个基于厚度的肌肉疲劳指标，即电阻中位频率和电阻所围面积。结果显示，EMG中位频率和电阻中位频率相关系数达0.781 5,P值为0.022 0;EMG过零率和电阻所围面积相关系数达0.874 7,P值为0.004 5。结果表明，基于厚度的肌肉疲劳指标与常用的基于EMG的疲劳指标显著相关。该研究验证了使用面向可穿戴的柔性传感器在运动中监测肌肉疲劳的可行性，显示出该类传感器在肌肉疲劳监测研究领域的广阔前景。

  2024年01期 v.41 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 499K]
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• 基于层次化多模态注意力机制循环神经网络的服装新品销售预测（英文）

  石闻达;杜劲松;李笛出乘;

  在新服装产品销售预测任务中，由于缺乏历史销售数据，通常需要充分利用其他模态的数据作为补充。然而，多模态服装数据通常具有冗余性和异构性。为解决这些问题，提出一种包括三个主要元素的层次化多模态注意力循环神经网络(hierarchical multi-modal attention based recurrent neural network, HMA-RNN)。层次化结构将高层语义信息与低层语义信息分离，以避免信息冗余。在模态融合阶段引入多模态注意力机制(multi-modal attention, MMA)以减轻固有的数据不对齐问题。采用共享注意力机制构建跨多模态数据的依赖关系。在Visuelle 2.0数据集上的试验结果表明，所提出的方法加权平均百分比误差(weighted average percentage error, WAPE)为72.07,平均绝对误差(mean absolute error, MAE)为0.80,明显优于现有的方法，表明了该研究所提出的方法的有效性。

  2024年01期 v.41 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K]
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• OFP-VTON:基于感受野模块的原有特征保持虚拟试衣网络（英文）

  王昭阳;陶然;卢海伦;

  基于计算机视觉的虚拟试衣(virtual try-on, VITON)技术是指将试穿服装按照模特图像特征进行扭曲并合成到模特图像中，以替换原有服装部分。当前的虚拟试衣技术主要存在两个问题：保留模特图像头部、下装和背景等原有特征不足；扭曲后的试穿服装与模特图像匹配度不高。针对这两个问题，提出一种原有特征保持虚拟试衣网络(original feature preserving virtual try-on network, OFP-VTON),由语义分割图生成、试穿服装扭曲和试穿图像合成三部分组成。在试穿服装扭曲阶段通过使网络学习模特图像中所穿服装的扭曲映射，以更好地约束试穿服装扭曲；在试穿图像合成阶段提取并保留模特图像原有特征，并引入感受野模块(receptive field block, RFB)以尽可能保留试穿服装特征。在公开的VITON数据集上的定性与定量实验表明，OFP-VTON能更好地保留原有特征，扭曲后的试穿服装与模特图像匹配度高。

  2024年01期 v.41 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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Textile Processing and Application

• 多层蜂窝孔状填充机织物结构设计及其抗冲击性（英文）

  王斯琦;葛兰;薛文良;樊平;郁丽;

  提出了一种新的多层蜂窝孔状填充机织物的结构设计方法，并研究了填充的织物支撑载体在多层蜂窝孔状机织物上的相关抗冲击性能。从织造工艺角度分析了参与织造的织物支撑载体内填充的纱线纤度、支撑载体表层结构和多层织物表层结构这3个因素对织物的抗冲击性能的影响，并根据正交试验方案对每个因素确定了3个水平设计并织造出9种不同的织物。讨论了上述因素对织物的传递力峰值的影响。结果表明，支撑载体表层结构对织物的传递力峰值有显著影响。上述因素组合的最佳织造参数为绳状芯材纤度(22.22 tex)>多层织物表层结构(经纬交织比2/2)>绳状芯材表层结构(经纬交织比3/1)。

  2024年01期 v.41 37-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1039K]
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Eco-Friendly Technology

• 高效絮凝菌EbZL-1的筛选鉴定及采收微藻效果评价（英文）

  赵佳宇;吕梁彧;韩小玥;闫宇飞;丁范;关心;张云龙;

  从东华大学镜月湖底淤泥样本中筛选到一株高效絮凝菌，采用16S rDNA测序和菌种鉴定试剂盒确定该菌株属于肠杆菌属(Enterobacter),命名为EbZL-1。以高岭土悬液为待絮凝标准液，通过单因素试验和响应面法探究絮凝菌EbZL-1在不同影响因素下的絮凝能力。研究结果表明：以11.69 g/L葡萄糖为碳源，1.04 g/L硝酸铵为氮源，培养基pH=7.8,摇床转速为160 r/min,菌株接种量为45μL(1.2×10~5 CFU/mL),培养12 h, EbZL-1达到对数生长期；Ca~(2+)作助凝剂，高岭土悬液pH=7.0时，10 min内EbZL-1絮凝率可达96.6%,优于商用絮凝剂聚合氯化铝(120 min, 95.0%)。进一步探究菌株絮凝机制，结果表明EbZL-1通过菌体自身紧密吸附待絮凝物实现大颗粒快速沉降。利用EbZL-1沉降小球藻，5 min内其絮凝率高于95%,油镜观察絮凝后小球藻，其胞体未受损。与现有絮凝菌比较，EbZL-1在广泛的pH范围(pH=5～10)内，均可快速沉降微藻，在微藻采收工艺中具有应用前景。EbZL-1絮凝菌不仅有望提升微藻采收效率，且在污水处理等方面也有应用价值，值得进一步开发。

  2024年01期 v.41 46-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1027K]
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• 可见光催化烯烃的三组分串联三氟甲基化/偕二氟烯丙基化（英文）

  袁汶雯;黄焰根;孟卫东;

  描述了一种高效的可见光诱导富电子烯烃的三氟甲基化/偕二氟烯丙基化三组分串联反应。三氟甲基(—CF_3)自由基由市售的三氟甲磺酸钠(CF_3SO_2Na)生成，依次与富电子烯烃和α-三氟甲基烯烃相匹配，最后通过β-F消除得到多氟烯烃。该方法的优点是反应条件温和，官能团耐受性好，底物范围广，反应效率高，为药物和天然产物衍生物的后期改性提供了更多可能。

  2024年01期 v.41 57-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K]
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• 短脉冲激光加工微结构及其成型技术研究（英文）

  虞宙;崔金晔;胡俊;姜振华;

  短脉冲激光具有高精度、非接触和高可控性等优点，可以针对各种材料进行表面精细加工。如在医用钛合金表面加工出不同形貌、尺寸的微结构，能够有效地改善植入物表面生物活性。利用短脉冲激光在材料加工上的优势，开展了纳秒激光脉冲烧蚀试验，探究纳秒激光与钛合金间的相互作用。阐明钛合金表面火山坑微结构的形成机理，并开展多脉冲激光参数试验，研究激光参数对微结构成型的影响，建立参数与特征尺寸间的映射关系。该研究可以获得具有特定尺寸、高加工质量的微结构，有助于短脉冲激光微加工技术的应用，具有良好的学术和工程意义。

  2024年01期 v.41 72-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K]
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Intelligent Detection and Control

• 真空预载型多孔质空气静压轴承的静动态特性分析（英文）

  闫如忠;张银宝;

  为进一步提高轴承刚度，将真空预加载技术与多孔质空气静压轴承相结合，使轴承在没有额外预加载导轨的情况下获得双向刚度。探讨工作条件和结构参数对真空预载型多孔质空气静压轴承性能的影响，基于计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对其静动态特性进行了数值分析。深入研究了供气压力、真空度、渗透率、真空抽气口直径、扰动幅度和扰动频率等因素对轴承性能的影响。结果表明，相比于一般多孔质空气静压轴承，真空预载型多孔质空气静压轴承的刚度提高了22.34%;工作条件和结构参数对其静态和动态特性有显著影响。该研究结果对高刚度空气静压轴承的性能研究和优化设计具有一定的指导意义。

  2024年01期 v.41 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K]
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• 去中心化移动群智感知系统中可靠和高效的数据交易（英文）

  许林;俞思佳;冯珍妮;尹枫;

  移动群智感知(mobile crowd sensing, MCS)系统提供了充分利用人群智慧的机会，具有部署成本低、空间覆盖范围广等优点。由于中央服务器可能存在的故障或风险问题，该研究以分散的方式构建具有不可信参与者的高效MCS系统。基于分布式拍卖过程和区块链系统，提出一种高效实用的去中心化MCS系统。该方法通过一个中立、公开和可信的平台，实现了满足个人理性和保护个人隐私的最优社会利益。理论分析和数值实验均证实该方法的有效性。

  2024年01期 v.41 89-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K]
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• 三相鼠笼异步电动机无传感器转速检测技术及其适应性（英文）

  陈佳炜;郑激;孔建会;陈家新;

  针对三相鼠笼异步电机无位置传感器快速傅立叶变换(fast Fourier transformation, FFT)测速方法需要预先知道转子槽数，且测试精度易受噪声干扰和采集时长等因素的影响，提出一种基于奇异值分解-Prony(singular value decomposition-Prony, SVD-Prony)算法的无位置传感器高精度转速测量技术。运用电机学相关理论，研究转子槽谐波测速机理，并给出整数倍率转子槽数的计算方法。在分析并明确定子电流噪声影响和FFT法存在检测精度受采样时长限制等问题的基础上，研究基于奇异值增长率的SVD滤波方法和用于辨识转子槽谐波的Prony算法，并以Y160M-4型电机为研究对象，在不同运行状态下对该技术的适应性进行分析。在此基础上，构建相关物理测试平台，对YE90S-2型电机进行实测。结果表明，在相同采集情况下，所提方法测试绝对误差仅为FFT测速方法的几分之一，检测精度大幅提高。

  2024年01期 v.41 102-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
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