前沿新知：寻找不用睡觉的技术

前沿新知：寻找不用睡觉的技术（通用4篇）

篇1：前沿新知：寻找不用睡觉的技术

前沿新知：寻找不用睡觉的技术

人类之谜

不眠战士，这似乎只会在科幻小说中出现。两军对垒，拥有不眠不睡的士兵一方无疑是相当可怕的。这时，士兵的睡眠很可能会左右战役的胜败。在“倒萨”战争即将爆发之际，美国媒体披露，美军正在进行这方面的研究。

美军资助不眠士兵计划

睡眠对维持人体机能正常运转至关重要，科学家到现在还不知道睡眠如此重要的确切原因。但有一点可以肯定的是，当人们睡眠不足时就会犯各种各样的错误，严重的还会导致许多惨剧的发生。从切尔诺贝利核电站泄漏事件到美国“挑战者”号航天飞机失事，这诸多灾祸，都被认为是与人的睡眠有关。直到现在，提及睡眠引发的某些惨剧，仍令人心惊胆寒。

美国军方更感兴趣的.是：是否能让士兵在战斗期间不眠不睡？果真如此，这样的士兵不是具有“超人”的能力吗！与敌方比较起来，这该是多大的优势！

最近美国国防部高级研究工程局（DARPA）发表的一份报告中说：“在军事行动中能使部队不睡觉却不影响他们的健康，将会引起作战和军力部署的根本变革。”为打造不眠战士，DARPA出资资助了一个多步骤、多层次的研究计划：从用磁共振改变士兵大脑，到分析不眠候鸟的神经中枢结构。其目的就是想消除或暂时消除士兵的睡眠。

约翰・凯尼是DARPA“持续受援行动计划”的主管，他证实说：“这个计划已经出台。我们关注自然界中的这些神秘力量，并能找到它，再将它运用于实践。某种认为是不可能的方法会在实践中运用。”

科学家研究海豚和麻雀

能够长时间不睡觉的原因

要想研制出让士兵不眠的方式，科学家们首先要在动物身上寻求答案。举个例子来说，哺乳动物海豚生活在水中，但为了呼吸却要随时保持清醒。要做到这样，动物们是让大脑的一部分睡觉休息而另一部分却保持清醒。这能够使它们警觉，不时浮到水面上来呼吸。

海军海洋哺乳动物计划原先是为了训练海豚和海狮去进行水下研究的，现在正对动物们进行PET（正电子放射层析X摄影术）扫描，以期能找出它们更多超常能力的秘密。在类逆戟鲸的幼鲸出生三到四星期里，幼鲸和母鲸都显得十分的活跃。该计划在这个时候就对它们的行为进行了研究。

凯尼说，“第一步是要确定自然界中有这种能力存在，然后才能将它应用于人类。” 同时，尼尔斯・怀顿博格,希望通过小鸟的脑髓来找到答案。白头雀通常会在两年里飞越数千里，往返于阿拉斯加到加利福尼亚之间。在迁徙期间，这些鸟在任何情况下也不会睡觉。“即使它们被关在笼子里，也会本能地跳来跳去，而不睡觉。”怀顿博格说：“在这些季节中，它们偶尔会打瞌睡，但绝不是真正的睡着了。”

怀顿博格在同在威斯康星大学的鲁思・本凯的指导下，对这种麻雀进行了研究。在麻雀

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篇2：前沿的齿轮加工技术

1. 环保干切化

环保干切在齿轮加工方面已得到应用, 国内外主机厂如美国Gleason公司、日本三菱公司、国内重庆机床等均研发了专用干切滚齿机床。与传统湿切方式相比, 干切方式不需要切削液, 既环保又降低了滚齿加工成本, 干切方式还可以采用更高的切削速度, 提高加工效率。按照干切机床的加工要求, 各主要工具厂家均研发了环保干切滚刀, 例如Gleason公司、NACHI公司、SU公司、汉江工具等, 环保干切滚刀按材料分有整体硬质合金滚刀、硬质合金可转位滚刀、粉末冶金高速钢滚刀。

整体硬质合金滚刀一般用于模数小于2mm的齿轮, 精度可达AAA级, 切削速度可达250m/min以上;硬质合金可转位滚刀一般用于模数大于6~45mm的齿轮, 主要用于磨前粗切, 切削速度可达120~150m/min;粉末冶金高速钢滚刀一般模数范围更宽, 可涵盖所有模数范围, 这类刀具均采用高性能粉末冶金高速钢制造, 刀具韧性好, 加工难度小, 其结构特点是小径加长结构, 减少进刀出刀时间, 并进行串刀, 提高了刀具寿命和加工效率, 采用粉末冶金材料和高性能涂层, 切削速度可达150~200m/min, 精度DINAA级或GBAA级。环保干切必将成为切齿加工的主要方式。

2. 齿轮刀具硬质合金化

在传统意义上, 齿轮刀具材料一般是高速钢 (高性能粉末冶金高速钢也已普遍应用) , 随着硬质合金材料的发展和加工技术的进步, 硬质合金刀具比例越来越高, 在欧洲发达国家已高达70%以上, 近年来国内外各刀具厂商如Gleason、Kennametal、Fette、Ingersoll、Sandvik Coromant研发了各种硬质合金可转位齿轮刀具, 大大提高了齿轮加工效率, 也大大提高了刀具寿命。可转位硬质合金齿轮滚刀, 头数1或2头, 刀片可转位2次或4次使用, 模数范围5.5~40, 和高速钢滚刀相比, 这类刀具切削速度更高可达100~150m/min (同类高速钢镶片滚刀切削速度仅30m/min) , 干切, 切削效率提高1~3倍。除大模数可转位合金滚刀外, Sandvik Coromant还研发了模数5~8的机夹式硬质合金滚刀, 不同的是滚刀每个刀齿采用一个刀片, 装配精度可达DIN B级, 结构新颖。

在小模数 (m<2) 齿轮加工方面, 已开发了系列整体硬质合金滚刀, 精度AAA~A级, 切削速度可达250m/min以上, 与此同时, 以上公司还研发了硬质合金可转位齿轮铣刀, 既可用于外齿轮加工, 又可高效加工内齿轮, 特别是风电行业大型内齿圈的高效加工, 除用于粗切外, 还可直接精切齿轮, 加工精度可稳定达GB8级, 这也说明硬质合金刀片制造技术的进步, 模数范围m6〜40, 切削速度也可达到100~150m/min, 切削效率提高1~3倍。值得一提的是在国内外, CBN、PCD等超硬刀具也得到了越来越多的应用, 也会成为未来刀具发展的方向。

例如山特维克可乐满Coro Mill176是可重磨高速钢刀具最具性价比的替代产品, 专用于加工模数范围4到10的齿轮。

此类刀具能达到更高的切削速度, 并且用户换刀简单快捷, 这样就缩短了生产周期, 由此使其成为高效率齿轮铣的理想选择。

3. Invo Milling™柔性齿轮加工解决方案

如何在第一时间获得加工所需的解决方案, 是客户在不断变革的齿轮加工格局中保持领先地位的关键因素。这也正是山特维克可乐满推出Invo Milling解决方案的原因, 希望能帮助客户进一步缩短齿轮加工的交付周期。

Invo Milling是一种外齿轮和花键加工工艺, 具有无可匹敌的灵活性, 对于小批量生产以及注重短时间内完成的生产都非常有吸引力。

InvoMilling 1.0是基于Invo Milling技术开发的CAM软件包。通过简单的工件参数输入、加工策略选择、刀具选择等几步操作即可生成机床所需的程序代码。该软件配合五轴机床后, 通过一组刀具即可加工多种不同齿形的外齿轮或花键。

软件通过3个简单的步骤生成Invo Milling的完整数控程序:

(1) 通过输入零件图样中的齿轮参数来定义齿轮的几何形状。

(2) 选择加工策略, 添加粗加工和精加工工序, 从刀具数据库中选择要使用的刀具。

(3) 在机床自动生成NC程序之前, 模拟加工过程以验证刀具路径。

4. 客户案例

篇3：前沿新知：寻找不用睡觉的技术

任何一项工程建设都需要好的设计，然后按设计施工，才会取得好的建设效果。同样，教学也需要有好的教学设计，才能取得满意的教学效果。

什么样的教学设计才算得上是好的教学设计呢？我三十年的教学实践证明：教学设计要为学生寻找接受新知的“图式”服务。

认知主义学习理论的代表人物、瑞士著名心理学家和教育学家皮亚杰认为，图式是在某种特定领域中拥有的有组织的及有内存联系的陈述性知识的记忆结构，当学习者从类似事件的多次经验中抽取出其共同之处时，图式便形成了。大家知道，要想知道一种植物是不是树，在我们的脑海中一定要有一种树的判断标准：树要有树干、树冠、树枝、树叶，甚至花、果、种子等。这种标准就是关于树的“图式”。

学生的学习过程很多时候也是在为寻找接受新知的“图式”，但由于学生的经验积累不够，面对一个个新知的时候，很难能顺利找到所需的“图式”。作为教师，我们在编写教学设计时，首先想到的就是帮助学生找到这种“图式”。“图式”找得好，找得准，不仅能帮助学生有效掌握新知，激发学生的学习兴趣，还能让学生热爱该学科。记得袁隆平院士在接受中央电视台采访时说过：“我喜欢化学、地理、英语，最不喜欢数学。”原因就是在上初中学习负数的时候，搞不清楚为什么两个负数相乘得正数，就去问老师，老师说：“你记住就行了。”从此，袁隆平认为数学是不讲道理的，也就对数学失去了兴趣。袁隆平院士不喜欢数学的故事，是对我们数学教师极大的嘲讽，是数学教师的悲哀。

其实，袁隆平院士认为数学不讲道理，就源于该教师没能帮助学生找到“负负得正”的“图式”，至少应帮助学生找到一个能让学生信服的解释，以免让学生产生数学是不讲道理的歧义。

一个好的教学设计，除了有一个明确的目标外，接下来要做的最重要的事就是寻找达到目标的有效策略，其中寻找到学生易接受新知的“图式”便是有效的策略之一。

如何找到接受新知所需的“图式”呢？30年教学生涯，特别是袁隆平院士不喜欢数学的故事，对我的触动和震撼让我在平时的教学设计中做了一些探索。虽不成体统，但实际教学效果是非常好的。

2014年省教科院举行的“一师一优课，一课一名师，课课有精品”活动中，由我执教的沪科版七年级数学上册《用加减法解二元一次方程组》一节，由于教学设计充分考虑到为学生寻找接受新知识的“图式”因素，实际教学中的效果出乎意料的好，受到众同行的好评及同学们的称赞。现将该教学设计片断摘录如下：

《用加减法解二元一次方程组》设计片断：

师：请同学们对方程组（1）和（2）中的两个方程分别相加减

方程组

3x+2y=7①

5x+3y=13 ①

3x-2y=-1②

7x-4y=10 ②

生1：对方程组（1）中的①②两个方程分别相加减得：6x=6， 4y=8

对方程组（2）中的①②两个方程分别相加减得：12x-y=26，-2x+7y=3

师：从上述的加减中，你们发现了什么？

生2：方程组（1）中，不论是加还是减，都能消去一个未知数。方程组（2）中，不论是加还是减都不能消去任何一个未知数。

师：回答得很好，请大家思考、讨论为什么会出现这种情况呢？

生3：通过思考和讨论：我们发现出现这种情况的原因是：方程组（1）中的两个未知数的系数要么相等，要么互为相反数，所以通过加可以把系数互为相反数的未知数消去；而通过相减，可以把系数相等的未知数消去。而方程组（2）中的两个未知数的系数既不相等，也不互为相反数，所以不论是加还是减，都不能消去任何一个未知数。

师：这位同学回答得真好！同学们，要用加减法解像方程组（2）这样的方程组，关键要干什么？

生4：关键要把方程组（2）中两个未知数的系数变为像方程组（1）中那样，相同未知数的系数相同或互为相反数。

师：像方程组（2）这样两个未知数的系数本来不相等或不互为相反数，能变成相等或者互为相反数吗？怎么变呢？

（学生陷入沉思之中）

师：同学们，在小学学习分数加减法时，是怎么运算的？大家会运算吗？

生（众多）：（突然来了精神）会！会！会！

师：请一位同学给大家讲讲分数加减法法则。

生5：同分母分数相加减，分母不变，分子相加减；异分母分数相加减，先通分，再按同分母运算。

师：请你再讲讲什么是通分？怎样通分？

生5：把分母不相同的变成相同的过程，叫作通分；找到不同分母的最小公倍数，利用分数的基本性质，就可以不改变分数值的大小，来变成同分母的分数。

师：回答很好。把分母不同的分数，可以变为分母相同的分数，且分数值大小不改变，同学们想一想，能不能把方程组中系数不相等或者系数不互为相反数的变成系数相等或者系数互为相反数呢？

生（众多）：可以……

生6：其实我们已经从“通分”中找到了答案，只要我们把相同未知数的系数的最小公倍数找到，然后利用等式的基本性质，在保证等式不变的情况下，将相同未知数的系数变成相等或者互为相反数，即可完成转化过程。

师：同学们，这种转化过程与“通分”是不是非常类似？

生：（齐声）是。

师：为便于大家记住这个过程，我们把这一过程形象地称为“通系”，好不好？

生：（齐声）好！太好了！！解二元一次方程组，只要“通系”就能用加减法了！

……

通过对课堂练习统计，学生达标率100%，这在我的其他课堂上很少有过的。

本节课上完后，平行班另外三位老师也都按此设计在各自班级上了该课，都说此设计比传统设计效果好得多。自从我采用此设计上完课，七年级的师生给我起了个绰号叫“通系老师”。一次下课后，同学们又围着我说：“老师，我们一看到你就想起‘通系’，一想到‘通系’，用加减法解二元一次方程组我们一辈子都不会忘记。‘你’‘通系’‘加减法解二元一次方程组’，三者我们已经打包存到我们的记忆硬盘中了，永远不会丢失！”

现在想来，在编写此课的教学设计时，我也仅仅多了一层替学生寻找他们接受新知的“图式”而已。此节课的“图式”“通分”也成为新知“通系”的孪生兄弟。“通系”将伴随着通分一起永远固化在我的学生的记忆里。

我们在编写教学设计时，只要处处为学生接受新知着想，能想方设法把学生送入学习新知的高速路口，让他们驶入学习新知的快车道，并为学生导航，就能寻找到学生所需的“图式”，就能编出实用、高效的优秀的教学设计。

篇4：数字动画前沿技术的艺术表现

一、国内数字动画技术运用状况

我国早期动画片曾经产生或很多经典作品, 例如《小蝌蚪找妈妈》、《猴子捞月》、《黑猫警长》、《牧童》等, 但是近些年来, 国产动画片产生经典的作品较少, 没有找到适合自己发展的道路。而日本、欧美动画涌进了我国的市场, 并且受到了广大青少年的欢迎。因此, 国内动画片产业的形势不容乐观, 必须进行创新, 必须寻找出具有中国自己特色的方向。国产动画技术运用出现问题的原因主要表现在: (1) 中国动画的发展重技术轻艺术。盲目采用三维动画软件, 本身可以用二维技术完成的动画, 却因为盲目采用先进技术, 制作出的角色完全没有表情, 影响了动画片的整体质量, 这给动画片带来很大的制作误区。国外动画片的票房收入很高, 国内动画片理应吸取国外的先进技术和经验, 但是决不能完全模仿, 失去了中国特色。例如, 《魔比斯环》这部由国内环球数码公司制作的3D动画电影就是因为完全模仿好莱坞模式, 忽视了中国的民族化, 所以导致票房惨淡。 (2) 国内动画基础设施薄弱, 动画制作技术没有得到充分资金的支持。国内有很多公司由于资金不足, 而无法使用正版软件系统, 导致在动画制作过程中发生了很多问题。强化数字动画的艺术性和文化内容是中国动画产业发展的必然。只有艺术与技术相互支撑, 以视听语言为基础, 将动画的蒙太奇语言注重起来, 剪辑技巧等, 只有这样国内动画产业才能得到健康的发展。近年来, 国内上映的动画影片如《小兵张嘎》等都受到了观众的欢迎, 这些动画片均采用了最简单的二维无纸制作, 这样的动画注重了作品的艺术性, 从而才取得了成功。

二、数字软件的兼容性和互通性

在制作传统动画片时基本上也仅仅使用一种动画软件, 由于当时的动画软件无法进行兼容, 导致无法互通资料, 从而导致动画片的艺术形式较为单一。随着数字动画软件的普遍应用, 动画软件之间实现了兼容和互通, 从而创作出丰富多彩的动画形式。数字软件的兼容性和互通性主要体现在以下几个方面: (1) 三维动画具有一定的真实性, 但是与实际物体相比又是虚拟的, 虚拟真实性是三维动画的主要特性。而传统二维动画角色与数字三维背景的结合是数字软件的兼容性和互通性的最初表现。这种方式的动画避免了重复描绘多个角色的繁重劳动, 有体现出了真实性, 这样不仅使制作时间节省了, 而且使制作出的二维动画更具有透视感和真实感。 (2) 动画片往往杂糅多种类型元素。动画片艺术风格的这种杂糅也是数字软件兼容性和互通性的具体体现。随着数字动画软件的不断开发与使用, 越来越多的动画艺术风格呈现出来。这样不仅使动画的艺术水平得以提高, 而且还使制作效率得以提高, 进而使推广起来更容易。例如, 前些年获得国际大奖的国产动画片《桃花源记》, 它就是将多种动画艺术风格杂糅起来。 (3) 多种软件的功能得到了更好的应用也是数字软件的兼容性和互通性的具体体现。在制作动画片时, After Effect软件也能起到很好的辅助作用。After Effect软件在动画片后期的合成中发挥着重要作用, 并且能够配合很多的三维软件同时使用, 当然与类似Photoshop等平面软件相结合。到目前为止, 在后期合成过程中, 起着非常重要作用的就属After Effect软件了。

三、动作捕捉技术的应用技巧

随着人们生活水平的不断提高, 人们对动画片的制作也提出了更高的要求, 因此, 促使越来越多的动画片在制作特效制作时采用了动作捕捉系统。动作捕捉系统就是将真人的动作和表情信息进行实时捕捉, 并且给他们都赋予各自的数字角色模型, 这样避免动画失真。目前, 在很多动画片中都使用了动作捕捉技术, 例如, 《妖怪屋》、《贝奥武甫》、《阿凡达》等。动作捕捉技术的运用为当今动画的制作开创了全新的制作理念。动画片《贝奥武甫》之所以那么逼真, 都是由于采用了动作捕捉技术以及相关人员的技术水平。

在运作捕捉技术最为典型的案例中, 电影《贝奥武夫》占据重要位置。它在捕捉时, 同时在演员身体、手部、面部捕捉, 同时还与多角色多道具相结合, 甚至骑手与马匹相结合的动作拍摄也会存在。例如, 一个宴会厅的镜头, 有14个人聚集在整个餐桌上, 道具就有20多件, 要同时捕捉角色的身、手、面。在这个环节的制作过程中, 一个Vicon的Blade用户自定义软件由制作者使用, 一个25×35英尺的舞台由该软件中的Imageworks建造, 同时将244台Vicon MX40照相机安装在它的周围, 来同时捕捉多人的动作数据。对这么多的人和道具的信息进行采集, 采用动作捕捉系统强大的后期处理功能会非常顺利的完成。制作者在剪切完片段后将收集来的动作数据再度精确化, 然后放入序幕中。将制作人员分为两队, 一对是负责角色的身体动作部分的编辑, 另一队是负责角色脸部的动画编辑。这两队人员在动作创建器中调节完数据后, 数据收集员会将它们应用在Maya的高清晰搭件中, 然后制作人员让动画模型的眼部、手部、脸部与这些数据相匹配。就这样《贝奥武夫》这么复杂的动作就捕捉完成。

四、结语

随着文化产业的发展, 数字动画业不仅带来了可观的经济效益, 而且也提高了社会效益。国家已经出台了一系列产业政策, 对很多动漫基地进行投资建设, 为动画产业发展提供了良好的基础。随着数字技术和互联网的发展, 我国动画事业必须以先进的数字技术为辅助手段, 创造出体现民族风的作品。

参考文献

[1]胡欣.中国三维动画的艺术表现特点探究[J].安徽文学 (下半月) , 2009, (07) .

[2]赵妮娜.我国动画产业发展政策研究[J].鞍山师范学院学报, 2008, (01) .

[3]严顺.数字化技术在二维动画设计中的应用研究[D].山东大学, 2010