發(fā)布時(shí)間：2023-04-06 18:40:24
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
(一)一般資料。選取2012年12月至2013年12月我院接收的手術(shù)室護(hù)理實(shí)習(xí)生78例，按數(shù)字法隨機(jī)分為觀察組與對(duì)照組各39例，其中觀察組男5例，女34例，年齡19-23歲，平均年齡(21±1．4)歲，本科學(xué)歷13例，大專(zhuān)學(xué)歷19例，中專(zhuān)學(xué)歷7例;對(duì)照組男4例，女35例，年齡18-24歲，平均年齡(22±2．0)歲，本科學(xué)歷11例，大專(zhuān)學(xué)歷20例，中專(zhuān)學(xué)歷8例。兩組護(hù)生在性別、年齡及學(xué)歷等方面無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0．05)，具有可比性。
(二)方法。兩組護(hù)生均采取臨床教學(xué)方式，其中對(duì)照組給予常規(guī)臨床教學(xué)方式，觀察組給予互動(dòng)溝通教學(xué)模式，具體措施為護(hù)生在進(jìn)入手術(shù)室之前，通過(guò)與帶教老師互相介紹自身性格特點(diǎn)，增進(jìn)與帶教老師的了解，培養(yǎng)護(hù)生的愛(ài)崗敬業(yè)精神，使其充分了解到工作的意義，發(fā)揮其主動(dòng)性與積極性;帶教老師積極介紹科室相關(guān)的規(guī)章制度，熟悉手術(shù)室的基本布局，減輕其陌生感，使其以最快的速度適應(yīng)手術(shù)室環(huán)境;盡量做到“一對(duì)一”帶教，根據(jù)護(hù)生的特點(diǎn)合理安排教學(xué)任務(wù)，過(guò)程中動(dòng)態(tài)評(píng)估護(hù)生的手術(shù)室專(zhuān)科知識(shí)的掌握情況，對(duì)護(hù)生的意見(jiàn)與建議要定時(shí)反饋;帶教老師要關(guān)心護(hù)生的心理狀態(tài)，了解其學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的困難，并及時(shí)給予幫助。
(三)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。帶教老師根據(jù)學(xué)生的日常表現(xiàn)、理論知識(shí)、操作技能、管理能力等評(píng)估護(hù)生的出科學(xué)習(xí)成績(jī)，并按照上述四項(xiàng)指標(biāo)評(píng)估護(hù)生對(duì)自身學(xué)習(xí)的滿(mǎn)意度，評(píng)分≥90分為非常滿(mǎn)意，70-89分為基本滿(mǎn)意，＜70分為不滿(mǎn)意。
(四)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用SPSS17．0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料采用2檢驗(yàn)，計(jì)量資料采用(x±s)來(lái)表示，組間比較應(yīng)用配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0．05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
二、結(jié)果
(一)兩組護(hù)生理論及操作考核成績(jī)比較。通過(guò)比較分析，觀察組的理論、操作考核成績(jī)優(yōu)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05)
(二)兩組護(hù)生對(duì)自身學(xué)習(xí)情況的滿(mǎn)意度分析。通過(guò)采取互動(dòng)溝通教學(xué)模式，觀察組對(duì)自身學(xué)習(xí)情況的滿(mǎn)意度高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05)
三、討論
互動(dòng)溝通帶教模式即是師生互動(dòng)、護(hù)生互動(dòng)，帶教老師指導(dǎo)護(hù)生進(jìn)行積極有效的溝通交流，共同創(chuàng)造一個(gè)互動(dòng)和諧的帶教氛圍。常規(guī)的帶教方式重點(diǎn)主要集中在對(duì)護(hù)生的知識(shí)及技能的培養(yǎng)上，提倡循序漸進(jìn)的帶教方式，忽略調(diào)動(dòng)護(hù)生的主動(dòng)性，使其在工作時(shí)缺乏合作意識(shí)。互動(dòng)溝通的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)護(hù)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，以護(hù)生為中心，根據(jù)每個(gè)護(hù)生的具體特點(diǎn)，進(jìn)行因材施教，并及時(shí)對(duì)護(hù)生所掌握的理論與實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行反饋，動(dòng)態(tài)評(píng)估每一階段的學(xué)習(xí)效果，從而提高了護(hù)生的整體素質(zhì)與業(yè)務(wù)水平?；?dòng)溝通教學(xué)模式主要是通過(guò)以下幾點(diǎn)增強(qiáng)護(hù)生的學(xué)習(xí)效率，首先要營(yíng)造一個(gè)和諧輕松的學(xué)習(xí)氛圍，減輕護(hù)生對(duì)手術(shù)室的恐懼感，帶教老師以熱情、友善的態(tài)度向護(hù)生介紹環(huán)境及規(guī)章制度，讓護(hù)生的心理有一個(gè)適應(yīng)的過(guò)程，再介紹本科室的護(hù)士長(zhǎng)及其他帶教老師;其次即要定時(shí)安排師生座談會(huì)，通過(guò)護(hù)生與帶教老師相互提出問(wèn)題、討論問(wèn)題并解決問(wèn)題，為護(hù)生提供一個(gè)主動(dòng)表現(xiàn)自己的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)其與他人的合作性;再次要鼓勵(lì)護(hù)生之間相互學(xué)習(xí)、相互補(bǔ)充、相互幫助，對(duì)各自的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)及學(xué)習(xí)成果與大家共同分享，增加護(hù)生的學(xué)習(xí)興趣;最后要著重培養(yǎng)護(hù)生的人際溝通能力，在給患者做術(shù)前訪視及術(shù)后隨訪時(shí)，注意言辭，要求護(hù)生所用語(yǔ)言通俗易懂并實(shí)事求是，在了解患者需求的同時(shí)保護(hù)患者的隱私，為護(hù)生在以后臨床工作積累經(jīng)驗(yàn)。
四、總結(jié)
中科院上海天文臺(tái)研究員、博士生導(dǎo)師，星系動(dòng)力學(xué)團(tuán)組首席，中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者沈俊太就志在解開(kāi)謎團(tuán)，努力帶給更多人對(duì)宇宙的神秘向往，吸引越來(lái)越多的星空探秘人不斷探索未知領(lǐng)域?？蒲心_步繞地球一圈，回到祖國(guó)后的沈俊太，喜人成績(jī)接踵而來(lái)，而他卻總是說(shuō)，需要繼續(xù)努力才能不斷前進(jìn)。走近宇宙
自幼成長(zhǎng)于普通農(nóng)村家庭的沈俊太，盡管當(dāng)時(shí)的教育條件非常落后，但他依然以?xún)?yōu)異的成績(jī)考取了山西省重點(diǎn)中學(xué)臨汾一中，并在那里逐漸對(duì)物理科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。高考那年，他以?xún)?yōu)異的成績(jī)考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)。在大學(xué)校園濃厚的科研氛圍中，沈俊太不僅增長(zhǎng)了知識(shí)，也開(kāi)闊了自己的視野。
本科畢業(yè)后，沈俊太踏上了東行的航班，飛抵大西洋彼岸的美國(guó)。此后，他的學(xué)術(shù)之路便越走越遠(yuǎn)，而身后留下的是一串星光熠熠的印記。1999年，他在美國(guó)西北大學(xué)物理與天文系獲得碩士學(xué)位；2005年，在美國(guó)羅格斯大學(xué)獲得天體物理博士學(xué)位。值得一提的是，沈俊太的博士論文榮獲2006年度羅格斯大學(xué)Richard J.Piano博士論文獎(jiǎng)。同年，29歲的沈俊太作為Harlan Smith冠名博士后，開(kāi)始了在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科研工作。無(wú)論是“博士論文獎(jiǎng)”，還是“Harlan Smith冠名博士后”，都是這兩所著名大學(xué)里中國(guó)留學(xué)生首次獲得的榮譽(yù)。
遨游在神秘的宇宙，沈俊太主要從事星系結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)研究。在銀河系的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)中，他在棒旋星系，超大質(zhì)量黑洞的測(cè)量，星系翹曲等諸多領(lǐng)域都做出了重要貢獻(xiàn)。首次用無(wú)碰撞多體模擬的方法產(chǎn)生出了接近現(xiàn)實(shí)的p棒星系，并首次發(fā)現(xiàn)了雙棒轉(zhuǎn)動(dòng)速度的波動(dòng)性，此模型可成功解釋雙棒星系的眾多觀測(cè)特征；通過(guò)對(duì)星系建立基于軌道迭加的自洽動(dòng)力學(xué)模型，精確測(cè)量出了超大黑洞的質(zhì)量和星系暗物質(zhì)暈的質(zhì)量分布。
4年后，沈俊太入選中科院“百人計(jì)劃”，作為杰出海外人才回到了祖國(guó)的懷抱。落戶(hù)中科院上海天文臺(tái)的他，繼續(xù)從事著星系動(dòng)力學(xué)的前沿研究。
其實(shí)早在回國(guó)之初，沈俊太還在學(xué)習(xí)重新適應(yīng)國(guó)內(nèi)的新環(huán)境，甚至比在美國(guó)時(shí)還要加倍努力?！耙?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)激烈，在天文學(xué)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)最近幾年發(fā)展迅猛?！鄙蚩√忉尩馈Ｋf(shuō)，走得很快，是因?yàn)樽约涸谝凰易叩帽绕渌家斓拇蟠?。他所指的“大船”，無(wú)疑是正在飛速發(fā)展的中國(guó)。
經(jīng)過(guò)自己的不懈努力，沈俊太陸續(xù)獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金等各項(xiàng)項(xiàng)目的資助，并作為科研骨干參與了自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目。他也參與了兩項(xiàng)國(guó)家“973”重大科學(xué)研究計(jì)劃，并取得了令人矚目的良好成績(jī)。他還為陸琰院士組織編寫(xiě)的《現(xiàn)代天體物理》一書(shū)撰寫(xiě)了“銀河系結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)”等章節(jié)。他發(fā)表的多篇第一作者或通訊作者論文已經(jīng)被國(guó)際天文學(xué)權(quán)威教科書(shū)《星系動(dòng)力學(xué)》《星系的形成與演化》及劍橋大學(xué)Gilmore教授主編、Springer科學(xué)出版社出版的最新國(guó)際天文百科全書(shū)“Planets，Stars and Stellar Systems”等著作多次引述。
這些科研成果也讓沈俊太逐步躋身于天文學(xué)國(guó)際專(zhuān)家行列。
探秘銀河動(dòng)力學(xué)
多年來(lái)，銀河系的演化一直是天文學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。銀河系是一個(gè)巨大的旋渦星系，學(xué)界通常認(rèn)為它由星系盤(pán)、中心核球以及暗物質(zhì)暈組成。近年來(lái)，沈俊太團(tuán)隊(duì)對(duì)銀河系的核球結(jié)構(gòu)做出了嶄新的全面認(rèn)識(shí)，提出了銀河系核球是個(gè)“偽核球”，并不包含一個(gè)顯著的經(jīng)典核球。
2010年，沈俊太基于高精度多體模擬研究了銀河系核球的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)棒旋星系模型與核球的眾多觀測(cè)數(shù)據(jù)吻合得極好，這表明銀河系核球其實(shí)就是側(cè)面看到的棒；它主要是由原初的星系盤(pán)通過(guò)自身動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性增厚而產(chǎn)生的“偽核球”。所謂“偽”，是相對(duì)于經(jīng)典核球而言――經(jīng)典的星系形成理論預(yù)言核球應(yīng)該是在星系并合過(guò)后產(chǎn)生的。
目前的星系形成理論認(rèn)為，像銀河系這樣大質(zhì)量的棒旋星系的形成，必須經(jīng)過(guò)若干次星系并合的過(guò)程，而星系并合不可避免地會(huì)在星系中心形成顯著的經(jīng)典核球。所以根據(jù)沈俊太的這項(xiàng)研究，現(xiàn)有的星系形成模型必須在星系尺度上有大的改進(jìn)以解釋眾多類(lèi)似銀河系的大質(zhì)量純盤(pán)星系，這也是目前研究星系形成和演化的一個(gè)尚未解決的重要難題，而沈俊太領(lǐng)導(dǎo)的該研究無(wú)疑為解決此難題開(kāi)辟了新的窗口和思路。
沈俊太團(tuán)隊(duì)的研究很快引起了國(guó)際天文學(xué)界諸多國(guó)外專(zhuān)家的高度關(guān)注，美國(guó)國(guó)家光學(xué)天文臺(tái)的網(wǎng)站首頁(yè)報(bào)道了沈俊太參與完成的銀河系核球區(qū)恒星巡天工作及他主導(dǎo)的動(dòng)力學(xué)模型工作。而沈俊太的這項(xiàng)研究并沒(méi)有止步。在他的指導(dǎo)下，上海天文臺(tái)博士后李兆聿在銀河系結(jié)構(gòu)研究中也取得了新的進(jìn)展：在分析沈俊太給出的銀河系高精度模型的基礎(chǔ)上，他們發(fā)現(xiàn)銀河系核球區(qū)存在一個(gè)奇特的垂向X型結(jié)構(gòu)，并對(duì)其做出了令人信服的動(dòng)力學(xué)解釋。他們對(duì)銀河系核球模型進(jìn)行了更仔細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)模型中也存在一個(gè)顯著的X型結(jié)構(gòu)，其與銀河系的觀測(cè)數(shù)據(jù)符合得很好。這一重要發(fā)現(xiàn)使利用數(shù)值模擬來(lái)“觀測(cè)”盒狀核球的形成過(guò)程成為可能。
緊接著，星系動(dòng)力學(xué)團(tuán)組進(jìn)一步探究了核球的X型結(jié)構(gòu)。他們驗(yàn)證了帶有X型結(jié)構(gòu)的盒狀核球確實(shí)有規(guī)可循――源于棒結(jié)構(gòu)中的恒星運(yùn)動(dòng).指出先前理論工作推測(cè)的“香蕉型”軌道家族可能并非X型結(jié)構(gòu)的主要組成部分.并提出了可供未來(lái)的銀河系巡天觀測(cè)驗(yàn)證的理論預(yù)言。此外.他們還發(fā)現(xiàn)恒星視向速度與銀經(jīng)方向的自行也存在明顯的相關(guān)性。
上海天文臺(tái)星系動(dòng)力學(xué)團(tuán)組的核球系列論文在短短幾年內(nèi)已被國(guó)際同行引用兩百余次，并且被眾多權(quán)威綜述論文以及劍橋大學(xué)主編的國(guó)際參考書(shū)收入并配發(fā)原圖。與此同時(shí)，沈俊太的工作得到了國(guó)內(nèi)外同行的極大關(guān)注，他多次受邀在知名國(guó)際會(huì)議上闡述自己的研究成果，例如國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)會(huì)議的特邀綜述報(bào)告，第五屆東亞數(shù)值天體物理會(huì)議的一小時(shí)特邀講座，紀(jì)念林家翹先生創(chuàng)立密度波理論五十周年的國(guó)際研討會(huì)的邀請(qǐng)報(bào)告等，他也是國(guó)際專(zhuān)業(yè)會(huì)議“盤(pán)星系動(dòng)力學(xué)”的兩個(gè)共同主席之一，并擔(dān)任國(guó)際天文聯(lián)合學(xué)會(huì)會(huì)議“Galaxy evolution through secular processes”的科學(xué)委員會(huì)成員。鑒于沈俊太取得的這些突出學(xué)術(shù)成績(jī)，他還應(yīng)邀成為了美國(guó)自然科學(xué)基金委的會(huì)議評(píng)審專(zhuān)家，負(fù)責(zé)評(píng)審星系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的申請(qǐng)書(shū)，并且在2016年獲得英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的牛頓高級(jí)學(xué)者基金資助。
揭秘雙棒星系
沈俊太關(guān)于銀河動(dòng)力學(xué)的研究無(wú)疑是他近年來(lái)重要的學(xué)術(shù)成果，并讓他蜚聲國(guó)際。而在其他研究方向上，他也絲毫沒(méi)有減慢腳步，同樣取得了令人矚目的成果。
“我們生活在銀河系之中，曾經(jīng)我們以為銀河系是一個(gè)普通的旋渦星系，現(xiàn)在已知道它原來(lái)是一個(gè)棒旋星系?！鄙蚩√告傅纴?lái)。其實(shí)，大部分旋渦星系都像銀河系一樣，因?yàn)樾窍当P(pán)自身的不穩(wěn)定性而在星系中心形成由大量恒星聚集而成的“棒”狀結(jié)構(gòu)，這一類(lèi)星系被稱(chēng)為“棒旋星系”。其中，還有一個(gè)子類(lèi)的棒旋星系很特殊，它們包含兩個(gè)棒，小棒嵌在大棒中.因其“二”而被稱(chēng)為雙棒星系。
特殊不意味著它們很罕見(jiàn)，其實(shí)光學(xué)和紅外的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)雙棒星系相對(duì)比較常見(jiàn)――約四分之一的早型棒旋星系是雙棒星系。由于通常這兩個(gè)星系棒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和尺度都不相同，它們之間也進(jìn)行相互作用，因此此類(lèi)星系有諸多非常奇特的動(dòng)力學(xué)特性。
然而，天文界對(duì)此類(lèi)特殊棒旋星系的形成條件和過(guò)程一直沒(méi)有定論。此前一些理論認(rèn)為，大量氣體的存在是形成中心小棒并同主棒解耦的必要條件。沈俊太與英國(guó)中央蘭開(kāi)夏大學(xué)教授Debattista共同指導(dǎo)中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)博士研究生杜敏，在雙棒星系的形成與演化理論研究中取得了新進(jìn)展。他們通過(guò)不含氣體的多體數(shù)值模擬方法研究棒旋星系的形成和演化，并通過(guò)系統(tǒng)探索參數(shù)空間，發(fā)現(xiàn)在純盤(pán)星系中心加入以有序運(yùn)動(dòng)為主導(dǎo)的動(dòng)力學(xué)冷盤(pán)可以成功產(chǎn)生這種奇特的雙棒結(jié)構(gòu)?！爱?dāng)小棒與大棒平行時(shí)，小棒的強(qiáng)度比較弱但轉(zhuǎn)動(dòng)更快些，而當(dāng)二者垂直時(shí)，小棒的強(qiáng)度比較強(qiáng)但轉(zhuǎn)動(dòng)比較慢。”沈俊太講述著雙棒星系在形成后呈現(xiàn)出的有趣的動(dòng)力學(xué)特性。
目前該工作已經(jīng)于近期發(fā)表在國(guó)際核心期刊《天體物理雜志》上，并且已經(jīng)得到國(guó)際同行的關(guān)注。
闡明核環(huán)形成機(jī)制
在棒旋星系的長(zhǎng)期演化過(guò)程中，
“棒”扮演了很重要的角色。其中最主要的一個(gè)方面就是星系棒可以驅(qū)動(dòng)氣體內(nèi)流至星系中心區(qū)域，從而形成新的恒星。因而棒被認(rèn)為可以重新分布星系的物質(zhì)、角動(dòng)量及能量。
在棒旋星系中，科學(xué)家經(jīng)?？梢杂^測(cè)到很多由棒產(chǎn)生的氣體子結(jié)構(gòu)，例如在棒旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)會(huì)出現(xiàn)高密度塵埃帶，以及在星系中心附近具有很強(qiáng)恒星形成率的核環(huán)。顯然這些結(jié)構(gòu)的特征和產(chǎn)生條件與寄主星系特別是星系棒的性質(zhì)息息相關(guān)，但學(xué)術(shù)界此前對(duì)核環(huán)的形成條件、形狀、及大小等重要問(wèn)題都沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)地解決。
沈俊太說(shuō)：“之前的研究通常認(rèn)為核環(huán)的位置接近于星系的某一特定半徑――內(nèi)林德布拉德共振（ILR）半徑，或在兩個(gè)ILR半徑之間，然而這些共振半徑嚴(yán)格來(lái)講僅在星系棒擾動(dòng)較弱時(shí)才有意義?！?/p>
上海天文臺(tái)博士研究生李智在沈俊太與韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)金雄泰教授的指導(dǎo)下，對(duì)棒旋星系中的核環(huán)進(jìn)行了系統(tǒng)細(xì)致的數(shù)值模擬研究。他們利用高精度流體數(shù)值模擬，通過(guò)系統(tǒng)探索參數(shù)空間，發(fā)現(xiàn)模擬中的棒旋星系可以產(chǎn)生兩種核環(huán)，一種近似圓形并在棒的短軸方向輕微拉伸，另一種具有很高的橢率并和棒的主軸方向平行。
此外，他們還對(duì)核環(huán)的形成機(jī)制提供了新的解釋?zhuān)河捎诤谁h(huán)是由氣體損失角動(dòng)量（旋轉(zhuǎn)的能力）而落入星系中心堆積而成的，所以核環(huán)的位置取決于氣體的總角動(dòng)量損失，以及星系中心的勢(shì)場(chǎng)分布。前者受星系中非軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的特性控制.如棒的強(qiáng)度、軸比和轉(zhuǎn)動(dòng)速度；而后者取決于星系中心軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，如核球的大小，質(zhì)量分布。
“共振半徑解釋僅僅提供了一個(gè)核環(huán)形成的寬泛范圍，而我們的核環(huán)形成機(jī)制則可以更準(zhǔn)確地預(yù)言核環(huán)的大小及形狀，因此適用面更廣，可以V泛應(yīng)用于具有核環(huán)的棒旋星系樣本中限制星系的物理參數(shù)，從而使我們更好地理解棒旋星系的演化規(guī)律?！鄙蚩√偨Y(jié)道。目前該工作已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際核心期刊《天體物理雜志》上。
桃李滿(mǎn)天下
沈俊太在忘我工作的同時(shí)并沒(méi)有忘記培養(yǎng)新人的重任，他不僅是一個(gè)對(duì)事業(yè)孜孜不倦的學(xué)者、一個(gè)精益求精的科學(xué)家，更是一名誨人不倦的師長(zhǎng)。
本著報(bào)效祖國(guó)的初衷，沈俊太認(rèn)為應(yīng)該把自己畢生所學(xué)傳授給自己的學(xué)生。他甘當(dāng)人梯，致力于讓自己的學(xué)生也能夠逐漸成長(zhǎng)為比自己更加優(yōu)秀的科學(xué)工作者。自2009年回國(guó)并擔(dān)任博士生導(dǎo)師以來(lái)，沈俊太就開(kāi)始積極招收對(duì)科學(xué)研究興趣濃厚的學(xué)生和博士后，一支強(qiáng)有力的科研團(tuán)隊(duì)也逐漸發(fā)展壯大。
論文摘要:建立了高速凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型及其運(yùn)動(dòng)方程式，對(duì)具有擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的從動(dòng)件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)響應(yīng)的分析，并對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，分析了從動(dòng)件作用在凸輪上的作用力，為設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)提供了一定的設(shè)計(jì)依據(jù)。
0引言
高速凸輪機(jī)構(gòu)中，由于構(gòu)件的慣性力較大，構(gòu)件的彈性變形及在激振力作用下系統(tǒng)的振動(dòng)不能忽視，一方面它使得從動(dòng)系統(tǒng)輸出端的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與輸入端的運(yùn)動(dòng)規(guī)律存在差異，需要適當(dāng)修正輸入端運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使輸出端運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合設(shè)計(jì)要求;另一方面，約束反力一直處于變化狀態(tài)，了解約束反力的變化規(guī)律可為工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)軸承和構(gòu)件尺寸提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
1凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型的建立及其動(dòng)力學(xué)方程式
為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將構(gòu)件的連續(xù)分布質(zhì)量看作是集中在一點(diǎn)或若干點(diǎn)的集中質(zhì)量，用無(wú)質(zhì)量的彈簧來(lái)表示構(gòu)件的彈性，用無(wú)質(zhì)量、無(wú)彈性的阻尼元件表示系統(tǒng)的阻尼，并忽略一些次要的影響因素，從而把凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為由若干無(wú)彈性的集中質(zhì)量和無(wú)質(zhì)量的彈簧以及阻尼元件組成的彈性系統(tǒng)。圖1為偏置尖底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)模型。滾子和凸輪軸因剛性大可不計(jì)其彈性變形。彈性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程為:
中E為從動(dòng)件材料彈性模量，A為從動(dòng)件截面積，1，為從動(dòng)件長(zhǎng)度;
在不考慮工作載荷對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)輸出件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響，并忽略阻尼和鎖合彈簧的彈簧剛度的情況下，該彈性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式簡(jiǎn)化為:
2凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
利用Matlab語(yǔ)言對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。假設(shè)凸輪軸采用鑄鐵，滾子采用青銅材料，從動(dòng)件采用45鋼(E ----- 206GPa ， p= 7 850kg/m3，直徑為20mm，長(zhǎng)度為1 000 mm，則m=2. 46k， kf=6. 5 X l0’N/m，忽略鎖合彈簧的彈簧剛度和系統(tǒng)阻尼系數(shù)，得到系統(tǒng)固有頻率為:
由于當(dāng)激振頻率與系統(tǒng)固有頻率之比大于等于0. 1時(shí)，成為高速凸輪，取激振頻率為800rad/s.
擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度曲線沒(méi)有突變，理論上不存在沖擊，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)，下面運(yùn)用擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)求解動(dòng)態(tài)下從動(dòng)件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律。擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程式為:
根據(jù)式(2)、式((4)、式(5)解微分方程，利用Matlab得出其理論和實(shí)際的運(yùn)動(dòng)曲線，見(jiàn)圖2.
從圖2中可以看出，實(shí)際輸出曲線和理論輸出曲線存在一定的偏差。將式(2)中的從動(dòng)件輸出端位移y，改為擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，解微分方程求出從動(dòng)件輸人端位移y，從而對(duì)凸輪輪廓進(jìn)行適當(dāng)修正，使實(shí)際輸出曲線盡可能接近擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。修正后凸輪輪廓曲線為:
3凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真
由于凸輪機(jī)構(gòu)為負(fù)配置，壓力角a公式為:
分別對(duì)實(shí)際輸出曲線方程進(jìn)行一次和二次求導(dǎo)，由于凸輪機(jī)構(gòu)為負(fù)配置，推程時(shí)的壓力角大于回程時(shí)的壓力角，因此推程時(shí)凸輪所受的力大于回程。在不考慮靜態(tài)力的作用下，利用Matlab軟件進(jìn)行編程，得出凸輪軸推程時(shí)所受力的變化規(guī)律圖，就可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)軸承和構(gòu)件尺寸的需要。
圖3為從動(dòng)件作用于凸輪軸上的力隨時(shí)間的變化規(guī)律。從圖3中可以看到，凸輪軸在從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向上所受的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在其垂直方向上所受的力，凸輪軸在徑向要承受很大的力，因此增加凸輪軸的剛性可以在很大程度上提高凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能。
關(guān)鍵詞：上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人 青島大學(xué)碩士開(kāi)題報(bào)告范文 青島論文 開(kāi)題報(bào)告
一、 選題的目的和意義
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)60 歲以上的老年人已有1.12 億。伴隨老齡化過(guò)程中明顯的生理衰退就是老年人四肢的靈活性不斷下降，進(jìn)而對(duì)日常的生活產(chǎn)生了種種不利的影響。此外，由于各種疾病而引起的肢體運(yùn)動(dòng)性障礙的病人也在顯著增加，與之相對(duì)的是通過(guò)人工或簡(jiǎn)單的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行的康復(fù)理療已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足患者的要求。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這個(gè)特殊群體已得到更多人的關(guān)注，治療康復(fù)和服務(wù)于他們的產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量也在相應(yīng)地提高，因此服務(wù)于四肢的康復(fù)機(jī)器人的研究和應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。
目前世界上手功能康復(fù)機(jī)器人的研究出于剛起步狀態(tài)，各種機(jī)器人產(chǎn)品更是少之又少，在國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域中尚處于空白狀態(tài)，臨床應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)，因此對(duì)手功能康復(fù)機(jī)器人的研究有廣闊的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)意義。
目前大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備存在以下一些問(wèn)題：康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中，缺乏對(duì)關(guān)節(jié)位置、關(guān)節(jié)速度的觀測(cè)和康復(fù)力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備沒(méi)有拇指的參與;感知功能差，對(duì)康復(fù)治療過(guò)程的力位信息和康復(fù)效果不能建立起有效地評(píng)價(jià)。本課題針對(duì)以上問(wèn)題，采用氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人實(shí)現(xiàn)手指康復(fù)訓(xùn)練的多自由度運(yùn)動(dòng)，不僅降低了設(shè)備成本，更重要的是提高了系統(tǒng)對(duì)人類(lèi)自身的安全性和柔順性，且具有體積小，運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和速度易調(diào)整等特點(diǎn)。
課題的研究思想符合實(shí)際國(guó)情和康復(fù)機(jī)器人對(duì)系統(tǒng)柔順性、安全性、輕巧性的高要求 。它將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于患者的手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)，研究一種柔順舒適、可穿戴的手功能康復(fù)機(jī)器人，輔助患者完成手部運(yùn)動(dòng)功能的重復(fù)訓(xùn)練，其輕便經(jīng)濟(jì)、穿卸方便，尤其適于家庭使用，既可為患者提供有效的康復(fù)訓(xùn)練，又不增加臨床醫(yī)療人員的負(fù)擔(dān)和衛(wèi)生保健。
綜上所述，氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的設(shè)計(jì)是氣壓驅(qū)動(dòng)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的新應(yīng)用，具有重要的科學(xué)意義。
二、 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
2.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)
美國(guó)是研究氣動(dòng)肌肉機(jī)構(gòu)最多的國(guó)家，主要集中在大學(xué)。
華盛頓大學(xué)的生物機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室從生物學(xué)角度對(duì)氣動(dòng)肌肉的特性作了深入研究，從等效做功角度建模，并進(jìn)行失效機(jī)理分析，制作力假肢和仿人手臂用于脊椎反射運(yùn)動(dòng)控制研究。
vanderbilt 大學(xué)認(rèn)知機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室(cognitive robotics lab, crl)研制了首個(gè)采用氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的爬墻機(jī)器人，并應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器人(intelligent soft-arm control, isac)的手臂。
伊利諾伊大學(xué)香檳分校的貝克曼研究所對(duì)圖像定位的5自由度soft arm 機(jī)械手采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高精度位置控制和軌跡規(guī)劃。亞利桑那州立大學(xué)設(shè)計(jì)了并聯(lián)彈簧的新結(jié)構(gòu)氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)器，可以同時(shí)得到收縮力和推力，并與工業(yè)界合作開(kāi)發(fā)了多種用于不同部位肌肉康復(fù)訓(xùn)練的小型醫(yī)療設(shè)備。
英國(guó)salford 大學(xué)高級(jí)機(jī)器人研究中心對(duì)氣動(dòng)肌肉的應(yīng)用作了長(zhǎng)期的系統(tǒng)研究，開(kāi)發(fā)了用于核工業(yè)的操作手、靈巧手、仿人手臂以及便攜式氣源和集成化氣動(dòng)肌肉，目前正在研究10 自由度的下肢外骨骼以及仿人手的遠(yuǎn)程控制。
法國(guó)國(guó)立應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(instituted national dissidences appliqués, insa)研究了氣動(dòng)肌肉的動(dòng)靜態(tài)性能和多種控制策略，目前正在研制新型驅(qū)動(dòng)源的人工肌肉以及在遠(yuǎn)程醫(yī)療上的應(yīng)用。
比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)制作了新型的折疊式氣動(dòng)肌肉用于驅(qū)動(dòng)兩足步行機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制。
日本bridgestone 公司在rubber tauter 之后又發(fā)明了多種不同結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)肌肉。德國(guó)festoon 公司發(fā)明了適合工業(yè)應(yīng)用的氣動(dòng)肌腱fluidic muscle，壽命可達(dá)1000萬(wàn)次以上，同時(shí)還對(duì)氣動(dòng)肌肉的應(yīng)用作了許多令人耳目一新的工作。英國(guó)shadow 公司研制了目前世界上最先進(jìn)的仿人手。美國(guó)的kinetic muscles 公司與亞利桑那州立大學(xué)合作開(kāi)發(fā)了多種用于肌肉康復(fù)訓(xùn)練的小型醫(yī)療設(shè)備。
lilly采用基于滑動(dòng)模的參數(shù)自適應(yīng)控制策略，實(shí)現(xiàn)了單氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)位置控制。
2.2 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)
自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)開(kāi)始了氣動(dòng)肌肉的研究。
北京航空航天大學(xué)的宗光華較早開(kāi)始?xì)鈩?dòng)肌肉的研究，分析了其非線性特性、橡膠管彈性及其自身摩擦對(duì)驅(qū)動(dòng)模型的影響，并應(yīng)用于五連桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)，通過(guò)剛度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)柔順控制。
上海交通大學(xué)的田社平等運(yùn)用零極點(diǎn)配置自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制、非線性逆系統(tǒng)控制以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，實(shí)現(xiàn)單自由度關(guān)節(jié)的快速、高精度位置控制。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王祖溫等分析了氣動(dòng)肌肉結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響、氣動(dòng)肌肉的靜動(dòng)態(tài)剛度特性以及與生物肌肉的比較，提出將氣動(dòng)肌肉等效為變剛度彈簧，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的具有4 自由度的仿人手臂、外骨骼式力反饋數(shù)據(jù)手套和6 足機(jī)器人，采用輸入整形法解決關(guān)節(jié)階躍響應(yīng)殘余震蕩問(wèn)題。
北京理工大學(xué)的彭光正等先后進(jìn)行了單根人工肌肉、單個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)以及3 自由度球面并聯(lián)機(jī)器人的位置及力控制，采用了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種智能控制算法，并設(shè)計(jì)了6 足爬行機(jī)器人和17 自由度仿人五指靈巧手。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)氣動(dòng)中心的隋立明博士也通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了氣動(dòng)人工肌肉的一個(gè)更簡(jiǎn)潔的修正模型和經(jīng)驗(yàn)公式并對(duì)兩根氣動(dòng)人工肌肉組成的一個(gè)簡(jiǎn)單關(guān)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)建模和采用位置閉環(huán)的控制方法進(jìn)一步驗(yàn)證氣動(dòng)人工肌肉的模型。
上海交通大學(xué)的林良明也對(duì)氣動(dòng)人工肌肉的軌跡學(xué)習(xí)控制進(jìn)行了仿真研究給出了學(xué)習(xí)的收斂性的初步結(jié)論為下一步的學(xué)習(xí)控制奠定了基礎(chǔ)。其中田社平通過(guò)對(duì)氣動(dòng)人工肌肉收縮在頻率域上的數(shù)學(xué)模型并對(duì)它的結(jié)構(gòu)及其靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了理論分析建立了相應(yīng)的靜態(tài)力學(xué)方程。
2003年付大鵬等，以機(jī)械手抓取物體為分析對(duì)象，采用矩陣法來(lái)描述機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，以四階方陣變換三維空間點(diǎn)的齊次坐標(biāo)為基礎(chǔ)，將運(yùn)動(dòng)、變換和映射與矩陣計(jì)算聯(lián)系起來(lái)建立了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并提出了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的新方法，這種方法對(duì)機(jī)械手的精密設(shè)計(jì)和計(jì)算具有普遍適用意義。
2005年車(chē)仁煒，呂廣明，陸念力對(duì)5自由度的康復(fù)機(jī)械手進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，將等效有限元的方法應(yīng)用到開(kāi)式的5自由度的康復(fù)機(jī)械手的動(dòng)力分析中，這種方法比傳統(tǒng)的分析方法建模效率高、簡(jiǎn)單快捷，極其適合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展，的除了機(jī)械臂的動(dòng)力響應(yīng)曲線，為機(jī)械手的優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制提供理論依據(jù)。
2008年北京聯(lián)合大學(xué)張麗霞，楊成志根據(jù)拿取非規(guī)則物品的任務(wù)要求，采用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了五指型機(jī)器手，手指彎曲電機(jī)與指間平衡電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器手的多角度張開(kāi)、抓握運(yùn)動(dòng)方式,對(duì)實(shí)用型仿人機(jī)器手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有參考意義。
2009年楊玉維等人對(duì)輪式懸架移動(dòng)2連桿柔性機(jī)械手進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究與仿真，。采用經(jīng)典瑞利.里茲法和浮動(dòng)坐標(biāo)法描述機(jī)械手彈性變形與參考運(yùn)動(dòng)間的動(dòng)力學(xué)耦合問(wèn)題， 綜合利用拉格朗日原理和牛頓.歐拉方程并在笛卡爾坐標(biāo)系下，以矩陣、矢量簡(jiǎn)潔的形式構(gòu)建了該移動(dòng)柔性機(jī)械手系統(tǒng)的完整動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行仿真。
2009年羅志增，顧培民研究設(shè)計(jì)了一種單電機(jī)驅(qū)動(dòng)多指多關(guān)節(jié)機(jī)械手，能夠很好的實(shí)現(xiàn)靈巧、穩(wěn)妥的抓取物體，這個(gè)機(jī)械手共有4指12個(gè)關(guān)節(jié)。每個(gè)手指有3個(gè)指節(jié)，由兩個(gè)平行四邊形的指節(jié)結(jié)構(gòu)確保手指末端做平移運(yùn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)方案很好的實(shí)現(xiàn)了控制簡(jiǎn)單、抓握可靠的目的。
從目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)氣動(dòng)人工肌肉的研究仍處于剛起步的階段。有關(guān)氣動(dòng)人工肌肉的研究與國(guó)外還有相當(dāng)?shù)牟罹鄬?duì)氣動(dòng)人工肌肉中的許多問(wèn)題，還沒(méi)有進(jìn)行深入的研究。此外，采用氣動(dòng)人工肌肉作為機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的研究還不成熟。
三、 主要研究?jī)?nèi)容和解決的主要問(wèn)題
目前大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備存在以下一些問(wèn)題:康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中，缺乏對(duì)關(guān)節(jié)位置、關(guān)節(jié)速度的觀測(cè)和康復(fù)力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備沒(méi)有拇指的參與;感知功能差，對(duì)康復(fù)治療過(guò)程的力位信息和康復(fù)效果不能建立起有效地評(píng)價(jià)。為此，課題主要研究?jī)?nèi)容：設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于穿戴，并且安全、柔順、低成本，使用方便的氣動(dòng)手功能康復(fù)設(shè)備。對(duì)氣動(dòng)手指康復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、用mat lab軟件對(duì)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的康復(fù)治療過(guò)程的力位信息進(jìn)行仿真分析。
要實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo)，系統(tǒng)中需要著重解決的關(guān)鍵技術(shù)有：
(1)基于已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)，對(duì)手指康復(fù)訓(xùn)練方法分析和提煉。 主要包括：人手部的手指彎曲抓握動(dòng)作分析，氣壓驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)自由度的優(yōu)化配置。使機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)手指的彎曲、物體的抓握等手部癱瘓患者不能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作。
(2)對(duì)機(jī)器人機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。主要包括：氣壓驅(qū)動(dòng)的手指關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。
(3)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的力位信息仿真。主要包括：用mat lab軟件進(jìn)行機(jī)器人氣壓驅(qū)動(dòng)終端的力位信息 仿真。
根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)以及工作量的要求，外附骨骼機(jī)械手系統(tǒng)是上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的一部分，本文主要是研究手指康復(fù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析工作。
四、論文工作計(jì)劃與方案
論文工作計(jì)劃安排：
2010年9月——2011年6月準(zhǔn)備課題階段：
主要工作：學(xué)習(xí)當(dāng)今最先進(jìn)的機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù);學(xué)習(xí)用matlab軟件進(jìn)行計(jì)算仿真及優(yōu)化，查閱國(guó)內(nèi)外的資料，對(duì)康復(fù)機(jī)械手作初步了解。
2011年7月——2011年9月課題前期階段
主要工作：課題方案設(shè)計(jì)，擬寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，開(kāi)題。
2011年10月——2012年7月課題中期階段
主要工作：開(kāi)始具體課題研究工作，根據(jù)已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)，對(duì)手指康復(fù)訓(xùn)練方法分析和提煉。研究手指康復(fù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析工作。
2012年8月——2012年12月課題后期階段
主要工作：對(duì)手指康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行模擬仿真，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善課題。
2013年1月——2013年4月結(jié)束課題階段
主要工作：整理相關(guān)資料，撰寫(xiě)論文，準(zhǔn)備進(jìn)行畢業(yè)論文答辯。
2013年5月——2013年6月論文答辯階段
主要工作方案：
1. 完成學(xué)位課與非學(xué)位課學(xué)習(xí)的同時(shí)，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，對(duì)手指康復(fù)機(jī)械手作初步了解。
2. 查閱資料，了解氣動(dòng)手指康復(fù)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。
3. 分析已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的部分設(shè)計(jì)。
4. 對(duì)現(xiàn)有手指康復(fù)訓(xùn)練方法設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和提煉，分析其優(yōu)缺點(diǎn)。
5. 開(kāi)始具體設(shè)計(jì)工作。
[論文摘要]近年來(lái)，問(wèn)題婚姻不斷增多，許多婚姻咨詢(xún)治療中心應(yīng)運(yùn)而生，夫妻治療也越來(lái)越需要被作為一種獨(dú)立的事業(yè)來(lái)看待。文章主要介紹了夫妻治療的精神動(dòng)力學(xué)、行為學(xué)和系統(tǒng)學(xué)三種主要臨床研究取向的優(yōu)缺點(diǎn)。
有統(tǒng)計(jì)表明，在心理健康診所中，有關(guān)夫妻關(guān)系的問(wèn)題大約占所有問(wèn)題40%，人類(lèi)生活所面臨的所有壓力情景中，離婚和婚姻問(wèn)題僅次于喪偶或親人死亡而分別排在第二和第三位，同時(shí)婚姻問(wèn)題大大增加了個(gè)體患抑郁癥的可能性，且它還是個(gè)體試圖自殺的最主要原因（K.Daniel O’leary，2005）。夫妻治療作為一種專(zhuān)門(mén)的職業(yè)始于20世紀(jì)30年代的美國(guó)，但它直到第二次世界大戰(zhàn)后，隨著年輕夫婦中離婚數(shù)量的急劇增加，才開(kāi)始迅速成長(zhǎng)。近些年來(lái)，問(wèn)題婚姻的數(shù)量不斷增加，夫妻治療領(lǐng)域也以指數(shù)速度發(fā)展起來(lái)，夫妻治療作為一種解決婚姻問(wèn)題的方法也逐漸被人們所接受，正如Alan S. Gurman和Neil S. Jacobson(2001)合著的《夫妻心理治療與輔導(dǎo)指南》一書(shū)的開(kāi)篇“夫妻治療：即將來(lái)臨的時(shí)代”。Gurman 和Jacobson（2002）認(rèn)為，夫妻治療應(yīng)被視為一個(gè)獨(dú)立的事業(yè)來(lái)看待。
第一個(gè)婚姻咨詢(xún)的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)大約成立于1930年，Paul Popenoe在洛杉機(jī)成立了美國(guó)家庭關(guān)系研究所（Michael P.Nichols，2005）。最初的夫妻治療建立在這樣一個(gè)前提下：心理問(wèn)題是由不健康的夫妻關(guān)系引起的并且這些問(wèn)題能夠通過(guò)與臨床治療家們建立親密的關(guān)系來(lái)得到很好的醫(yī)治，臨床治療學(xué)家們避免和不鼓勵(lì)與病人的伴侶接觸，于是分別觀察每一個(gè)伴侶作為夫妻治療中最普遍的操作持續(xù)用了30年。直到20世紀(jì)60年代末， 隨著家庭治療的發(fā)展，同時(shí)觀察夫妻兩人的聯(lián)合治療操作才建立現(xiàn)如今這種操作已成為一種規(guī)范。
夫妻治療有三種主要的臨床研究取向：精神動(dòng)力學(xué)的，行為學(xué)的和系統(tǒng)學(xué)的(Segraves，1982)。當(dāng)夫妻遇到婚姻問(wèn)題并決定尋求治療時(shí)，他們最可能面對(duì)的是這三種基本的治療。精神動(dòng)力學(xué)和行為學(xué)治療起初都是從醫(yī)治有問(wèn)題的個(gè)體發(fā)展起來(lái)的，只是到后來(lái)才被應(yīng)用于夫妻治療，而且他們對(duì)于夫妻治療的方法與對(duì)個(gè)體治療的方法并沒(méi)有太大的不同：他們都假設(shè)在夫妻問(wèn)題中存在潛在的個(gè)體病理，而系統(tǒng)治療起始于對(duì)有問(wèn)題家庭的治療。
一、精神動(dòng)力學(xué)研究取向
精神動(dòng)力學(xué)研究取向強(qiáng)調(diào)先天內(nèi)驅(qū)力，童年經(jīng)歷和無(wú)意識(shí)的作用。治療師為病人提供一種場(chǎng)景，這個(gè)場(chǎng)景能投射出病人未解決的且大多是無(wú)意識(shí)的童年問(wèn)題，而這些問(wèn)題正在病人的成年生活中重演。病人把這些過(guò)去的情緒依戀“遷移”給治療師，一旦這些無(wú)意識(shí)的童年問(wèn)題進(jìn)入到意識(shí)層面，當(dāng)前和過(guò)去的聯(lián)系被病人所理解，遷移被解決，治療也就結(jié)束了。對(duì)于正統(tǒng)的精神分析學(xué)家來(lái)說(shuō)，夫妻兩人共同治療的觀點(diǎn)是不可接受的，因?yàn)樵谥委熤凶钪匾脑剡w移在配偶面前被減弱了。精神動(dòng)力學(xué)出身的治療師強(qiáng)調(diào)未解決的童年沖突和無(wú)意識(shí)動(dòng)機(jī)在配偶選擇及維系不幸福夫妻關(guān)系方面的作用，人們選擇那些最適合滿(mǎn)足他們需要的配偶，而這些需要正是他們?cè)谕昶跊](méi)有被滿(mǎn)足的。對(duì)于夫妻問(wèn)題，精神動(dòng)力學(xué)的解釋是線性的，童年的創(chuàng)傷在當(dāng)前的婚姻問(wèn)題中表現(xiàn)出來(lái)，治療時(shí)間較長(zhǎng)。
對(duì)心理動(dòng)力學(xué)研究取向持批評(píng)意見(jiàn)的學(xué)者們主要的反對(duì)意見(jiàn)除了它對(duì)于具體癥狀的長(zhǎng)期性和相對(duì)無(wú)效性外，還有它對(duì)于早期童年經(jīng)歷強(qiáng)調(diào)過(guò)多而沒(méi)有充分考慮當(dāng)前的環(huán)境和所涉及到的其他人的行為。另外一個(gè)批評(píng)是它偏向于強(qiáng)調(diào)無(wú)意識(shí)的作用并假設(shè)過(guò)多的病理學(xué)原因。
二、行為主義的研究取向
行為主義關(guān)注可觀察到的行為。病態(tài)行為被看作是由學(xué)習(xí)和強(qiáng)化引起的。行為治療專(zhuān)注于改變不適宜行為的方法。行為治療學(xué)家不但看到了當(dāng)前環(huán)境下問(wèn)題的起因和解決方法并且他們?cè)诒砻鎯r(jià)值上抓住了問(wèn)題。行為主義取向的夫妻治療專(zhuān)家認(rèn)為每一個(gè)社交中的人盡可能以最小化的代價(jià)獲取最大的報(bào)酬。幸福的夫妻關(guān)系是以伴侶雙方都獲得最大化的報(bào)酬為特征的。夫妻關(guān)系的不平衡是由于一方收獲大部分的報(bào)酬而另一方付出大部分的代價(jià)或者當(dāng)配偶利用強(qiáng)制力來(lái)獲得他們想要的報(bào)酬而產(chǎn)生的。根據(jù)這個(gè)假設(shè)，行為主義臨床治療學(xué)家的目標(biāo)是教會(huì)夫妻如何減少代價(jià)來(lái)提供給彼此更多的報(bào)酬。
在1969年，行為主義取向的臨床治療學(xué)家Richard B. Stuart 第一個(gè)嘗試把行為學(xué)原理應(yīng)用到夫妻治療中(Pines，1996)，在夫妻治療領(lǐng)域，行為學(xué)研究取向的貢獻(xiàn)包括它對(duì)于實(shí)證研究的強(qiáng)調(diào)，它對(duì)于夫妻行為改變能力的樂(lè)觀主義，以及對(duì)于治療中可觀察行為的關(guān)注以及結(jié)構(gòu)性練習(xí)的使用。對(duì)它的批評(píng)主要是它過(guò)多的關(guān)注可觀察到的行為而忽視了無(wú)意識(shí)的力量。另一個(gè)批評(píng)是說(shuō)行為主義取向的夫妻治療學(xué)家是一個(gè)機(jī)修工，治療是機(jī)械的，效果是暫時(shí)的。
三、系統(tǒng)學(xué)研究取向
對(duì)于系統(tǒng)學(xué)研究取向的臨床治療學(xué)家來(lái)說(shuō)，關(guān)注的焦點(diǎn)不是組成夫妻的兩個(gè)個(gè)體而是他們聯(lián)合起來(lái)創(chuàng)造的新系統(tǒng)。夫妻系統(tǒng)被看作多于各部分總和的一種身份。系統(tǒng)中一個(gè)部分即一個(gè)伴侶的改變總是引起另一部分即另一個(gè)伴侶的變化，然后這個(gè)變化又引起第一部分的變化，如此等等。在精神動(dòng)力學(xué)理論中，夫妻問(wèn)題被看作是一種因果的線性關(guān)系，當(dāng)前的問(wèn)題被看作是由過(guò)去的事件引起的，而在行為學(xué)理論中夫妻問(wèn)題被看作是刺激-反應(yīng)相聯(lián)系的一個(gè)線性系列，在系統(tǒng)學(xué)理論中事件的起因被看作是循環(huán)的。每一個(gè)配偶的行為被看作一次對(duì)于另一配偶行為的反應(yīng)同時(shí)又觸發(fā)了另一配偶的行為。
系統(tǒng)學(xué)取向的夫妻治療學(xué)家認(rèn)為在夫妻系統(tǒng)中不存在完全被動(dòng)地，類(lèi)似受害者的地位，兩個(gè)伴侶被認(rèn)為是同時(shí)解釋每一次相互影響。盡管在某個(gè)環(huán)境下一個(gè)伴侶可能顯現(xiàn)出更像受害者而另一個(gè)更像肇事者，這是由夫妻任意指派的誰(shuí)是行動(dòng)者誰(shuí)是反應(yīng)者的一種假象。對(duì)于系統(tǒng)學(xué)取向的夫妻治療學(xué)家來(lái)說(shuō)，隨著時(shí)間的流逝夫妻關(guān)系逐漸構(gòu)建成穩(wěn)定的社會(huì)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)趨于抵抗改變，相互影響的一致性模式成為控制這個(gè)系統(tǒng)的規(guī)則。當(dāng)一對(duì)夫妻遇到問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)學(xué)取向的治療學(xué)家認(rèn)為他們的相互影響中包括一些機(jī)能障礙模式，其治療目標(biāo)是改變那些破壞性的模式并把夫妻系統(tǒng)帶到一個(gè)平衡的健康狀態(tài)。
對(duì)于夫妻治療領(lǐng)域，系統(tǒng)學(xué)研究取向的主要貢獻(xiàn)是它強(qiáng)調(diào)夫妻關(guān)系中第三種成分夫妻作為一種獨(dú)立的系統(tǒng)。其它貢獻(xiàn)包括：循環(huán)因果關(guān)系和反饋圈的概念，在這個(gè)反饋圈中一個(gè)伴侶的改變常常引起另一個(gè)的改變并且第一個(gè)伴侶能夠?qū)Υ俗龀龇磻?yīng)；對(duì)于交流的密切關(guān)注。對(duì)于系統(tǒng)研究取向的批評(píng)主要是因?yàn)樗^(guò)多地關(guān)注當(dāng)前而對(duì)過(guò)去關(guān)注不夠。近幾年來(lái)，它還因忽視與性別有關(guān)的問(wèn)題受到了女權(quán)主義者的批評(píng)。
夫妻治療的三種主要臨床研究都有其優(yōu)點(diǎn)和不足，現(xiàn)在的大多數(shù)夫妻治療學(xué)家綜合利用了三種研究取向，從精神動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)解釋夫妻問(wèn)題的潛在動(dòng)態(tài)性，從系統(tǒng)學(xué)的角度描述相互影響的消極模式并盡力改變它們，從行為學(xué)的角度出發(fā)教給夫妻交流和問(wèn)題解決的技巧。
摘 要：柔性機(jī)械臂作為柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與控制理論研究最直接的應(yīng)用對(duì)象，由于其具有簡(jiǎn)明的物理模型以及易于計(jì)算機(jī)和實(shí)物模型試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，已成為發(fā)展新1代機(jī)器人和航空航天技術(shù)的關(guān)鍵性課題。
本文主要討論了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。首先介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)，對(duì)其中的機(jī)械系統(tǒng)部分和控制系統(tǒng)部分做了簡(jiǎn)單介紹和說(shuō)明。然后重點(diǎn)介紹了機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)結(jié)構(gòu)中的各組成部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并繪制了相關(guān)0件的工程圖。
關(guān)鍵詞：柔性多體動(dòng)力學(xué)；旋轉(zhuǎn)柔性梁；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
The mechanical system design of experiment platform for rotating flexible beams
Abstract：The flexible arm has been the most direct application for flexible multi-body system dynamics analysis and control theory. Because it had characteristics of simple physical model and easy to computer models and physical tests, the flexible arm has become a key subject for the development of the next generation robot, aviation and aerospace technology.
This paper discusses the experiment platform design for a rotating flexible beam. The mechanical system and control system of the experiment platform is briefly introduced. The mechanical system of the experiment setup is designed. In the design of the mechanical system, the trestle structure is used, and the rotation axis and installation disk are designed into together.
自80年代聯(lián)結(jié)主義范式興起以后，符號(hào)主義和聯(lián)結(jié)主義成為認(rèn)知科學(xué)的兩大基本范式，由于兩大范式建立在功能主義計(jì)算假設(shè)和聯(lián)結(jié)主義假設(shè)之上，受到一系列質(zhì)疑。隨著最近十年一些有關(guān)動(dòng)力系統(tǒng)理論文獻(xiàn)的問(wèn)世，一種新的關(guān)于認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)理論似乎在逐步形成，例如，格羅布斯（Globus1992），羅伯特森（Robertson1993），西倫（Thelen）和斯密斯（Smith1994）的文章和著作希望發(fā)展一種對(duì)認(rèn)知更好的動(dòng)態(tài)的理解進(jìn)路。特別是馮•蓋爾德（vanGelder）和波特（R.Port）(1995)年出版了一本關(guān)于認(rèn)知科學(xué)的動(dòng)力理論的書(shū)：提出認(rèn)知科學(xué)的動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)路（It’sabouttime:Anoverviewofthedynamicalapproachtocognition,Mindasmotion:Explorationsinthedynamicsofcognition,Cambridge,MA,MIT），被作為認(rèn)知科學(xué)第三種競(jìng)爭(zhēng)范式的宣言。此書(shū)引起了較大凡響,如華盛頓大學(xué)伊萊斯密斯（C.Eliasmith）1996年發(fā)表了《第三種競(jìng)爭(zhēng)范式：對(duì)認(rèn)知的動(dòng)力理論的批判性考察》，其后也有其他人的熱烈討論。
馮•蓋爾德針對(duì)80年代以后符號(hào)主義、聯(lián)結(jié)主義范式所產(chǎn)生的困難，提出他的動(dòng)力學(xué)假說(shuō)（DynamicistHypothesis）。對(duì)于認(rèn)知科學(xué)中的時(shí)間、構(gòu)架、計(jì)算和表征等概念都提出了不同的解釋。馮•蓋爾德把紐厄爾（Newell）西蒙（Simon）的計(jì)算主義假說(shuō)或說(shuō)物理符號(hào)系統(tǒng)假說(shuō)：
“自然的認(rèn)知系統(tǒng)在物理符號(hào)系統(tǒng)的意義上是智能的?！?/p>
相關(guān)的，期望用動(dòng)態(tài)眼光理解認(rèn)知的還有丘奇蘭德（Churchland）和謝諾沃斯基（Sejnowski），他們（1992）把所擁護(hù)的聯(lián)結(jié)主義假說(shuō)表述為“突現(xiàn)性是以系統(tǒng)的某種方式依賴(lài)于低層現(xiàn)象的高層結(jié)果”。他們承諾“通過(guò)構(gòu)架的低層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用能達(dá)到復(fù)雜的認(rèn)知效果”
“直覺(jué)過(guò)程是一種亞概念的（subconceptual）聯(lián)結(jié)主義動(dòng)力系統(tǒng)，它不接受完全的、形式化的、精確的概念層次的描述”。
“用亞概念網(wǎng)絡(luò)把自然認(rèn)知系統(tǒng)看作是動(dòng)力神經(jīng)系統(tǒng)是最好的理解?！?/p>
有一種假設(shè)認(rèn)為，人意向性意識(shí)涌現(xiàn)于集群系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，并由環(huán)境激發(fā)。
動(dòng)力系統(tǒng)類(lèi)包括任何隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，廣泛用于對(duì)自然界的描述。動(dòng)力論者期望勾畫(huà)一類(lèi)特殊的能恰當(dāng)描述認(rèn)知的動(dòng)力系統(tǒng)。于是1995年馮•蓋爾德給出他的動(dòng)力學(xué)假說(shuō)（DynamicistHypothesis）：
“自然的認(rèn)知系統(tǒng)是某種動(dòng)力系統(tǒng)，而且從動(dòng)力學(xué)眼光理解認(rèn)知系統(tǒng)是最好的理解。”
動(dòng)力學(xué)假說(shuō)是以數(shù)學(xué)的動(dòng)力系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)描述認(rèn)知的，用數(shù)學(xué)中的狀態(tài)空間（statespace）、吸引子（attractor）、軌跡（trajectory）、確定性混沌（deterministicchaos）等概念來(lái)解釋與環(huán)境相互作用的認(rèn)知主體（智能體）的內(nèi)在認(rèn)知過(guò)程。用微分方程組來(lái)表達(dá)處在狀態(tài)空間的認(rèn)知主體（智能體）的認(rèn)知軌跡。換句話說(shuō)，認(rèn)知是作為認(rèn)知主體所有可能的思想和行為構(gòu)成的多維空間被描述的，特別是通過(guò)在一定環(huán)境下和一定的內(nèi)部壓力下的認(rèn)知主體的思想軌跡來(lái)詳盡考察認(rèn)知的。認(rèn)知主體（智能體）的思想和行為都受微分方程的支配。系統(tǒng)中的變量是不斷進(jìn)化的，系統(tǒng)服從于非線性微分方程，一般來(lái)講是復(fù)雜的，是確定的。
二．認(rèn)知科學(xué)的幾個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)模型
這些模型雖然不僅僅是動(dòng)力學(xué)假設(shè)的應(yīng)用實(shí)例，但被動(dòng)力論的倡導(dǎo)者看作他們的范式的擔(dān)當(dāng)者。
1．循環(huán)原動(dòng)力行為模型（CyclicalMotorBehaviorModel）
羅伯特森（1990）曾用動(dòng)力學(xué)進(jìn)路對(duì)CM（新生嬰兒的自發(fā)的原動(dòng)力行為中的循環(huán)）做了大致勾畫(huà)。羅伯特森采集了大量的關(guān)于新生嬰兒呈現(xiàn)的自發(fā)的原動(dòng)力行為的數(shù)據(jù)。由于這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性，這個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)模型CM是少有的幾個(gè)能夠充當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)模型的。而且許多人認(rèn)為，這是一種可定量化的生理學(xué)行為的一種非隱喻的動(dòng)力描述，恐怕較臨床心理學(xué)的研究結(jié)果更能讓人欣然接受。
羅伯特森后來(lái)過(guò)濾了觀察狀態(tài)空間，獲得了帶有少數(shù)自由度的一個(gè)理想的動(dòng)力模型，似乎能夠模擬CM的隨機(jī)過(guò)程。但基于后來(lái)的研究，羅伯特森只能得出結(jié)論說(shuō)是“我對(duì)CM的生物學(xué)基質(zhì)清楚地知道的很少”。結(jié)果，至今還沒(méi)有完美的動(dòng)力系統(tǒng)模型。
因此羅伯特森說(shuō)：“我們距離建立一種使?fàn)顟B(tài)變量和參數(shù)與生理學(xué)和環(huán)境因素有清楚對(duì)應(yīng)的關(guān)于CM的動(dòng)力系統(tǒng)模型的目標(biāo)，還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走”。
2．嗅覺(jué)球狀模型(OlfactoryBulbModel)
斯卡德（Skarde）和弗里曼（Freeman）1987年的論文“為了了解世界大腦是如何制造混沌的”大致勾勒了這個(gè)模型并進(jìn)行了一定程度的實(shí)驗(yàn)，這是一個(gè)基于嗅的神經(jīng)過(guò)程的考察，借助復(fù)雜動(dòng)力系統(tǒng)理論描述感受器官的神經(jīng)系統(tǒng)的各種復(fù)雜狀態(tài)、包括描述混沌神經(jīng)元活動(dòng)及其有規(guī)律的軌跡而提出的精致模型。蓋爾德和格羅布斯、巴頓（Bardon）紐曼（Newman）等都承認(rèn)它可以作為動(dòng)力系統(tǒng)模型。
3．動(dòng)力振動(dòng)理論模型（MotivationalOscillatoryTheory）
動(dòng)力振動(dòng)理論（MOT）是一個(gè)關(guān)于循環(huán)的動(dòng)力系統(tǒng)的模型。是馮•蓋爾德（1995）推薦作為動(dòng)力論假說(shuō)范例的一個(gè)簡(jiǎn)化的動(dòng)力系統(tǒng)模型，它是由……提出的。
但是這個(gè)系統(tǒng)最大的問(wèn)題就是如何正確選擇系統(tǒng)的參數(shù)。因?yàn)閷?duì)于動(dòng)力系統(tǒng)而言，是對(duì)初值敏感的，“改變動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)參數(shù)就改變了它的整個(gè)動(dòng)力學(xué)”（vanGelder，1995，p.357）。
4．語(yǔ)言認(rèn)知的動(dòng)力學(xué)模型
5．關(guān)于意識(shí)的動(dòng)力學(xué)模型……
三．動(dòng)力學(xué)認(rèn)知范式對(duì)表征的理解
表征是認(rèn)知科學(xué)最核心的概念之一。表征包括對(duì)象表征、問(wèn)題表征和知識(shí)表征等，還有內(nèi)隱表征和外顯表征，人的表征和機(jī)器表征，總之，表征被認(rèn)為是人類(lèi)對(duì)自身和對(duì)外部世界表達(dá)式的媒介，特別是，知識(shí)表征是推理的前提。在計(jì)算主義框架下,知識(shí)表征是有效計(jì)算的媒介，是使計(jì)算機(jī)世界的信息溝通以及與人的世界的信息溝通成為可能的媒介。在我們今天普遍流行的認(rèn)知科學(xué)范式中最重要的就是表征與計(jì)算問(wèn)題，無(wú)論是作為“一種替代物”，“一組本體論承諾”，還是“一種媒介”（韋格曼（M.Wageman,1996）），抑或一種“被構(gòu)造出來(lái)的作為另一對(duì)象的替代物而存在的符號(hào)”(劉西瑞，2004)，大家都默認(rèn)著一個(gè)假定，“沒(méi)有表征就沒(méi)有人類(lèi)認(rèn)知”。
動(dòng)力論的認(rèn)知范式與其他范式的一個(gè)重要區(qū)別是對(duì)表征的不同理解。符號(hào)主義模型是以符號(hào)表征為基礎(chǔ)的。聯(lián)結(jié)主義的表征是以網(wǎng)絡(luò)中的并行式表征或局部符號(hào)表征（Globus1992,ThelenandSmith1994;vanGelder1993,1995）為基礎(chǔ)的。但動(dòng)力論的認(rèn)知范式則宣稱(chēng)，一個(gè)動(dòng)力模型應(yīng)當(dāng)是“無(wú)表征的”。
在對(duì)聯(lián)結(jié)主義范式的批判中，格洛布斯指出，“表征的過(guò)程實(shí)際上是在簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)中的（符號(hào)的）計(jì)算過(guò)程?！痹谡鎸?shí)的網(wǎng)絡(luò)中是無(wú)表征的，它們是變化的；是借助化學(xué)變化的自組織過(guò)程，因此談?wù)摫碚魇菦](méi)有意義的（Globus1992,p.302），類(lèi)似的，vanGelder認(rèn)為“表征概念對(duì)于理解認(rèn)知是不充分的一種詭辯式的東西（sophisticated）（vanGelder，1993，p.6）.ThelenandSmith宣稱(chēng)“我們根本不去建立什么表征”（ThelenandSmith1994，p.338）！動(dòng)力主義者認(rèn)為，對(duì)于恰當(dāng)解釋認(rèn)知，表征是完全不必要的。
實(shí)際上，布魯克斯（R.Brooks）就宣稱(chēng)，將建造一種完全自動(dòng)的、能動(dòng)的行為者（創(chuàng)造物），它們與人類(lèi)共存于世界上，并被人類(lèi)認(rèn)可是有自己權(quán)利的智能存在。創(chuàng)造物在它的動(dòng)力環(huán)境中必須以隨機(jī)應(yīng)變的方式恰當(dāng)處理問(wèn)題。它們應(yīng)有多種目標(biāo)，能適應(yīng)環(huán)境，也能利用偶發(fā)環(huán)境。布魯克斯的方案是把復(fù)雜系統(tǒng)分解為部分來(lái)建造，再連接到復(fù)雜系統(tǒng)中。他所設(shè)計(jì)的機(jī)器人，是靠控制不同的層次直接與環(huán)境作用，因此他宣稱(chēng)“根本不需要表征”（1991）。
因此,也有人攻擊動(dòng)力論范式，拒斥表征無(wú)非是對(duì)行為主義規(guī)劃的不成功表達(dá)的一種強(qiáng)烈暗示。說(shuō)它是“無(wú)表征的”，不如說(shuō)它是“在某種類(lèi)型的非計(jì)算的動(dòng)力系統(tǒng)中存在狀態(tài)空間演化的”。
四．對(duì)認(rèn)知科學(xué)的動(dòng)力學(xué)范式的批判性考察
動(dòng)力系統(tǒng)理論對(duì)認(rèn)知行為的連續(xù)性提供了隨時(shí)間變化的自然主義的說(shuō)明。這是其他范式不能說(shuō)明的，其他范式一般來(lái)講是忽略時(shí)間概念的。但人類(lèi)大腦與環(huán)境之間是隨時(shí)有信息交流的，而且是處在不斷變化的，暫態(tài)的連續(xù)的認(rèn)知是隨時(shí)間變化的。
動(dòng)力系統(tǒng)理論的優(yōu)勢(shì)是對(duì)認(rèn)知的描述是多元的，是一種經(jīng)驗(yàn)可檢驗(yàn)的理論，可以對(duì)描述認(rèn)知系統(tǒng)的微分方程進(jìn)行分析修正，也可以用已知的技術(shù)去解這些方程，比起其他理論，它是一種定量的分析，是理解認(rèn)知的一種確定性的觀點(diǎn)。另一優(yōu)勢(shì)是動(dòng)力系統(tǒng)的描述可以展示人類(lèi)行為復(fù)雜的，混沌的特性。動(dòng)力論者認(rèn)為，如此對(duì)認(rèn)知的分析描述，應(yīng)當(dāng)是已經(jīng)找到了替代認(rèn)知科學(xué)中的符號(hào)主義、聯(lián)結(jié)主義的新范式。果真如此嗎
但是前面討論的一些模型外，至今有多少是成功的模型？
對(duì)于表征的理解受到質(zhì)疑.
如何保證動(dòng)力系統(tǒng)的各變量和參數(shù)的恰當(dāng)選擇？系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性問(wèn)題。
認(rèn)知的動(dòng)力系統(tǒng)雖然不是一種隱喻性的，而是一種定量的分析，但對(duì)于定量性描述的因素的選擇基于什么原則？
動(dòng)力學(xué)理論是否構(gòu)成同符合主義、聯(lián)結(jié)主義具有同樣競(jìng)爭(zhēng)力的第三種范式？
它是對(duì)于認(rèn)知的最有潛力和生命力的新范式？
……主要參考文獻(xiàn)
1.R.Brooks(1991)Intelligencewithoutrepresentation,ArificialIntelligence47:139-159.
2.C.Eliasmith(1996)Thethirdcontender:Acriticalexaminationofthedynamicistthoryofcognition,inP.Thagard(ed)(1998)MindReadings:IntroductorySelectioninCognitiveScience.MITPress.
3.S.S.Robertson,A.H.Cohen&R.G.Mayer-Kess(1993)BehaviouralChaos:BeyondtheMetaphor,inLB.Smith&E.Theken(eds),Adynamicsystemsapproachtodevelopment:Applications,Combridge,MITPress,pp.120-150.
Technology, Department of Electrical and
Computer Engineering, USA
Missile Guidance and
Control Systems
2004, 675 pp.
Hardcover EUR 259.00
ISBN 0-387-00726-1
G. M.塞奧里斯 著
雖然導(dǎo)彈制導(dǎo)和控制系統(tǒng)的出現(xiàn)源自軍事目的，但是這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，比如機(jī)器人、工業(yè)過(guò)程控制和全球定位系統(tǒng)（GPS, Global Positioning System）。本書(shū)詳細(xì)的闡述了這項(xiàng)技術(shù)的最新幕后，戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及其對(duì)給定目標(biāo)的制導(dǎo)、控制和采取的策略。
本書(shū)論述了關(guān)于制導(dǎo)飛行的數(shù)學(xué)，涵蓋了如下幾個(gè)論題：導(dǎo)彈的空氣動(dòng)力學(xué)、導(dǎo)彈的數(shù)學(xué)模型、武器發(fā)射、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地形輪廓匹配（TERCOM, Terrain Contour Matching）、巡航導(dǎo)彈的力學(xué)化方程、以及彈道導(dǎo)彈制導(dǎo)。
全書(shū)共分7章：第1章回顧了過(guò)去和現(xiàn)在的制導(dǎo)導(dǎo)彈系統(tǒng)，以及現(xiàn)代武器的演化；第2章討論了導(dǎo)彈通用運(yùn)動(dòng)方程，其中包括通用坐標(biāo)系、剛體運(yùn)動(dòng)方程、D'Alembert定理、以及拉格朗日旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；第3章闡述了空氣動(dòng)力學(xué)和系數(shù)，空氣動(dòng)力學(xué)的力和動(dòng)量的處理，以及導(dǎo)彈尋找目標(biāo)和制導(dǎo)自動(dòng)化等問(wèn)題；第4章處理了各種戰(zhàn)略制導(dǎo)的各個(gè)重要技術(shù)問(wèn)題，包括自動(dòng)制導(dǎo)、命令制導(dǎo)、比例導(dǎo)航和擴(kuò)充比例導(dǎo)航；第5章討論武器發(fā)射系統(tǒng)和技術(shù)；第6章主要闡述戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，包括經(jīng)典雙體問(wèn)題和Lambert理論、隱式和顯式制導(dǎo)、大氣重入、以及彈道導(dǎo)彈的攔截；第7章關(guān)注巡航導(dǎo)彈理論和設(shè)計(jì)，主要討論了巡航導(dǎo)彈導(dǎo)航的概念、地形匹配制導(dǎo)的概念、以及全球定位系統(tǒng)。每一章末尾都標(biāo)明進(jìn)一步閱讀和學(xué)習(xí)的論文和書(shū)籍。除此之外，本書(shū)的幾個(gè)附錄也為讀者提供了很必要的信息：附錄A.幾個(gè)基本參數(shù)；附錄B.技術(shù)詞匯表；附錄C.同義詞索引表；附錄D.標(biāo)準(zhǔn)大氣；附錄E.導(dǎo)彈的分類(lèi)及定義；附錄F.過(guò)去和現(xiàn)在的導(dǎo)彈系統(tǒng)。
本書(shū)的讀者必須熟悉微積分、常微分方程和一些現(xiàn)代控制論的知識(shí)，書(shū)中提供了很多實(shí)際的例子，使得概念更加易于理解。本書(shū)適合航空航天工程學(xué)生，以及從事航天制導(dǎo)技術(shù)和控制技術(shù)研究的工程師閱讀。
丁丹，碩士生
(中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所)
