常规稻与杂交稻谷的仿生电子鼻分类识别

气味是进行稻谷品种及其品质识别的重要方法之一,作为一种基于仿生嗅觉的机器检测方法,仿生电子鼻在水稻品种的分类识别中具有较好的应用前景。常规稻与杂交稻在食味品质等方面存在一定的差异,为了解应用电子鼻进行常规稻谷与杂交稻谷识别的可行性,采用PEN3电子鼻对同季同地域收获的3种常规稻(中香1号、湘晚13、瑶平香)和3种杂交稻(伍丰优T025、品36、优优122)稻谷样品的气味信息进行了采集和分析。首先通过过载分析(Loadings)法分析了电子鼻检测稻谷气体挥发物时的各传感器贡献率,分别针对基于特征值的提取和稻谷气味检测对电子鼻传感器阵列中的传感器进行了优选,阐明了稻谷气体挥发物检测中应以对硫化物、氮氧化合物、芳香成分和有机硫化物敏感的传感器为主。随后,分别采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)、线性判别法(linear discriminant analysis,LDA)和BP神经网络对6种不同稻谷之间、常规稻与杂交稻之间的分类识别进行了研究。结果表明,PCA分析法与LDA分析法在对6种不同稻谷之间的分类以及常规稻与杂交稻之间的分类中均未取得理想的效果,存在部分样本数据点重叠或样本数据点较近的情况,在实际应用中易发生混淆;而BP神经网络在对6种不同稻谷之间的分类中对测试集的识别正确率分别达到了90%,在常规稻与杂交稻之间的分类识别中对测试集的识别正确率达到了96.7%。上述试验验证了电子鼻用于常规稻与杂交稻稻谷分类识别的有效性,为常规稻与杂交稻的快速、无损分类识别提供了一种新的方法。     

基于camshift仿生机器鱼水下探测算法的设计与实现

提出了一种集成多个红外测距传感器,CMOS摄像头的仿生机器鱼,设计了仿生机器鱼的传感器网络,分析了仿生机器鱼在水面上与障碍物和目标物之间的几何关系.对漂移算法中的camshift算法进行了介绍,并把camshif算法运用到仿生机器鱼的视觉算法中.以模糊算法为基础设计了一种有效的路径规划控制算法.通过camshit算法与路径控制算法有效的结合,使机器鱼能够在水中自主躲避障碍物,并探测到目标物反馈信息.最后用试验验证了算法的有效性.     

一种测试鳞翅目幼虫嗅觉行为的高效选择装置

昆虫的寄主定位、产卵选择、聚集、求偶等行为受到来自昆虫周围环境的挥发性气味化合物的影响和调控。研究挥发物对昆虫行为的影响作用主要采用Y形嗅觉仪等行为检测装置,而研究挥发物对鳞翅目幼虫的影响作用却缺乏专业、高效的装置。本研究设计制作了研究鳞翅目幼虫行为的高效选择装置,适用于高效筛选对鳞翅目幼虫具有引诱、驱避等作用的挥发物。小菜蛾3龄幼虫的行为选择测试结果表明,对小菜蛾幼虫引诱最强的植物为大白菜,其次是油菜和甘蓝;花生叶片对小菜蛾幼虫没有作用;而番茄叶片对小菜蛾幼虫则具有驱避作用。由此说明该装置可以有效测定小菜蛾幼虫对不同挥发物的反应,将为挥发物对昆虫行为的影响研究、进而筛选新的化合物来控制虫害提供新的技术支持。     

紫茎泽兰不同部位的化学成分及其生物活性

到目前为止,已经从紫茎泽兰这种重要的外来入侵植物中分离出100余种化学成分,这些化学成分的主要种类有单萜类、倍半萜类、三萜类、甾体类、黄酮类、苯丙素类及各类衍生物。紫茎泽兰化学成分的生物活性主要表现为杀虫、抑菌和对其它植物的化感作用等。简要介绍了紫茎泽兰不同部位的化学成分及其生物活性研究的进展,为深入探讨紫茎泽兰对生物多样性的影响机理和新型仿生农药先导化合物的开发,提供参考。     

落叶松挥发物及7种药剂对兴安落叶松鞘蛾嗅觉和产卵反应的影响

使用7种药剂及筛选出的对雌虫有活性的挥发物成分,喷施到健康落叶松苗上,观察成虫的趋向行为、嗅觉和产卵反应。结果表明:对雌成虫,S-α-蒎烯0.004mol·L-1、S-β-蒎烯0.0004mol·L-1和3-蒈烯0.04mol·L-1有诱引作用(P<0.05);对S-α-蒎烯0.04mol·L-1和月桂烯0.8mol·L-1有显著驱避作用(P<0.01);吡虫啉3000倍液和甲胺基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂2000倍液对鞘蛾有明显驱避作用(P<0.01或P<0.05)。与对照平均每雌产卵量15.79-16.73枚相比,喷施挥发物和7种药剂均能够显著降低鞘蛾在落叶松苗上的产卵量;其中,鞘蛾在喷施水芹烯0.0004mol·L-1和月桂烯0.8mol·L-1的落叶松苗上的平均每雌产卵量最少,分别为5.63枚和5.21枚,喷施阿维菌素和吡虫啉枝时平均每雌产卵量分别为3.13枚和3.33枚。     

仿生鱿鱼肉鳍扑动推进机理数值研究

在仿生机器鱿鱼的设计制作中,通过肉鳍摆动辅助腕的收缩以及喷水推进的组合,使得鱿鱼可以以多种运动形式进行游泳。为研究鱿鱼肉鳍的扑动推进机理,采用计算流体力学(CFD)方法对生物鱿鱼外形进行等比例数值建模,计算分析鱿鱼肉鳍在不同扑动角度下的水动力特性。在此基础上,通过改变肉鳍占体比例、肉鳍形状等参数,研究不同参数对鱿鱼肉鳍扑动推进性能的影响。结果显示:鱿鱼肉鳍扑动过程中肉鳍上下表面出现明显涡流区与压力差,鱿鱼在该压力差的作用下完成升沉运动与水平运动;当鱿鱼肉鳍占体比例超过0.3时,升沉力与水平推进力均随肉鳍占体比例的增加呈明显上升趋势,而阻力变化趋于稳定,适当增加肉鳍的占体比例可获得更高的扑动推进效率;横菱形肉鳍具有较高的推进效率与较低的游动阻力,在仿生鱿鱼设计中是一种较为理想的选择。研究结果为仿生机器鱿鱼的设计制作提供了计算方法和理论参考。     

嗅觉可视化技术及其对四种食醋的识别

不同的食醋散发的香味具有一定的相似性,同时又有各自的特征,怎样快速表达这些特征是一大难点。本研究根据Kenneth S. Suslick教授的思路,筛选出23种卟啉类化合物和7种疏水性pH指示剂,制成一个5×6气体可视化传感器阵列。文章详细介绍了嗅觉可视化系统及其操作步骤,并利用气体可视化传感器阵列对4种传统食醋进行了测试。聚类分析表明,当取相似度为12时,样本被区分为镇江香醋、山西老陈醋、四川麸醋、浙江玫瑰米醋。研究表明嗅觉可视化技术可用于食品气味的可视化分析和图像指纹表达。     

三七连作障碍研究进展

目的与三七传统种植模式进行对比,通过三七仿生种植模式探索三七连作障碍的土壤微生态机理,分析三七根际土壤微生物,明确三七传统种植与仿生种植的土壤微生物的多样性差异。方法利用传统的土壤分离微生物方法对三七根际土壤微生物进行多样性分析。结果仿生种植模式下,一年七、二年七和三年七的根际土壤细菌数量比灭菌后未种植三七的土壤(CK)细菌数量分别高90%、122%和77%;而传统种植模式下,二年七和三年七根际土壤的细菌数量分别比CK低37%和41%。仿生种植模式下,3个年份的三七根际土壤中,镰刀菌属的相对分离频率都小于传统种植模式。结论与三七传统种植模式相比,仿生种植模式可以提高细菌在土壤微生物中的含量,抑制镰刀菌的生长,丰富有益微生物的种类,维持土壤微生物菌落结构的平衡。     

斗栱名称规律及斗口模数制度阐释——云南建水指林寺大殿实测数据分析

指出了斗栱是中国古代木结构建筑的重要标志,是集古人智慧与建筑审美发展于一身的整体。唐宋至明清斗栱的名称随形态及作用的改变而发生着变化。对宋式斗栱和清式斗栱命名规律作出解释。后人总结出宋式斗栱以铺作数命名,数字上有奇数有偶数。清式斗栱以出踩数命名,命名数字全部是奇数,有种解释,一是古人认为奇数为阳,偶数为阴,二是在中国古建筑中强调中心对称,但古人最初命名规律是从仿生观念而来。指林寺大殿用材三等,木构件尺寸中存在着斗口制度,斗口的大小是清代的两倍。