透明性范文

透明性范文（精选12篇）

透明性 第1篇

1 端对端论点

端对端论点与网络透明性有关,它为思考网络和使用网络的应用程序之间关系的方式创造了条件。

1.1 端对端争论

端对端争论主要有两点,一是端对端的功能只能通过端系统自身而运行无误,二是端对端的安全性问题。大多数大型网络(尤其是因特网)实际上是由各自独立控制和管理的较小的网络组成的,它们通过防火墙、网关、代理(Proxy)以及类似的设备彼此连接。这些设备拼命破坏网络透明性,通常是在对创新的分布式应用程序而言潜力最大的地方—网络边缘造成了破坏。

1.2 端对端的实施

为了改进和优化TCP(传输控制协议)的执行,人们许多年来一直进行很多的工作,有趣的是这些只给TCP带来极小的变化。然而一些有关TCP实现的成功的实践已经建立起来,并且那些被遗弃的路由机制也被调整,在拥挤的情况下用来增强系统的表现能力。虽然TCP是很容易被人们接受的,QOS机制和新的传输协议的出现会导致一些端对端执行的问题。

1.3 端对端地址的透明性

端对端地址的透明性会有两个明显的结果,一是信息包可以在网络上不需改变的漫游,二是源地址和目标地址被端系统用作标签。但是,现在非地址透明性是一个很普遍的现象,我们必须认识到因特网失去了端对端的透明性。

2 影响网络透明性的原因

2.1 防火墙(Firewall)

防火墙将一个网络分隔成以防火墙为界的两个网络。任何从一个网络传递到另一个网络的信息都必须通过防火墙。防火墙所处的关键性位置允许它监视和控制网络间的流量。防火墙是安全网络不可或缺的部分。以下是几种防火墙。最简单的一种防火墙在网络层过滤信息。这种类型的过滤称为包过滤,因为它从通过防火墙的包流中除去与某种标准匹配的包。删除是根据寻址信息(包的源地址和目的地址)或协议类型(IP、IPX等)进行的。包过滤防火墙的主要缺点是它们不检查通过防火墙的包的内容。应用程序网关(也称为应用程序代理或应用程序级代理)比包过滤防火墙更复杂。应用程序网关担任驻留在防火墙后面的应用程序的代理。首先应用程序建立一个与应用程序网关的连接,然后,应用程序网关建立到应用程序的最终目的地的连接。接着,应用程序和目的地之间的流量从网关流过。应用程序级网关理解数据并能根据数据进行过滤决策。还有其它类型的防火墙,但它们由相同的目标所支配:控制在两个网络之间传递的信息流。

2.2 网络地址转换

网络地址转换(Network Address Translation)(NAT)是商业网用私有地址的不可避免的产物,商业网需要用它和因特网随意交流。NAT允许多台机器使用唯一IP地址访问因特网。通常,从为内部网保留的地址块中为NAT网关后面的机器分配一个IP地址。NAT网关是该网络中唯一拥有因特网可访问IP地址的机器。NAT网关透明地重写来自内部网上机器的包,这样对于外部主机来说,它们就象是来自NAT网关本身。NAT网关重写返回的包,以便它们流回到内部网上适当的机器。对于因特网上其它设备而言,只有一台主机和一个IP地址,并且所有的流量看起来都是来自这台机器的。NAT很流行,因为它为网络管理员提供两个重要的优点:方便和安全性。因为内部网使用的IP地址都来自于一个保留的子网,所以管理员可以在他们的网络中添加和删除机器而不会与其它组织使用的IP地址冲突,也不必从外部实体申请新的IP地址。此外,NAT网关通过对因特网隐藏内部IP地址和内部机器来担任某种类型的防火墙。仅当向某个外部地址发送过出站包时,NAT才允许来自该地址的流量入站。遗憾的是,从应用程序开发的立场来看,后一个特性是令人讨厌的。NAT网关后面的应用程序可以任意与外部应用程序联系,但外部应用程序却不能同样方便地与NAT网关后面的应用程序联系。还有,不同NAT网关后面的应用程序之间彼此不能直接联系。

2.3 其它障碍

它们对分布式应用程序的影响往往相对较小,如WAP。WAP正面临着极大的压力,要求与更常用的协议互操作得更好,因此将来对WAP的争议有可能越来越少;透明高速缓存也威胁着网络透明性。透明高速缓存截取向远程目的地发送的请求,并透明地使用本地高速缓存的数据为这些请求服务。它们根据这条原理进行操作—某些类型的数据(如静态网页)的更改并不频繁,所以本地副本几乎和实际数据一样好。尽管如此,实际上对于分布式应用程序而言,透明高速缓存并不是问题;将多台服务器隐藏在同一IP地址后面的负载均衡设备也干扰了网络透明性,不过它们对分布式应用程序的影响也是有限的。

3 网络障碍的概念模型

尽管有许多实际障碍影响着网络透明性,但可以将它们中的大部分抽象成一组类似的案例。每种案例都以特定的方式妨碍透明性并影响应用程序。理想情况下,分布式应用程序组件之间的网络就象玻璃:完全透明。端对端论点提出理想的网络必须表现出两个特征:单一、通用的寻址方案和开放的通信。单一、通用的寻址方案意味着应用程序组件可以明确地标识网络上的其它应用程序组件。开放的通信意味着应用程序可以与网络上它知道其地址的任何其它应用程序连接并开始会话。前面描述的障碍削弱这两个特征中的一个或全部。

4 解决方案分析

如果除去先前描述的障碍就好了,但是除去这些几乎是是不可能的。以下是几种未来可能的解决方案,但是没有一种是彻底的、简单的、直率的方法。

4.1 成功地从IPv4过度到IPv6

IPv6完全在各个主机和路由上实现,包括适应中间件、应用程序和管理系统。因为IPv6的地址空间是足够大的可以满足所有可能的需要,网络地址的透明性可以得到恢复。传输模式的毫IPSEC能够在原则下配置,有足够的安全政策工具和关键的基础组织,但是商业网/防火墙模式会仍然存在。

4.2 IPv6的完全失败,重新分配IPv4的地址空间

在这种情况下IPv6没能达到任何更好的配置层次,IPv4地址是唯一可用的机制并且地址透明性不可恢复。从长远眼光看,全球一的IPv4地址几乎完全被分配,没有新的地址可以用做其他新的用途。如果能够建立一种机制,它可以连续地恢复和重新分配IPv4的地址,全局的地址空间可以得到维持。它可以日益增多地过度到商业网的私有地址模式,全球地址可以从几百万的地址池里暂时得到分配。

4.3 牺牲单一、通用寻址方案

牺牲单一、通用寻址方案的观念,NAT以及相关技术的一个副作用就是一个IP地址不再唯一地和统一地标识网络上的一个应用程序组件。我们需要更好的寻址方案,一个接受大型网络实际上是较小网络的集合这一事实的方案。它必须要求资源标识符包含关于网络结构的足够信息,以便允许应用程序组件彼此可靠地进行标识。

4.4 牺牲开放的通信

牺牲开放的通信,NAT创建的单向玻璃和由防火墙创建的盲点和黑洞阻止了应用程序组件建立与其它应用程序组件的连接。我们需要使应用程序更容易绕开此类问题的基础结构。不能直接通信的应用程序组件必须依靠中间组件来架设越过沟壑的桥梁。

5 总结

由于因特网的快速发展,商业网采用TCP/IP技术使用大量的私有地址空间,IPv4的地址空间已不能满足需要,并且为了保证信息的安全性,人们采用了加密技术以及其他的网络技术,网络透明性因而丢失。端到端因特网透明性的两个最大障碍:NAT设备(这种技术在微软的世界中被称为“因特网连接共享”)和防火墙。这些设备流行的原因是它们为家庭用户和网络管理员提高了安全性并简化了连接性和网络管理,但它们却不能保证网络的透明性。网络透明性应该得到人们的高度重视,虽然采用了一些恢复网络透明性的措施和方案,但都没有很好的解决问题,网络透明性问题的解决需要一种全新的机制(IP v6是理想的机制),而这种全新的机制建立与完善需要很长的期待。

摘要：网络透明性指的是单一全局逻辑地址规范因特网概念,通过这种机制,信息包可以基本不改变地从源点送到目的地。端对端的问题及许多常见的网络设备(防火墙和NAT网关等)破坏了网络透明性。因特网的快速发展,商业网采用TCP/IP技术使用大量的私有地址空间,IPv4的地址空间已不能满足需要,网络透明性因而丢失。虽然采用了一些恢复网络透明性的措施和方案,但都没有很好的解决问题,网络透明性问题的解决需要一种全新的机制。

关键词：网络透明性,端对端,防火墙,网络地址转换

参考文献

[1]B.Carpenter.Internet Transparency.RFC2775.2000.[1]B.Carpenter.Internet Transparency.RFC2775.2000.

[2]David D.Clark,Marjory S.Blumentha.Rethinking the design of the Internet:The end to end arguments vs.the brave new world.ACM Transactions on Internet Technology(TOIT)archive Volume1,Issue1(August2001).[2]David D.Clark,Marjory S.Blumentha.Rethinking the design of the Internet:The end to end arguments vs.the brave new world.ACM Transactions on Internet Technology(TOIT)archive Volume1,Issue1(August2001).

防火墙的透明模式及透明代理 第2篇

透明模式的防火墙就好象是一台网桥(非透明的防火墙好象一台路由器)，网络设备(包括主机、路由器、工作站等)和所有计算机的设置(包括IP地址和网关)无须改变，同时解析所有通过它的数据包，既增加了网络的安全性，又降低了用户管理的复杂程度。

而与透明模式在称呼上相似的透明代理，和传统代理一样，可以比包过滤更深层次地检查数据信息，比如FTP包的port命令等。同时它也是一个非常快的代理，从物理上分离了连接，这可以提供更复杂的协议需要，例如带动态端口分配的H.323，或者一个带有不同命令端口和数据端口的连接。这样的通信是包过滤所无法完成的。

防火墙使用透明代理技术，这些代理服务对用户也是透明的，用户意识不到防火墙的存在，便可完成内外网络的通讯。当内部用户需要使用透明代理访问外部资源时，用户不需要进行设置，代理服务器会建立透明的通道，让用户直接与外界通信，这样极大地方便了用户的使用。

一般使用代理服务器时，每个用户需要在客户端程序中指明要使用代理，自行设置Proxy参数(如在浏览器中有专门的设置来指明HTTP或FTP等的代理)，

而透明代理服务，用户不需要任何设置就可以使用代理服务器，简化了网络的设置过程。

透明代理的原理如下：假设A为内部网络客户机，B为外部网络服务器，C为防火墙。当A对B有连接请求时，TCP连接请求被防火墙截取并加以监控。截取后当发现连接需要使用代理服务器时，A和C之间首先建立连接，然后防火墙建立相应的代理服务通道与目标B建立连接，由此通过代理服务器建立A 和目标地址B的数据传输途径。从用户的角度看，A和B的连接是直接的，而实际上A 是通过代理服务器C和B建立连接的。反之，当B对A有连接请求时原理相同。由于这些连接过程是自动的，不需要客户端手工配置代理服务器，甚至用户根本不知道代理服务器的存在，因而对用户来说是透明的。

代理服务器可以做到内外地址的转换，屏蔽内部网的细节，使非法分子无法探知内部结构。代理服务器提供特殊的筛选命令，可以禁止用户使用容易造成攻击的不安全的命令，从根本上抵御攻击。

防火墙使用透明代理技术，还可以使防火墙的服务端口无法探测到，也就无法对防火墙进行攻击，大大提高了防火墙的安全性与抗攻击性。透明代理避免了设置或使用中可能出现的错误，降低了防火墙使用时固有的安全风险和出错概率，方便用户使用。

透明性 第3篇

12月7日，奇虎360针对做空机构香橼发布的第三份质疑报告再次作出反击，称文章包含多处事实错误和误导性的猜测。受此影响，奇虎360当天的股价逆市上涨3.35%。

对此，未来资产证券发布投资报告称，没有发现奇虎360公布的广告营收数据中存在造假迹象，维持奇虎360股票“强力买入（Top Buy）”评级，目标股价定为40美元。

继11月22日突袭分众传媒未获得成功后，11月29日晚上8点，浑水公司再次发布报告质疑分众。报告中，浑水仍然维持分众传媒“强烈卖出”评级，并称对于分众传媒核心的LCD商业模式的质疑仍然存在，且认为分众存在对液晶屏规模陈述失实、商业模式不透明（包括营收和成本）、内部交易和关联交易等，其股票不具备投资价值。

面对浑水公司的指责，分众传媒在第一时间进行了澄清。但一个不容忽视的问题是，从2010年开始，来自美国的多家调查机构纷纷将中国概念股作为猎杀目标。在11月2日，美国证券研究机构Citron（以下称为“香橼”）也针对中国在美上市公司360发布报告，质疑360为了维持高市值，故意美化其业务模式，夸大用户数量，认为其股价最多值5美元。同样的一幕，此前也曾发生在展讯通信、嘉汉林业、东南融通等数十家公司身上。

做空机构为何专挑中国概念股下手？这是一个值得反思的问题。

伤痕累累的中国概念股

面对浑水公司的攻击，外表儒雅的江南春一度暴怒。他在接受采访时说：“这种到处造谣联手做空基金恶意图利的人，为什么没人告他们呢?这些人应该得到法律的惩处。”

但暴怒过后，江南春还得转身收拾因浑水发布报告引发股票下跌的摊子。据了解，在浑水发布报告的11月22日晚上，江南春与分众高管一直呆在公司办公室中，一直忙到拂晓，筋疲力尽，总算遏制了投资人的恐慌和公司股价下跌。

事后，江南春在微博上写道：“美国市场真令人无法理解，越优质的公司跌得越多，做空的人放谣言以图利，离谱到说分众Q4会改变预测，是我们业绩太好令做空的机构太难堪而要乱放谣言吗？请大家放心。分众对Q4的业绩预测充满信心，正如我在Q3财报中所说，中国未来广告需求依旧强劲。再放谣言也改变不了这个事实！”

事实上，在面对美调查公司的发难时，中国概念股伤痕累累。

江南春遭遇浑水责难之前，奇虎360也遇到了香橼的质疑。香橼在其发布的投资报告中认为，360的“3亿多活跃用户、基于活跃用户数量是中国第三大互联网公司”缺乏数据支撑，而且该公司没有“核心”产品，只有简单的浏览器，但其却号称是向移动、云计算和搜索转型的公司。通过评估，香橼认为，360故意向华尔街美化业务，旨在赢得更高的市值。这份报告给360的股票带来了直接冲击，受该消息影响，360在11月2日股价大跌10.34%，报18.12美元。

360回应称，香橼发布报告之前并未与公司高管进行沟通，也对中国互联网缺乏整体认知，报告中出现了许多事实错误和无事实根据的猜测。而事实上，在这份报告前不久，包括美银美林、花旗等机构都将360给予“买入”评级，目标价在24~39美元不等。而在美国金融信息网站cnanalyst.com评选出十大增速最快的中国概念股，奇虎360居于首位。

但香橼公司也迅速作出反击，认为一些分析师打着独立分析的幌子，他们提供的数据并不可靠。11月16日，香橼再次将矛头对准360，认为华尔街的投资分析师给360的高估值“非常白痴”，并称360财报中存在众多疑点。

做空机构也有问题

此次猎杀分众的浑水公司（Muddy Waters），之前曾成功猎杀数家中国公司，在资本市场上声名大噪。

浑水在官方网站最醒目的位置挂着一幅中国地图，而且在首页中写道：“中国有一个成语，‘浑水摸鱼’（泥泞的水域可以很容易地钓到鱼）。换句话说，不透明度创造赚钱的机会越多。”而另一家做空机构香橼则自称从 2006年开始报道中国的股票。

据悉，这些做空机构已形成了一条完整的产业链。它们通常采用预先卖空，然后发布负面投资报告，狙击中国概念股，等到狙击目标股价下跌后，再从其中获得利益。

对中国上市公司并不知情的做空机构，是怎样获得中国概念股的材料和数据的呢？记者在调查中发现，“浑水”、“香橼”这类匿名调查机构，实际上是相当于国内的“代理人”或“代理机构”。他们的主要任务是对中国在美上市的公司进行实地调查，搜集各种信息，留下证据，少量参与调查报告的制作。

而这些搜集证据的代理人，很多并不是行业从业人员，而多为国内财经类高等院校的在校生或准毕业生。除此之外，还有一些小型商业咨询公司给这些调查机构提供信息。这些公司办公地址常变，调查手法则是想法设法与被调查对象的员工拉关系，套近乎，或利用商业间谍套取公司内部资料。

为了使调查报告一击即中，这类调查公司还会与做空基金联手。一个比较典型的案例是，在前不久遭遇做空的哈尔滨泰富电气。6月17日，“香橼”机构发布报告称，哈尔滨泰富电气存在欺诈，股价会跌破10美元。得此消息，做空基金立即给予回应。

但有行内人指出，这些做空机构并不专业。

香橼针对360的报告经不起推敲。360也在第一时间针对香橼报告中提及到的 “用户基础与网络流量”、“Alexa数据”、“DoubleClick数据”、“移动安全影响深度”等问题一一进行了回应。

投资奇虎360的外资风投机构高原资本（中国）董事总经理涂鸿川表示，从香橼报告中使用网站流量统计公司Alexa的数据，去推算360客户端软件的用户数并且把奇虎360与门户网站搜狐网等进行对比，是事实性错误。在他看来，“这说明香橼缺乏对互联网常识的了解，其报告误导了投资者。”

奇虎360董事长周鸿祎在微博中表示，“该机构不是不懂或不专业，而是揣着明白装糊涂，精心把一堆错误的概念和数据进行了包装。”

分众和360两家得以保全自身清白，但其他的中国概念股公司就没有这般幸运。资料显示，香橼对中国概念股的猎杀成功率很高，在其历史上的18次做空中资公司案例中，15次做空成功，成功率达83.3%。

中国概念股该自省

中国概念股为何频频成为猎杀目标？

北京市盛峰律师事务所主任律师于国富认为，中国概念股成为国外做空机构的最佳选择，是因为中国市场相对神秘，具有做空的基础；语言差异，使信息不对称；被做空公司在上市之前有众多投行扶持，一旦完成上市，专业投行退出，公司管理层对于资本的运作并不熟悉；此外，遭遇美做空机构做空的某些中国概念股自身确实存在问题。

新东方创始人俞敏洪在第四届创业家年会上，就新东方等中国概念股在美被做空机构“猎杀”一事表态称，中国概念股频遭攻击，自身问题不容忽视。“国外公司上市是为了更好地发展，但有不少中国公司抱着圈钱心态去上市，这种动机导致它们的数据或多或少存在问题。”

在俞敏洪看来，中国概念股遭遇的信任危机，给了做空机构质疑的底气。因此，做空机构可以从中寻找中国概念股的漏洞，通过做空盈利。而事实也证明，保证自己没问题的中国公司寥寥无几，我们自身太不争气。

但也有很多中国概念股是很健康的，遭遇诬陷只因为这些做空机构不了解中国互联网，或是信息不对称而造成的。

浑水公司针对分众的质疑，从其出具的报告中不难看出，它给予的数据并不准确，而且在混淆视听。而此前香橼针对360的质疑报告，业界更是纷纷对此谴责，认为其不了解中国互联网市场和竞争环境，而其提供的参考数据也缺乏可比性。如Alexa只能追踪网站流量，但根本无法追踪到产品的用户数量。

中国科学院研究生院教授吕本富撰文称，香橼等国外调研公司并不了解中国互联网的桌面模式和Alexa等对中国网站流量统计数据的缺失，这是导致他们对中国互联网公司的价值判断有失偏颇的原因。

中国概念股在面对遭猎杀局面时，不要在宏观上抱怨，而是仔细研究做空机构的报告，指出其中的明显错误。另外，聘请专业的美国证券律师，针对性采取法律措施。

企业自身也需要防范。目前，中国企业对美国证券市场的规则并不十分熟悉，运用游戏规则的能力还不到位，导致部分做空机构大规模地选择中国概念股来做空。相反，苹果、微软这些公司因为建立全面防范机制，并且与美国股民零距离接触，做空机构无法从做空这些公司中牟利。

在艺术创作与透明性之间 第4篇

在大地艺术家中, 克里斯托•贾瓦切夫和他的妻子珍妮•克劳德的包裹艺术给人们留下了深刻的印象。他们最著名的一件作品应该是“包裹德国柏林国会大厦”。国会大厦被10万平米的银白色丙烯颜料和1.5万米的深蓝绳索包裹起来, 成为一座通体闪烁着银色光芒的大地雕塑。艺术评论家大卫·布尔登 (David Bourdon) 精辟地把他们的“包裹”艺术概括为“包得越严, 展露得越多” (By hiding, often it reveals more) 。对此, 克里斯托引用罗丹的雕塑来解释:“罗丹曾做过许多巴尔扎克的雕像, 第一个版本中的巴尔扎克浑身赤裸、大肚子、细腿。有一天, 罗丹把自己的披肩往雕塑上一放, 遮盖住巴尔扎克巨大的身躯, 从而诞生了今天矗立在MOMA花园内的杰作:雕像被塑成身披睡袍的姿态, 身体的细节被布料遮盖了, 只露出昂扬向前、傲视一切的脸部。”这与布料之于新桥或柏林国会大厦的意义如出一辙。流动的、带着反光的布料在空气中随风飘荡, 建筑上的窗户、小雕饰及其它装饰全被忽略了, 只有最基本、最抽象的形状被强调出来。从而达到“那些琐碎和平庸的东西都不见了, 只剩下建筑最本质的比例被呈现出来”的效果。

在艺术创作中, 不仅是包裹艺术具有以上所阐述的理念, 纯粹的架上绘画也存在对这个层面的表达。就如美国表现主义画家艾瑞克·费舍尔曾对自己的绘画解说道, “我的安全感来自我了解我认识的东西, 郊区破裂的生活, 人们的自我审查, 什么可以说什么不可以说, 什么是边界生活的复杂性, 我的作品都是探讨这些……我的工作中创作张力的途径之一是看什么被认作禁忌, 你注意去看是否仍将是一个禁忌”。他的代表作品《坏男孩》描绘的是一个在百叶窗的光影里手淫的母亲, 和一个偷钱的坏男孩。此刻, 她那扭曲的身躯暗示着她正在脑中痛苦地偷欢着。整个画面都处在阴影下的, 虽然穿插着条纹光线, 但是这种被掩盖但却充满可能性的内在张力表露无遗。我们可以设想一下要是作者在创作这张作品的时候选择一个阳光明媚的场景的话, 那么画面所想呈现的东西就会被弱化。作者选择了一个独特的被阴影所笼罩的视角将人物与物件并置, 展现存在于他们之间的一种紧张关系, 可以说, 这是一种欲望, 一种通过别人来完善自我的欲望。从他的作品中, 我们不难看出其描绘的人物与周围的环境显得极不协调、窘迫、半含尴尬、顾影自怜, 或者直视或者偷窥, 带着颓废的气息。费舍尔的阴影几乎由强光造成的, 但费舍尔喜欢将阴影打碎, 变成了百叶窗的横条纹或者泳池的波浪。阴影本身就是一种完成隐藏的载体, 表面上看, 它降低了事物的清晰度, 可事实上, 它却暗藏玄机。费舍尔将阴影打碎的这一画法, 也是将其所隐藏的事物又一次地推向了深渊——有些事情总是往相反的方向发生。

不管是克里斯托夫妇的包裹艺术还是费舍尔的百叶窗, 都离不开一个似乎隐约存在的东西, 在我看来应该将这类艺术创作的方式称之为“欲纵故擒”, 也就是“欲擒故纵”的对立面, 这也就涉及到透明性的问题。那么, 什么是透明性呢?

一、浅析透明性

“透明性”概念的产生, 对西方近现代谈到在20世纪后半时期的建筑具有很大的影响力, 柯林•罗和斯路斯基合著的《透明性》绝对占据重要的位置。建筑学通常被认为是一门社会性科学, 与之不同的是, “透明性”专注于“形”的研究, 主张在建筑自身的范围内认识和研究建筑问题。文中探讨了现代建筑的创作源泉、创作过程, 特别是现代艺术的结合方式。这些探讨揭示了探索新形体的一种全新方法, 推出后在理论界引起积极反响。

透明, 可能是一种物质本来的属性, 也可能是组织关系的本来属性。根据字典的定义, 透明是指透光的一切物质, 透过这类物质, 我们能够看到对面的事物, 这只是透明的其中一层含义:仅仅满足了视觉。《透明性》一书中说道:“认识到由玻璃和混凝土所组成的实际的界面和其后那个想像 (但几乎与前者一样真实) 界面之间的关系, 我们终于明白, 此处透明性并未以玻璃为中介, 而是通过唤起我们的一种感觉, 即‘互相渗透但不存在彼此破坏的情形’。”由此, 我们可以看出透明性包括透明但不单单是指透明, 其内在含义更多。实际上, 我们可将透明简单分为物质隔断以及非物质隔断两种, 换言之, 是物理层面与现象层面——前者是让你一眼看到玻璃后面的东西, 结束你的观察动力;后者是开启你的观察动力并使之持续反复。因而, 形容词透明性, 通过阐明一种纯物理学的意义, 通过作为一种批评的敬语, 并由于远离道德上的暗示而被尊重, 成为一个一出现就具备丰富可能性的词——既意味深长又易被误解。

把透明性作为艺术作品中一种状态, 这被乔治•科普斯在他的《视觉语言》一书中很好的定义:“当我们看到两个或更多的图形层层相叠, 并且其中的每一个图形都要求属于自己的共同叠合部分, 那么我们就遭遇到一种空间维度的矛盾。为了解决这一矛盾, 我们必须设想一种新的视觉属性。这些图形被赋予透明性, 即它们能够相互渗透而不在视觉上破坏任何一方。然而透明性所暗示的不仅仅是一种视觉的特征, 而是一种更广泛的空间秩序, 透明性意味着同时感知不同的空间位置。在连续运动中的空间不仅后退, 而且变化不定。因此, 透明性可以使得空间从明确的限定中解放出来, 并获得了真正意义上的自由与开放。”

然而, 透明性的产生无疑是以存在为前提。西方传统哲学中的存在是个已经完成的状态, 而海德格尔通过“此在”表现出的存在时的生存意义, 是一个生成状态, 也就是说并没有一种先验的人的本质, 人是在生存的过程中获得其本质或人性的。“此在”是海德格尔给人这个独特的存在者的一个专门名称, 来区别于其它的存在者。因为只有人这种特殊的存在者才能提出和追问存在问题, 才能揭示存在者存在的意义。当然, 世间万物的存在都不是简单地存在, 它的隐性来自于人, 人能通过主观能动性将其以不同的方式不同的身份存在。

弗雷德认为, 晚近一流的绘画和雕塑所需要的那种真诚“并不是多数人在家里感受到的那种真诚, 要不然他们就会觉得还可以忍受了”。美术强制确信, 而不仅是要引起注意, 好像我们很明显知道世界创造了自身, 一种永恒的状态他称为“此在”, 弗雷德对 (暂时的) 对象的在场和 (永恒的) 画面的此在之间的区别是建立在视觉相对与触觉之上。这就涉及两个层面上的透明, 而这两个层面的构成来自事物的本质, 本质之所以称之为本质, 就意味着它是隐蔽的, 这是一种非物质的隔断, 看似透明, 其实不然。

简言之, 对于显性透明而言, 它的存在其实就是一个提示, 挑逗着你的心理活动, 表面上确实是公开的, 但却划清了你与事物的界限, 它的公开只满足于视觉上的而非精神上的;而对于隐性透明而言, 典型的情况是:它并没有任何物质上的隔断, 没有明确的空间位置, 而是让每一个个别物体其空间位置都是暧昧不明的, 正是这番暧昧暗示着神秘的存在。总的来说, 透明性潜藏着秘密。

德国哲学家胡塞尔所提及的本质的直观方法要求排除一切先在的设定和立场, 只承认明证的, 自身显现的东西。就像海德格尔所陈述的“让它那显现自身者, 以自己显现自身的方式, 被从它自己那里看到”。实际上, 就观者将他或她自己想象为视觉执行者这一点来说, 他们是陷入了一种视觉的迪卡尔哲学, 即坚持那种“观看”构成“存在”的观点。在这里, 我想说的是:许多事物不能达到本质的直观, 真相往往是被隐藏着的, 其魅力在于它的间接性。也就是说, 通过直观所得之的事物不如透过某种意义上的透明而了解真相来得更加刺激与真实, 这是具有挑战性的。我在这里想说的是一种并非相对于此或彼而下定义的秘密——它是没有相对性的。换言之, 它是公开的。从字面上看, 这或许违背的秘密本身的含义所在, 其实不然:它是一种完全暴露在人前, 但又让你永远无法知道其真相的秘密, 因此, 它具有更深的隐藏性, 也就是前面所说的隐性的透明。

在日常生活也是如此, 许多事物都是以这样一种被包裹着的形态存在的, 就像蒋勋在《孤独六讲》的第二章中所讲述的语言孤独。我们可以用类似西方符号学的方法, 把语言重新界定为既精确又误导的工具, 语言本来就是两面的刀, 存在一种吊诡, 一方面在传达, 一方面在造成传达的障碍。有一位文学评论家讲过一句话:“看一本小说, 不要看他写了什么, 要看他没有写什么。如同你听朋友说话, 不要听他讲了什么, 要听他没有讲什么。”没有表明的往往是其重点所在, 或许这就是我们所经常提及的“潜台词”。我相信人最深最深的心事, 在语言里面是羞于见人的, 所以它都是伪装过的, 这层透明的伪装是随着时间、空间、环境、角色而改变的。所以说最好的文学就是在语言的精确度里制造语言的暧昧。有了这暧昧, 才有了它的可读性, 秘密的魅力也在于此, 越是神秘莫测越是有一种内在的引力, 就像一个看似特别简单普通的场景, 一旦用玻璃之类的透明抑或半透明的材质将其隔断, 那么它就有了一层面纱, 面纱的作用也在于将其掀起时的快感, 而这快感是以透明性为前提的。人为了所营造的透明性会进一步地增强事物的隐蔽程度, 这是人类的惯性思维, 或许事实上确实没有秘密可言, 但我们无法解释其隔断的原因。

二、透明性在艺术创作中的重要性

艺术被不同的人阐释又被不断颠覆, 但是我觉得隐喻与折射这样的方式没有脱离任何表现的语言, 被不断运用, 无论是写实还是意识流, 无论是建构还是解构这个世界, 无论是精神上还是彻头彻尾的开宗立派, 无论是绘画还是影像, 都脱离不了隐喻在表面之下的那层神秘的色彩, 剖析的不只是视觉里的精神, 更是感觉里的灵魂。我想包裹艺术的吸引点之一就是运用这种透明性将某些东西进行隐藏, 不单单是包裹艺术, 其它种类的艺术创作形式也频繁地运用这种手法。

然而, 画面上的这层关系远远不足以说明什么。假使如弗洛伊德所言, 个体的主体从来不是透明的, 艺术作品也从不能捕捉或容纳其创作者身份, 因此, 艺术家不应该被看作是把他们自我的身份转译成造型的形式, 就好像自我性这个术语是清晰的, 在意识层面上可以被理解, 可以轻易地被图绘出来, 就好像身份的心理、社会、历史条件对他们——及我们——来说是透明的。

透明性 第5篇

第三单元 光

透明与不透明

让学生动脑想、动手做、动口说，是科学探究过程中都不可缺少的环节，教师如何让学生既动手又动脑、动口，积极主动地投入到科学探究过程中去呢？《透明与不透明》一课的教学给了我许多有益的启迪。

一、活用教材，拓宽科学探究的空间

《透明与不透明》这课是冀教版三下教材，我从教材编排特点和学生年龄特点入手，对教材进行合理地整合，采用新理念新教法进行教学。首先，以“玩各种透明镜子”导入激趣，创设探究情境，以学生常见“凸透镜点火”的现象，引导学生大胆质疑，集体讨论释疑，以分组实验鼓励学生大胆操作，仔细观察，深入探究“物体的透光性”的关系。其次，将教材中的“观察一”、“观察二”进行有机合并，通过学生动手实验，感受探究的乐趣。第三，恰当运用课件，激发学生的学习兴趣，培养学生的动手操作能力。

二、放手探究，培养学生的科学素养

科学教学要以学生为主体，以探究为核心。我在本课的教学中充分体现了这一理念。课堂上我抓住学生好奇、好玩、好动的心理，放手让学生进行实验，给学生提供了科学探究的机会，保证学生的探究时间，让学生亲自感悟“物体成像”的过程，使学生在获得知识的同时，更增强了科学探究的能力，科学素养得到全面的提高。

透明性 第6篇

关键词： 波动方程；有限差分；透明边界条件；透明度

1 引 言

地震波波动方程数值模拟[1-4]是地震勘探方法中的一项重要手段。在真实世界中，勘探地震波一旦被激发之后，就会在介质空间向外不断地传播出去。如果我们可以将无限的介质空间全部装进计算机中进行模拟，就可以完整的模拟地震波在整个空间的传播过程，但是，计算机资源无法满足我们这一要求，所以我们只能将感兴趣的有限的介质空间区域在计算机上进行模拟计算，人为地限定在一个有限的区域内进行数值模拟计算，因此在四周人为地界定造成了边界，这个边界叫做计算边界（或称人工边界）[5]。因为它的存在，波传播到计算边界时必然会产生反射波，这些来自各个计算边界的人为反射严重干扰了波在介质中传播，因此，我们需要设法消除或者是削弱边界反射。

Reynolds[6]在1978年通过对波动方程的分解得到了透明边界（Transparent Boundary）条件，可以有效的削弱由于计算边界引起的边界反射。所谓透明边界，可以比喻为一块玻璃，当有一束光照射时，光线会穿透过去而不产生明显的反射，因此我们称这块玻璃是透明的。但是事实上，这样理想的完全透明的玻璃是不存在的，光束照射到玻璃上是必然有部分能量被反射反射回来的，差别仅在于发射的强弱而已。透明度好的玻璃，其反射回来的光线能量较低，而透明度差的玻璃，其反射或能量耗散则较高。同理，在地震波数值模拟使用透明边界条件来消除因计算边界引起的边界反射时，也会产生一部分反射地震波，不能全部穿透过边界，因此波动方程模拟的透明边界的好坏，也可以借用玻璃的透明度概念来刻画。即边界条件对边界反射衰减效率较高的时候，我们称之为透明度较高，反之，就是透明度较低。显然，我们希望采用的边界条件的透明度越高越好。所以，透明边界的透明度是一个值得我们进行深入研究的课题。

2 模拟方法与边界条件

2.1 波动方程的差分方程建立

在油气地震勘探中，常常接收并使用的是地震P波资料，因此，常常使用声波方程来替代地震波方程，即用声波在介质中来描述地震波在介质中的传播过程。为此，我们研究二维介质模型空间 以及时间区间 中传播。在此空间上声波的传播速度为 。因此，在此空间的声波的传播方程[7]为：

（1）

上式中：

为波场振幅值；

。

其中， 为 Dirichlet函数，即： 其它情况为0， 为地震子波函数。

有限差分法数值模拟的基本思想理论：就是以差分方程替代微分方程。因此，有限差分法的重点就是将微分方程改写成差分方程。因此需要对声波方程（1）建立差分格式方程。将上述空间按照 做等间距剖分，以及时间用 做等间距剖分。分别对（1）式中的时间导数和空间导数做Taylor展开，可以得到关于时间导数做二阶中心差分和空间导数做四阶中心差分。

经过整理后可以得到，关于声波方程（1）式的差分方程如下：

（2）

其中： 表示在第k时刻时，网格点（ i ， j）的波场振幅值。

2.2 边界条件

本文在进行数值计算模拟时，为了消除或削弱因计算边界而引起的边界反射，所采用的邊界条件是Reynolds[6]在1978年通过对声波方程分解得到的透明边界条件，如下各式：

上边界条件为：

（3）

下边界条件为：

（4）

左边界条件为：

（5）

右边界条件为：

（6）

以上各式中： 。

同样，对上式中的各偏导数对应的做Taylor展开，可以得到对应的差分格式方程为：

上边界的差分格式：

（7）

下边界的差分格式：

（8）

左边界的差分格式：

（9）

右边界的差分格式：

（10）

2.3 数值实验

以上两个小节给出了声波方程和透明边界条件的差分格式，下面我们将模拟一个，大小为1024m×1024m，波传播速度v= 3000m/s的均匀介质模型。模拟时的空间采样间隔为 ，时间采样间隔为 ，使用的子波震源函数为：

（11）

上式中： 为子波主频， 为延迟因子， 为衰减因子。

实验时，我们取： ， ， 。

模拟计算的波场快照如下图1所示：

图1 均匀模型不同时刻的波场快照

Fig.1Snapshot of wave field in inhomogeneous model in different time.

从图1中（a），（b），（c）和（d）分别是在50 ms，100 ms，150 ms和250 ms的波场快照。从图中可以清晰的看到波场从50ms传播到150ms波场以圆向外传播，到达250ms时刻时波场已经传播到边界，这时波场有一部分波穿透边界条件没有反弹回来，而剩下一部分被反弹。

3 模拟计算

从图1可以看到，当波传播到模型边界时，很明显有反射的存在，也就是透明边界条件下的模型边界的地震波有明显的反射，这也就正如在前言中讲的“透明边界”，实际上并不能真正的做到完全透明，当地震波传播到边界时，还有一部分反射，而这个反射波有多大，又与什么因素有关？即透明边界的透明度及其影响因素。这正是本节需要研究讨论的。

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为了更好的说明透明边界的透明度，笔者打算从以下两个方面研究讨论，一方面是模型不同介质对透明度的影响；另一方面是不同频率下的波对透明度的影响。

3.1 介质对透明度的影响

为了说明对于不同介质模型对透明边界条件透明度的影响，因此笔者选用了三种介质模型，对透明边界的透明度的研究讨论，三种介质分别是：空气、水和岩石。为了保证模拟实验的可靠性，在实验时除了波在不同介质中的传播速度不一样以外，其他参数均一样。数值模拟计算是在模型大小为1024m×1024m的空间中进行，其中在空气中的声波速度为v=340m/s，水中的声波速度为v=1500m/s，在岩石中的波传播速度为v=4500m/s，模拟时采用的空间采样间隔为 ，时间采样间隔为 ，选用的震源子波函数为（11）式，子波主频 ，震源坐标位置为（160m，512 m）。

使用上述有限差分数值模拟法，以上三种介质模型的模拟快照结果，如下图2所示。

图2不同介质模型的波场快照

Fig.2 Snapshot of wave field in the different medium model.

從图2中能够很清楚的看到，当地震波传播到边界时有一部分波穿过透明边界，但是明显的还有一部分反射波。而且反射波相对直达波的强弱是不一样的，也就是说不同介质的模型的透明度是不一样的。从反射波的能量来看，很显然空气介质下透明边界条件的透明度是最差的，透明边界条件的透明度最好的是在岩石介质模型时，而水介质条件下的透明边界条件的透明度介于空气和岩石之间。表明在本实验的速度变化范围之内，波速越高，边界条件的透明度也好。

3.2 频率对透明度的影响

从上一节我们看到，在不同的介质的模型条件下的透明边界条件的透明度是不一样的。而在这一节将讨论不同频率对透明边界条件透明度的影响。

为了更好的说明实验结果，采用的模型是上一节中的介质模型中的水介质（如下图3中（A）所示），模型空间大小为1024m×1024m，波传播速度为v=1500m/s，模拟时采用的空间采样间隔、时间采样间隔以及所选用的震源子波函数均与3.1节所采用的一样，其中S1点为震源，其坐标位置为 ，模拟时间长度250 ms。数值模拟实验时采用的频率从5Hz到150Hz，每隔5Hz取一个频率值进行实验，总共31次实验。

图3 水介质模型

Fig.3 Water medium for the model.

要想得到透明边界条件的透明度，我们只能够通过反射波来得到透明边界条件的透明度。因此，要想得到不同频率对透明边界条件的透明度的影响，那就需要先得到一个纯反射波。我们在进行的31次数值实验的时候，记录下了源点的震动情况，此时得到的记录既含有反射波，又含有反射波。因此为了得到一个纯反射波记录，我们需要剔除直达波。实际上要剔除直达波只需要用含有反射波和直达波的记录减去对应的直达波就可以了。因此我们为了得到一个只含有直达波的记录，做了另外一组数值模拟实验，实验使用的模型及参数和上面的参数一样，只是将震源点放在了模型S2 点（如图3中（B）所示），这样保证了在模拟的250 ms内，反射波不能到达记录点，此时得到的记录就只含有直达波，用既含有反射波又含有直达波的记录减去只含有直达波的记录就得到了一个纯反射波。具体处理方法如图4所示。

图4 a为只含有直达波，b为即含有直达波又含有反射波，c为a-b只含有反射波

Fig.4 ‘a’ contains direction and reflection wave， ‘b’ is the only contain direction waveand ‘c’ is the ‘a’-‘b’ and only reflection wave.

图4是在频率 情况下，得到的记录。其中图4中a是既含有反射波又含有直达波的记录，b是只含有直达波的记录，用a减去b就得到了图4中的c只含有反射波的记录。我们将从图4中的c反射波，提取出不同频率下的反射波的最大值，最终可以得到31次实验的反射波的最大值，绘成曲线如下图5所示。

图5不同频率成分对透明度影响

Fig.5 Effect of different frequency component of transparency.

从图5可以看到，不同频率对透明边界条件的透明度是有一定影响。从曲线上看，在低频时透明度相对更好，当频率增大时，透明度很明显的相对降低。当频率大于40Hz透明度呈线性减弱的趋势。

4 结 论

本文通过对波动方程有限差分法正演模拟时所采用的透明边界条件的透明度分析讨论，得到如下结论：（1）透明边界条件对人工边界能起到较好的吸收效果；（2）不同介质的模型对透明边界条件的透明度有一定的影响，实验采用三种介质模型模拟，结果得到：声波在空气中传播时透明边界条件的透明度最差，在岩石中传播时透明边界条件的透明度最好，在水中传播的透明度介于空气和水之间；（3）不同频率成分对透明边界条件的透明度有一定影响，从实验结果曲线来看，低频时透明度相对更好，当频率增大时，透明度很显然相对降低。当频率大于40Hz透明度呈线性减弱趋势。然而，从实验结果来看，在进行数值实验时需要选择好模拟参数，以求得更好的模拟结果。

参考文献

[1] 佘德平.波场数值模拟技术[J].勘探地球物理进展.2004；27（1）.

[2] 李信富，李小凡，张美根.地震波数值模拟方法研究综述[J].防灾减灾工程学报.2007.05：241-248.

[3] 裴正林，牟永光.地震波传播数值模拟[J].地球物理学进展.2004.

[4] 常旭，刘伊克.地震正反演与成像[M].北京：华文出版社.2001.

[5] 江玉乐，雷宛等.地球物理数据处理教程[M].北京：地质出版社.2006.

[6]Reynolds.A.C.Boundaryconditionsforthenumericalsolutionofwavepropagationproblems [J].Geophysics.1978；43（6）.

[7] 田力，余嘉顺，唐红.封闭空间声场的计算机仿真初步研究[J].计算机科学，2003.

建筑设计中的材料透明性研究 第7篇

长久以来, 玻璃是透明和轻盈的代名词。玻璃的透明性对建筑而言代表着内外关系的彻底重塑, 结构关系的清晰呈现, 空间意向的本质阐述。例如在前文所述的范斯沃斯住宅中, 在室内外的交融之处, 透明玻璃形成的全透界面不仅消除了内外差异还提供了体察时间变化的绝妙机会, 透明的玻璃去除了它与自然间视觉上的一切障碍, 使之在建筑整体形式上像是完全悬浮于在自然之间而非立于大地之上。这不仅使它达到了“国际式”建筑能够放之四海而皆准的目的, 更是获得了这一时代某种建筑原型的地位。

在密斯的观念中, 材料的透明性不仅仅具有形成室内外空间变化的功效, 它还把作为现代建筑标志符号的———框架结构, 加以凸显, “密斯选择钢与玻璃的目的是以玻璃的透明性来强调作为结构体系的钢”。因而, 经由材料透明性的辅助, 呈现出了结构在建筑学中的两层含义: 物质性的抵抗重力的实体构件和非物质性的构件之间的关系和组合方式。透明深刻阐释了实体构件和形式建构之间的关系, 前者是建筑与大地之间的联系, 后者是建筑与天空之间的关系; 前者与重力相关、体现的是“重”, 后者与挣脱的意向相连、体现的是“轻”。

在巴塞罗那博览会德国馆中, 流动和暧昧带来空间的丰富, 馆中除了有竖向平面的片墙设计还加入了对材料透明性的研究。不透明的大理石贴面墙体、半透明的各色玻璃, 营造了奇幻的空间氛围、创造了独特的空间关系。这一建筑成功向后世推广了“流动空间”的概念。而事实上, 流动空间的本质是空间与空间关系的模糊性。这种模糊性不仅体现在多向、不连续墙体的不彻底限定上, 更体现在由竖向介质透明性变化加剧的墙体空间位置模糊性上。

透明性体现的是现代主义理论的追求, 与之相反则暗合了现代主义之后的丰富、复杂、暧昧和多变, 后现代建筑便是这一时期的重要实践。在这种大趋势下, 半透明得到了越来越多的关注。

半透明性与透明性不同, 前者暧昧、朦胧; 后者纯净、透明; 前者层次丰富、富于想象的空间, 后者层次单一、暴露了全部的限度; 前者保证和谐而不失空间个性, 后者追求统一而失去空间的具体性。

半透明性因可以赋予透明以某种质感, 近年来在建筑设计中被广泛采用。常用的半透明材料有:

1 玻璃类

常常带给我们透明纯净感的玻璃, 通常是普通平板玻璃, 随着技术手段的不断提高, 喷砂玻璃、手绘玻璃、雕刻玻璃、镶嵌玻璃、视飘玻璃、玻璃砖、玻璃马赛克、压花玻璃等玻璃种类不断出现, 它们都或多或少存在透光不透明的特点。例如玻璃砖, 外部光线经由其进入室内再次弥散开, 创造与透明玻不同的独特效果, 形成特别的空间氛围。

建筑大师斯蒂文·霍尔 ( Steven Holl) 的美国堪萨斯城的纳尔逊Nelson - Atkins美术馆则采用了德国本德海姆 ( Bendheim) 公司为客户特制的LINIT复合型U玻幕墙系统。应用在这一定制化产品中的主要玻璃技术有太阳能玻璃 ( Solar) 、超透明低铁玻璃 ( Low Iron) 、喷砂玻璃 ( Sandblast) 、钢化玻璃 ( Tempered) 。外表面是太阳能散射玻璃, 内侧采用喷砂玻璃, 有效柔化光线, 而超白/超透明玻璃通过降低玻璃材料中的铁氧化物减弱玻璃中的淡绿色, 从而有效防止从内部弥漫出的灯光变色。内外两层U型玻璃中间置热绝缘空腔, 保证了较好的热工性能。这一客制化玻璃的采用创造了其独一无二梦幻效果。

2 高分子材料类

亚克力或称有机玻璃, 化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯, 是一种开发较早的重要可塑性高分子材料, 按透光度可分为透明板和半透明板。

3 混凝土类

4 纱网类

这一种类包含的半透明材料内容很广, 没有明确的称谓, 称之为网纱类主要是取其“波佩的面纱”这一意向。波佩是古罗马美女, 她戴上面纱, 半掩住自己的美丽, 来撩拨尼禄大帝的爱欲。“面纱”成为观者与被关注者之间的一道屏障, 并在主观上形成一种有距离的关系。这里便是取这一意向。以玻璃使用为代表的现代建筑是一种完全客观的视觉穿透, 与这种距离关系不同。这一类材料通常有: 纤维材料如帷幔、纱窗等; 丝网类如铁丝网; 穿孔板材类如穿孔铝板等。菲利普·约翰逊的“鬼屋”就采用铁丝网做成围墙, 形成鬼魅的气氛; 库哈斯领导的大都会事务所 ( OMA) 在旧金山普拉达建筑表皮中使用的圆形穿孔不锈钢板。

远似烟霁近又空, 非明非夜两朦胧。在现代建筑理论面临以后现代建筑为代表的其他建筑理论挑战的今天, 复杂、多变、朦胧等多种空间品质的需求取代了国际式的一贯风格, 完全透明丧失了视觉上的可感知性, 丧失了质感的体现, 而半透明材料带来的有质感的透明特性则兼具了完全透明与不透明两者的特质, 改变了建筑的空间和形式, 更改变了建筑与人的交流方式, 在现阶段建筑设计中具有重要的参考价值。

参考文献

[1]史永高.透明性之意味——透明性研究之一.新建筑, 2008 (3) .

[2]史永高.半透明性的魅惑——透明性研究之二.新建筑, 2008 (5) .

[3]史永高.透明性的材料转换——透明性研究之三.新建筑, 2008 (6) .

[4]董豫赣.极少主义.北京:中国工业建筑出版社, 2003.

[5]张毓峰, 林挺.重读密斯.时代建筑, 2003 (2) .

遥操作康复机器人系统的透明性研究 第8篇

遥操作康复机器人是以网络遥操作机器人技术为基础,拓展了人类的作业空间,在医疗领域有着广泛的应用前景[1]。然而,基于网络的遥操作康复机器人系统在实际应用中受到时延的严重影响,使系统不稳定,降低了系统的操作性能。所以研究时延系统的透明性具有十分重要的意义。近年来,时延对遥操作机器人系统的影响引起了国内外很多学者的广泛关注[2,3],所采用的控制策略虽然使得系统对时延和参数具有鲁棒稳定性,但时延越大,系统透明性越差。而遥操作康复机器人系统的稳定性和透明性是相互制约的,因此,设计的控制器必须是稳定性和透明性的折衷[4]。目前,能够克服时延对系统的稳定性和透明性影响的新型控制技术是国际上一个研究热点,并开展了相关理论与实验研究[5]。

现针对遥操作康复机器人系统中存在的通信时延,通过建立系统的等效电路图,采用阻抗匹配的方法分析了系统在有时延和无时延两种情况下的透明性。仿真实验结果表明该方法使时延系统在保证稳定的基础上实现了良好的透明性。

1 遥操作康复机器人系统模型

遥操作康复机器人系统主要由康复医师、主机械手(简称主手)、通信环节、从机械手(简称从手)和患者构成,如图1所示。康复医师发出的位置指令通过主机械手、通讯环节和从机械手作用于患者,而患者对从机械手的作用力经过上述环节返回给康复医师。

图1所示系统的动力学模型可如下[6]

主手$f{}_{\text{m}}={\rm M}{}_{\text{m}}\ddot{x}{}_{\text{m}}+B{}_{\text{m}}\dot{x}{}_{\text{m}}+\tau {}_{\text{m}}(1)$

从手$\tau {}_{\text{s}}={\rm M}{}_{\text{s}}\ddot{x}{}_{\text{s}}+B{}_{\text{s}}\dot{x}{}_{\text{s}}+f{}_{\text{e}}(2)$

通信环节

$\{\begin{array}{c}\tau {}_{\text{m}}=\tau {}_{\text{s}}(t-{\rm T})\\ x{}_{\text{d}\text{s}}=x{}_{\text{d}\text{m}}(t-{\rm T})\end{array}(3)$

患者$f{}_{\text{e}}={\rm M}{}_{\text{e}}\ddot{x}{}_{\text{s}}+B{}_{\text{e}}\dot{x}{}_{\text{s}}+{\rm K}{}_{\text{e}}x{}_{\text{s}}(4)$

其中$\tau {}_{\text{s}}=B{}_{\text{c}}(\dot{x}{}_{\text{d}\text{s}}-\dot{x}{}_{\text{s}})+{\rm K}{}_{\text{c}}(x{}_{\text{d}\text{s}}-x{}_{\text{s}})(5)$

Mm、Bm,Ms、Bs,Me、Be分别为主手、从手和患者的质量、阻尼系数,Ke为患者的弹性系数,xm、$\dot{x}$m、$\ddot{x}$m,xs、$\dot{x}$s、$\ddot{x}$s分别表示主手和从手的位移、速度和加速度,xdm、xds分别表示主手位置指令和从手位置指令,$\dot{x}$ds为从手速度指令;fm表示主手和康复医师之间的作用力,fe表示从手和患者的接触力,τm、τs分别表示电机对主、从手的作用力。Bc、Kc分别为微分和比例控制系数。T是时延。

2 透明性分析

遥操作康复机器人系统的两个重要性能指标是稳定性和透明性,当系统透明时,康复医师对患者的位置和受力具有真实的力觉感受。根据阻抗分析的方法,当患者的阻抗和主手感觉到的从手端的阻抗(又称虚拟阻抗)相等,即Ze(s)=Zv(s)时,具有最佳的临场感效果,此时,操作性能最优,系统完全透明[7]。其中

患者阻抗: Ze(s)=Fe(s)/Vs(s) (6)

虚拟阻抗: Zv(s)=Fm(s)/Vm(s) (7)

Fe(s)、Vs(s)、Fm(s)、Vm(s)分别为fe(t)、vs(t)、fm(t)、vm(t)的拉普拉斯变换。

假设从手始终与患者保持刚性接触,则力和位置的双边关系可以用二端口混合矩阵表示

$\left[\begin{array}{c}F{}_{\text{m}}\\ v{}_{\text{e}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}F{}_{\text{m}}\\ v{}_{\text{s}}\end{array}\right]={\rm H}(s)\left[\begin{array}{c}v{}_{\text{m}}\\ F{}_{\text{e}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}h{}_{11}& h{}_{12}\\ h{}_{21}& h{}_{22}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}v{}_{\text{m}}\\ F{}_{\text{e}}\end{array}\right](8)$

由式(6)、式(7)和式(8)可以得到虚拟阻抗和患者阻抗的关系为

${\rm Z}{}_{\text{v}}(s)=\frac{h{}_{11}+(h{}_{12}h{}_{21}-h{}_{11}h{}_{22}){\rm Z}{}_{\text{e}}(s)}{1-h{}_{22}{\rm Z}{}_{\text{e}}(s)}(9)$

以下分别分析系统在有时延和无时延两种情况下的透明性。

2.1 无时延情况下系统的透明性

对于实际系统,康复医师与患者的模型是不确定的,主、从手及传输线是固定的,无时延系统可等效为如图2所示的电路图[8]。

其中从手模型表示为

$\tau {}_{\text{s}}={\rm M}{}_{\text{s}}\dot{\nu }{}_{\text{s}}+B{}_{\text{s}}\nu {}_{\text{s}}+(1+\alpha {}_{\text{f}})f{}_{\text{e}}(10)$

通信环节 τm=τs,vds=vdm (11)

其他部分模型如图1所给出的。

由式(10)且vs=Fe/Ze,得到

$\tau {}_s=\left(\frac{{\rm M}{}_{\text{s}}s+B{}_s}{(1+\alpha {}_f){\rm Z}{}_e}+1\right)(1+\alpha {}_f)F{}_e$

由于患者阻抗比从手的阻抗大的多,所以引入参数αf且αf取足够大得值时,有:

$\tau {}_{\text{s}}\approx (1+\alpha {}_{\text{f}})f{}_{\text{e}}(12)$

以下将从手与患者的接触力分为两种情况进行讨论。

2.1.1 患者与从手的接触力为实际接触力的情况

当患者与从手之间的力为实际接触力时,由式(1)、式(11)和式(12)得到

$f{}_{\text{m}}={\rm M}{}_{\text{m}}\dot{\nu }{}_{\text{m}}+B{}_{\text{m}}\nu {}_{\text{m}}+(1+\alpha {}_{\text{f}})f{}_{\text{e}}(13)$

上式在复频域中可表示为

$F{}_{\text{m}}={\rm Z}{}_{\text{m}}\nu {}_{\text{m}}+(1+\alpha {}_{\text{f}})F(14)$

由式(10)得

$\begin{array}{l}{\rm M}{}_{\text{s}}\dot{\nu }{}_{\text{s}}=-f{}_{\text{e}}-B{}_{\text{s}}\nu {}_{\text{s}}+{\rm K}{}_{\text{c}}{\displaystyle \int (}\nu {}_{\text{d}\text{s}}-\nu {}_{\text{s}})\text{d}t+B{}_{\text{c}}(\nu {}_{\text{d}\text{s}}-\nu {}_{\text{s}})-\alpha {}_{\text{f}}f{}_{\text{e}}\\ \nu {}_{\text{s}}=\frac{({\rm K}{}_{\text{c}}/s+B{}_{\text{c}})\nu {}_{\text{m}}}{{\rm M}{}_{\text{s}}s+B{}_{\text{s}}+{\rm K}{}_{\text{c}}/s+B{}_{\text{c}}}-\\ \frac{(1+\alpha {}_{\text{f}})F}{{\rm M}{}_{\text{s}}s+B{}_{\text{s}}+{\rm K}{}_{\text{c}}/s+B{}_{\text{c}}}\end{array}$

令Zm=Kc/s+Bc,则

$\nu {}_{\text{s}}=\frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}\nu {}_{\text{m}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}-\frac{(1+\alpha {}_{\text{f}})F{}_{\text{e}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}(15)$

式(8)结合式(14)、式(15)两式可得混合参数为

$\begin{array}{l}h{}_{11}={\rm Z}{}_{\text{m}}‚h{}_{12}=1+\alpha {}_{\text{f}}‚\\ h{}_{21}=\frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}},h{}_{22}=-\frac{1+\alpha {}_{\text{f}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}(16)\end{array}$

则有

${\rm Z}{}_{\text{v}}=\frac{{\rm Z}{}_{\text{m}}+\left[(1+\alpha {}_{\text{f}})\frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}+(1+\alpha {}_{\text{f}})\frac{{\rm Z}{}_{\text{m}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}\right]{\rm Z}{}_{\text{e}}}{1+\frac{1+\alpha {}_{\text{f}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}{\rm Z}{}_{\text{e}}}(17)$

若Zm→0,Zc>>Zs与实际情况相符,则

${\rm Z}{}_{\text{v}}=(1+\alpha {}_{\text{f}}){\rm Z}{}_{\text{e}}/[1+{\rm Z}{}_{\text{e}}(1+\alpha {}_{\text{f}})/{\rm Z}{}_{\text{c}}](18)$

令Zc=kZe(k为从手端控制阻抗与患者阻抗的比值),则有

${\rm Z}{}_{\text{v}}=(1+\alpha {}_{\text{f}}){\rm Z}{}_{\text{e}}/[1+(1+\alpha {}_{\text{f}})/k](19)$

因此,当(1+αf)/[1+(1+αf)/k]=1 ,即

$\alpha {}_{\text{f}}=1/(k-1)(20)$

此时,系统的透明性达到最佳。由于αf应足够大,所以k的取值需趋近于1,这说明从手端阻抗与患者阻抗相接近,这也符合遥操作康复机器人系统力觉临场感的要求。

2.1.2 患者与从手的接触力为虚拟接触力的情况

当患者与从手之间的力用虚拟接触力表示时,由式(1)和式(5)得到

$F{}_{\text{m}}={\rm M}{}_{\text{m}}\dot{\nu }{}_{\text{m}}+B{}_{\text{m}}\nu {}_{\text{m}}+\tau {}_{\text{m}}=({\rm Z}{}_{\text{m}}+{\rm Z}{}_{\text{c}})\nu {}_{\text{m}}-\frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}}{{\rm Z}{}_{\text{e}}}F{}_{\text{e}}(21)$

由式(15)和式(21)得出系统的混合矩阵为

$\left[\begin{array}{c}F{}_{\text{m}}\\ v{}_{\text{e}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}F{}_{\text{m}}\\ v{}_{\text{s}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\rm Z}{}_{\text{m}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}& -\frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}}{{\rm Z}{}_{\text{e}}}\\ \frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}& -\frac{1+\alpha {}_{\text{f}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}v{}_{\text{m}}\\ F{}_{\text{e}}\end{array}\right](22)$

故

$\begin{array}{l}h{}_{11}={\rm Z}{}_{\text{m}}+{\rm Z}{}_{\text{c}},h{}_{12}=-\frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}}{{\rm Z}{}_{\text{e}}}\\ h{}_{21}=\frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}},h{}_{22}=-\frac{1+\alpha {}_{\text{f}}}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}\end{array}(23)$

代入式(9),同时假定Zm→0,Zc>>Zs,Zc=kZe得到

${\rm Z}{}_{\text{v}}=\frac{(1+\alpha {}_{\text{f}}){\rm Z}{}_{\text{e}}}{1+\frac{1+\alpha {}_{\text{f}}}{k}}(24)$

通过比较式(19)和式(24)的结果完全相同。这说明引入虚拟力也能使系统达到理想的透明性。

2.2 有时延情况下系统的透明性

遥操作康复机器人系统的主从端之间存在时延时,其等效电路如图3所示[8]。

图3所示系统的通信环节表示为

$\{\begin{array}{c}\tau {}_{\text{m}}=\tau {}_{\text{s}}(t-{\rm T})\\ \nu {}_{\text{d}\text{s}}=\nu {}_{\text{d}\text{m}}(t-{\rm T})\end{array}(25)$

当k≈1,Zs<<Ze时,从手受到的力:

$\tau {}_{\text{s}}\approx \nu {}_{\text{d}\text{s}}\frac{(1+\alpha {}_{\text{f}}){\rm Z}{}_{\text{e}}{\rm Z}{}_{\text{c}}}{(1+\alpha {}_{\text{f}}){\rm Z}{}_{\text{e}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}(26)$

又因τs=(1+αf)Fe

故$F{}_{\text{e}}=\frac{\nu {}_{\text{d}\text{s}}{\rm Z}{}_{\text{e}}{\rm Z}{}_{\text{c}}}{(1+\alpha {}_{\text{f}}){\rm Z}{}_{\text{e}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}$令Zc=kZe,得

$\nu {}_{\text{d}\text{s}}=\frac{(k+1+\alpha {}_{\text{f}})F{}_{\text{e}}}{k{\rm Z}{}_{\text{e}}}(27)$

根据Anderson无源控制理论知,为了使系统在任何时延下能够保持稳定,需要对时延的影响进行一定的补偿,可以通过在传输线两端分别加上换算因子n和1/n实现。控制算法变为[8]:

$\begin{array}{l}\tau {}_{\text{m}}=\tau {}_{\text{s}}(t-{\rm T})+n{}^2[\nu {}_{\text{m}}(t)-\nu {}_{\text{d}\text{s}}(t-{\rm T})](28)\\ \nu {}_{\text{d}\text{s}}(t)=\nu {}_{\text{m}}(t-{\rm T})+[\tau {}_{\text{m}}(t-{\rm T})-\tau {}_{\text{s}}(t)]/n{}^2(29)\end{array}$

在自由运动状态下,基本可以实现良好的透明性。下面研究系统在受限运动状态下的透明性。

频域下由式(1)和式(28)得

$\begin{array}{l}F{}_{\text{m}}={\rm M}{}_{\text{m}}\dot{\nu }{}_{\text{m}}+B{}_{\text{m}}\nu {}_{\text{m}}+\tau {}_{\text{m}}=\\ ({\rm Z}{}_{\text{m}}+n{}^2)\nu {}_{\text{m}}+\\ \frac{{\rm Z}{}_{\text{c}}(1+\alpha {}_{\text{f}})-n{}^2(k+1+\alpha {}_{\text{f}})}{k{\rm Z}{}_{\text{e}}}F{}_{\text{e}}\text{e}{}^{-s{\rm T}}(30)\end{array}$

由式(10)得从手端

Mssνs=-(1+αf)Fe+(k+1+αf)Fe (31)

则有$\nu {}_{\text{s}}=\frac{k}{{\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}}}F{}_{\text{e}}(32)$

式(8)结合式(30)和式(32)两式可得混合参数为

$\begin{array}{l}h{}_{11}={\rm Z}{}_{\text{m}}+n{}^2,h{}_{12}=\\ \text{e}{}^{-s{\rm T}}[{\rm Z}{}_{\text{c}}(1+\alpha {}_{\text{f}})-n{}^2(k+1+\alpha {}_{\text{f}})]/k{\rm Z}{}_{\text{e}}\\ h{}_{21}=0,h{}_{22}=k/({\rm Z}{}_{\text{s}}+{\rm Z}{}_{\text{c}})(33)\end{array}$

则当患者阻抗Ze=Mes+Be+Ke/s时,

${\rm Z}{}_{\text{v}}\approx {\rm Z}{}_{\text{m}}+n{}^2(34)$

虽然虚拟阻抗Zv(s)中没有患者阻抗Ze(s),但是式(29)中n2被看作特征阻抗,反映出患者的阻抗,因此可以通过调整n2的值产生较好的临场感效果,透明性较好。

3 仿真实验结果与分析

为了验证理论分析的结果,使用MATLAB7.0对系统进行仿真,设定参数:换算因子n=0.18,Mm=Ms=1.532 kg,Bm=Bs=0.051 N·s/mm,Me=1 kg,Be=0.12 N·s/mm, Ke=0.1 N/mm,主从手在非自由运动状态下的位置跟踪曲线分别如图4和图6所示;力跟踪曲线分别如图5和图7所示。

从上图可以观察到无论遥操作康复机器人系统有无时延,当从手未接触患者时,从手能够稳定、准确地跟踪主手的位置,并且位置误差较小;当从手与患者接触时,主手受控继续正转,从手不能跟随主手运动,符合预料的结果,而康复医师感受到从手与患者的作用力,即力觉临场感的实现。此时,主手开始反转,当反转到从手受阻的位置时,从手又能很好地跟踪主手运动,系统的透明性较好。主手对从手有较好的力跟踪效果,操作者具有真实的力觉感受,系统的透明性达到最佳。

4 结论

针对遥操作系统中存在的通信时延,通过建立系统的等效电路图,采用阻抗匹配的方法分析了系统的透明性。实验结果同理论分析表明该方法使系统在保证稳定的基础上实现了良好的透明性。但由于系统的稳定性和透明性是相互制约的关系,理想的透明性只是设计的目标,所以,下一步设计的控制器必须是稳定性和透明性的折衷。

摘要：针对遥操作康复机器人系统通信时延引起系统性能下降问题,通过建立系统的等效电路图,采用阻抗匹配的方法分析了系统在有时延和无时延两种情况下的透明性。仿真实验结果表明该方法的有效性,时延下的系统在保证稳定的基础上实现了良好的透明性。

关键词：遥操作康复机器人,透明性,时延

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[7] Lawrence D A.Designing teleoperation architectures for transparen-cy.Proceedings of IEEE Int Conf on Robo-tics and Automation.Nice:France,1992

透明性 第9篇

1 病例介绍

患者,男,10岁,以“运动发育落后,四肢进行性屈曲,头部、背部皮下组织增生”为主诉入院。查体:抱入病房,不能平卧,鼻唇间及上下牙龈明显增生,双侧颈部、双耳后不规则黄色皮肤增生,无波动或触痛,全身头部及背部可见多个无痛性皮下结节,直径0.5~15 cm2,突出于皮肤,最大包块直径约15×10 cm2,质地中等,其上皮肤色泽正常。枕部有一5×5 cm2球状隆起,质软而有弹性,血管丰富,触之有温热感。双上肢屈曲,双下肢弯曲,不能伸直,膝反射未引出,髋关节肿胀,巴彬斯基征阴性。心肺腹无异常。患儿毛发稀疏,智力发育正常。既往史:出生6个月时发现下唇包块,8个月出现双侧膝盖强直畸形,18个月于北大第一医院皮肤科行左膝关节松解术及背部包块切除术,2009年发现头部及耳部多处包块,分别于2011年,2012年两次行手术切除耳部包块,父母否认近亲结婚史。入院2天后在局麻下行背部新生物切除手术并送检,术后7天痊愈出院。

2 围术期护理

2.1 术前护理

2.1.1 术前准备术前协助患儿做好各项常规检查,同时做好术区皮肤准备,用碘伏消毒术区皮肤,严防皮肤破损。

2.1.2 心理护理

患儿因病变导致外观缺陷和功能障碍,家属和患儿均较自卑。患儿初入院时不愿说话,也不愿见人,看见医生、护士均感到害怕,通过对家属及患儿进行访谈法、观察法评估发现,患儿存在焦虑、恐惧情绪。针对患儿的特殊情况,首先鼓励家属带患儿参与我科围术期健康心理辅导团体班的学习,通过PPT及宣教护士的耐心讲解,使其对围术期知识有一定的了解,并鼓励患儿在团体中积极参与,回答一些简单的问题,并及时给予肯定鼓励;术前指导患儿学会运用腹式呼吸进行放松,在术前给患儿听舒缓音乐;在治疗护理过程中通过语言、抚触鼓励患儿倾诉,了解其心理变化,及时给予心理支持,并及时与主管医生沟通,向患儿及家属说明术中、术后可能出现的问题,使患者及家属产生安全感和信赖感,增强家属、患儿治疗的信心[4]。

2.1.3 皮肤护理

本病的初发症状为齿龈肥大、四肢屈曲挛缩、头部肿块及半透明结节等,且肿瘤增长迅速,表面光滑或呈粗大的颗粒状,易从顶端破溃,因此患儿的皮肤护理是一个重点护理问题。入院后将患儿安置在通风良好的病房内,室温控制在22~24℃之间。每日交接班,护士要观察皮肤受压情况,特别是肿瘤部位,避免拖、推、拉等不规范操作,保持皮肤清洁干燥,指导患儿着纯棉透气衣物。

2.2 术后护理

2.2.1 病情观察

患儿因每次手术后均会出现高热,家属非常紧张。主管护士严格控制室温,指导患儿术后多饮水,定时监测体温;严密观察生命体征、伤口、引流管等情况,保持引流管通畅,观察手术切口有无红、肿、热、痛等炎症表现,经以上护理措施,患儿术后除一次体温测得超过38℃外,均保持在正常范围内。

2.2.2心理护理患儿术后因安置引流管、伤口疼痛,表现出强烈的焦虑不安、恐惧、紧张情绪,故选派性情温和的护士分管患儿,在治疗护理过程中多与患儿交谈,指导家属给予患儿观看喜爱的动画片,分散其注意力,并指导患儿运用腹式呼吸、听舒缓音乐进行放松。另外,合理解释来自患儿家属的提问,热情、耐心、细致的进行心理指导,缓解患儿及家属的焦虑、紧张情绪。

2.2.3口腔护理显著的齿龈肥大和沿口唇分布的结节导致患儿张口受限,咀嚼功能障碍,易使大量细菌在口腔内生长繁殖,加上患儿术后抵抗力降低,极易引起术后口腔继发感染。因此,做好口腔护理也至关重要。从术后第1天开始,每次患儿在用餐后先用清水漱口,再用益口漱口液含漱,保持口腔清洁。

2.2.4 饮食护理

由于患儿肥大的齿龈呈颗粒状隆起覆盖牙齿,导致患儿咀嚼障碍,同时患儿并发有低蛋白血症,术后极易引起营养不良及反复感染,导致死亡。故术后饮食护理尤为重要,除遵医嘱给予静脉营养外,通过与营养师沟通,为患儿定制了高营养非高热量软食及半流质饮食,以保持水、电解质及酸碱平衡。

3 小结

幼年性透明性纤维瘤病病例少,通过文献仅查到8篇文章,主要针对病理及疾病介绍,并无护理指导。通过对该例患儿的护理,我们认识到加强健康宣教,做好心理护理,预防皮肤破损,保持口腔清洁,预防术后并发症的发生,对幼年性透明性纤维瘤病患者术后康复具有重要意义。该患儿因外观的畸形导致患儿及家属产生极大的心理压力,通过我们团体辅导及个性化心理指导,患儿及家属情绪明显改善,焦虑、恐惧水平均明显下降,同时无任何护理并发症发生,预期出院。

参考文献

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恬淡透明 第10篇

胡才春, 1997年结业于中央美术学院国画系。胡才春是一个开朗、内秀、光明的人, 他擅长写短小精练的散文, 他经常把写好的散文寄给我看, 每次读到他由感而发的散文, 不禁使我内心多了几分纯净、几分快乐。胡才春有一颗善良的心, 他善于去发现社会中和自然中那些美好的事物, 他有一种品质, 能够把人的苦处和为难化为一泓甘泉让它流淌在你的心间。与才春认识十年了, 但见面机会很少。每次都是他寄信给我, 我读他的散文、读他的画, 有时我们在电话里聊天, 他也知道我忙。正是在这样的交往中, 我觉得才春是一个当代优秀的文化学子。他的品性与他的画遵从了中国文化的人文精神, 把自己作为自然中的一分子, 无论放在哪里, 从未有怨言, 没有悲哀, 也没有颓废。他的花鸟画正是在这样的生命状态下, 显现出一种生机盎然、鲜活清澈的人文语境。我们透过才春的画能够看到他透明的心地。才春不善言谈, 他的智慧和他的理想更多寄予他的笔墨和文章中。才春是一个苦学的人, 他在传统文化中能够把自己作为中国画学子, 以修身来积淀自己宽广的胸襟, 他不把成功和失败看得很重, 他更注重的是散淡的、向上的、明亮心性的生长, 这正是中国画学人一个非常重要的品质。才春的画悟性很高, 他比较注重中国画的笔法的形成, 与他自己的性情联系起来, 力求反映中国画笔墨强调精神意识, 他把这种精神意识定格在社会文化的大背景下, 正如他把自己当做为社会作贡献的一分子。做人与画画, 对于一个画家来讲是终身面对要不断地反省自己。才春正是以这样的方式来追寻中国文化中的最高人文境界。他以这样的心性来面对一切物象, 来面对一切事物, 所以读才春的画和读才春的人一样, 恬淡而美好。

(中央美院中国画学院院长)

“透明”不可或缺 第11篇

但灾难也有积极的一面，那就是每当灾难发生，我们总能感受到平日难得一见的人间真情与大爱。汶川地震、南方水灾、舟曲泥石流……

此次追尾事件，当公众对伤亡人数、事故原因进行高度“围观”与质疑的同时，真情与大爱像一堆柴火，照亮了漆黑的雨夜。

坚持原地施救的温州市特警支队长邵曳戎、累得在铁皮车厢里和衣而卧的武警战士、排队献血的温州市民、网友们为小伊伊祈福的爱心传递、自发加入救援行动的当地百姓……爱让我们感到温暖，爱让我们看到希望。

但仅有爱是不够的。

此次事件中，相关部门的反应速度与处理问题的能力均遭到公众不同程度的质疑，令人费解的掩埋车体；不同版本的事故原因；对事件的调查与问责相对滞后和不透明……这一切，均与那些用爱和生命做代价，去救治受难者的壮举，形成了鲜明对比。

“作为总理，我对在事故中遇难的人们表示无限的怀念。对发生这样的特大事故，表示十分痛心。”7月28日，国务院总理温家宝在温州动车追尾事故现场与中外媒体记者見面时表示，事故调查全过程要公开、透明，给群众一个负责任的交代。

我们需要真情，人间不能没有大爱，关键时刻，我们的战士、农民工、医护人员挺身而出，用血肉之躯担起了“脊梁”重担；同样是关键时刻，我们的有关部门和官员，为什么就不能勇敢地站出来，勇于面对自我，勇于面对亡者及家属，勇于面对人民？

透明性 第12篇

目前,人类基因组中已经发现6个透明质酸酶样序列:HYAL1、HYAL2、HYAL3、HYAL4、HYALP1、PH-20(SPAM1),它们形成2个紧密的结构,分别位于染色体3p211.3(前3种)和7q31.3(后3种),编码的透明质酸酶具有组织特异性,行使不同的功能[1],其中HYAL1、HYAL2、PH-20最为重要。

HYAL1型最早从人的血浆和尿液中纯化出来,其理化性质已在基因和蛋白水平上得到证实[2],后研究发现其是体内和肿瘤组织中最重要的HAase,也是人类血浆和尿中惟一的HAase。HYAL1基因全长3679bp,含有3个外显子和3个内含子,外显子1被内含子分割成1a和1b两部分[3]。该基因最显著的特点在于内含子1是一种获得性内含子,在m RNA转录过程中可选择性地被剪切或保留,从而产生长短不同的转录本。长转录本含有获得性内含子,不能翻译成蛋白;短转录本编码有活性的HAase。HYAL1的m RNA有两种,较大的一种包含一个保守内含子(Retained intron),它与酶蛋白翻译无关;较小的一种不含内含子,可以表达为酶蛋白[4]。

1 HA、HYAL1与肿瘤的诊断

1.1 膀胱癌

膀胱癌中,HA虽被发现存在于肿瘤细胞内,但膀胱癌病人的尿样中HA水平却明显升高[5]。Lokeshwar[5]等的研究同时也提示,HYAL1是主要的膀胱肿瘤源性HAase,阻断HYAL1在膀胱癌细胞株的表达,则导致细胞的增长速率明显减小,这表明HYAL1的表达可能是癌细胞增殖的必要条件之一。Hautmann等[6]使用一种抗HYALl抗体,应用免疫印染分析法检测正常人膀胱组织和膀胱肿瘤组织中HYAL1型HAase的含量,结果示膀胱肿瘤组织中HYALl型HAase含量较正常膀胱组织明显升高,且随着肿瘤级别的升高而升高。Lokeshwar等[5]研究结果显示,膀胱癌中HYAL1的表达能够调节肿瘤的生长、进展,可以作为高分级膀胱癌的肿瘤标记物。Pham等[7]测定并比较了正常人、膀胱肿瘤患者和其它泌尿生殖系统疾病患者[如淋球菌性尿道炎(Gonococcal urethritis,GU)]尿液中的HAase含量,显示尿液中HAase测定对高级别的膀胱肿瘤(G2级以上)诊断均有非常高的灵敏度和较高的特异度。

国内外早已把HA、HAase作为膀胱肿瘤的标记物之一,尤其是检测尿液中HA、HAase(HYALl)的含量来参考诊断膀胱肿瘤已获肯定。综合各种文献资料发现,无论膀胱癌的分级高低,HA都是诊断膀胱癌的理想指标,而在G2和G3级肿瘤中,HAase则显示出一定的优越性。所以,HA~HAase的联合检测对任何级别的肿瘤都有价值,文献报道其敏感性为83%~94%,特异性为77%~93.4%[8~14]。更值得一提的是,其中的一些对照研究[10~13]表明,HA~HAase联检的优势高于其他的标记物,包括细胞学检查。

1.2 前列腺癌

Posey等[15]用免疫组化方法对70例前列腺肿瘤患者的手术切片进行了分析,结果表明,HYAL-1诊断前列腺癌的灵敏度为84%,特异度为80%,准确度为81.4%,若联合HA检测则分别提高到88%、84.4%和85.7%。作者结合在此领域5年的研究认为,HYAL-1可以作为诊断前列腺癌的一个理想指标。Madan等[16]研究了9例前列腺癌组织的HAase的表达,并与组织学分期相比较,结果发现83%Hyase(+)的肿瘤沿神经周围浸润,在HAase(-)的肿瘤中,未发现有神经周围浸润;33%的HAase(+)的肿瘤有囊内浸润的趋势,在HAase(-)的肿瘤中,未发现肿瘤有囊内浸润趋势。Lokeshwar等[17]采用酶联免疫吸附法发现:与正常前列腺组织(Normal prostate,NAP)和良性前列腺增生组织(Benign prostate hyperplasia,BPH)相比,前列腺癌组织中的HA水平增加了3~8倍。HAase则只有前列腺癌上皮细胞和前列腺癌细胞株分泌,且其水平和肿瘤的分级与转移成正相关。使用RT-PCR(Reverse transcription polymerase chain reaction,逆转录多聚酶链反应)方法检测到前列腺癌细胞中的全长型HYAL1转录产物及其拼接变体;免疫组化方法显示HYAL1在前列腺癌组织中也有表达,且其着色与肿瘤的分级与转移亦成正相关。总的说来,在高分级的前列腺癌组织中,不仅HA和HYAL1的浓度都处在高水平状态,而且含有促血管生成的HA片段,这也印证了Posey的观点。

2 HA、HYAL1与肿瘤的治疗

在肿瘤治疗上,主要是利用HAase作为化疗的辅助性用药。早在1985年,Baumgartner等[18]就利用HAase作为化疗的辅剂来治疗头颈部鳞状细胞癌。结果显示HAase可能可以改善患者的预后。Maier等[19]将经尿道膀胱肿瘤切除术的患者随机分为2组,一组单独用丝裂霉素C,一组加用20万U的HAase来观察HAase对肿瘤复发率的影响。结果证明加用HAase可以降低膀胱肿瘤复发率。Eikenes等[20]进一步研究了HAase在化疗中的作用机制。结果显示,瘤内注射HAase后能够降低间质液压,两者成非线型剂量依赖关系。1500U的HAase能够最大程度的降低间质液压(降低约50%)。但无论是瘤内注射还是静脉注射均对微血管压没有影响。这样就产生了跨毛细血管压力梯度,使得多柔比星脂质体(抗肿瘤药)的吸收和在肿瘤中的分布大大提高。HAase作为多柔比星脂质体的辅剂,通过产生跨毛细血管压力梯度,去除了一个主要障碍,从而大大提高了化疗效果。而Shuster等[21]的一项研究表明,HAase不仅能够提高化疗药物的渗透力,可能本身就具有抗癌功效。

3 HA、HYAL1与肿瘤的预后

3.1 膀胱癌

HA、HAase(HYALl)作为与膀胱癌生长、发展有关的几种预后标记物之一[8,22,23],在预测接受保守治疗的膀胱癌复发方面最有意义,因为在治疗过程中,肿瘤有进一步发展的可能。如果能有一种可靠、高效的标记物来预测肿瘤是否复发或进展,这无疑将是膀胱癌治疗上的一个重大突破。Kramer等[24]为此进行了一项研究,旨在探讨HA和HYAL1能否预测非肌层浸润膀胱癌患者的复发和肌层浸润情况。单变量分析显示,年龄、肿瘤多灶性、HYAL1着色都与肿瘤肌层侵犯有关,而只有HYAL1与肿瘤的复发有关;多元统计分析则表明,HYAL1与肿瘤的肌层浸润(准确率76.8%)和复发(准确率67.8%)显著相关。总之,在预测肿瘤肌层侵犯和转移方面,HYAL1是一个很有潜力的、能独立预测预后的标记物。

3.2 前列腺癌

综合有关文献资料,我们发现HAase在肿瘤中的作用非常复杂,是促进肿瘤发生、发展、转移,还是反之,目前尚存在争议。在多数肿瘤中,HAase都可作为肿瘤诊断及预后的标记物,但有实验表明,在鼠结肠癌细胞株中,HYAL1的表达却抑制了肿瘤的生长,且可引起肿瘤坏死[25]。为此,Lokeshwar等[26]利用稳定转染的前列腺癌细胞株进行的一项研究提示,HYALk-1在肿瘤中起促进还是抑制作用,可能与其浓度有关。Kovar等[27]利用原位注射将人前列腺癌细胞系转染至小鼠,得出HYAL-1可诱导前列腺癌的转移。人前列腺癌样本的组织学研究显示:HY-AL-1的表达预示患者预后不良,尤其是当同时发现肿瘤基质的HA过量聚集时,更是如此。

4 HA、HAase在肿瘤中的作用机制

正常情况下,HA独特的理化特性使其具有多种生物学功能,如维持基质结构、水和蛋白的动态平衡、内皮细胞增殖、细胞识别及细胞运动等。肿瘤发生时,HA可以在体内通过抑制新血管的生成而起到抑制肿瘤生长、转移的作用。但很多文献表明,在肿瘤浸润区及转移过程中,HA的水平显著升高,升高的HA可能是肿瘤细胞自身合成的或者是其诱导周围的间质细胞合成的。这些HA可能是通过以下方式促进肿瘤的浸润与转移:(1)刺激肿瘤细胞的非停泊性生长及增殖来促进肿瘤的生长[28];(2)打破胶原纤维和糖蛋白质2个网状结构之间的平衡,使组织结构发生变形和破坏,为肿瘤细胞的移动提供了高水合性通道,从而促进其黏附和迁移,进而促使肿瘤转移;(3)与肿瘤细胞膜上的HA受体(主要是CD44)结合,形成保护性外壳,降低免疫细胞对肿瘤细胞的黏附和攻击[29];(4)与肿瘤细胞膜上的HA受体CD44结合以后,使受体蛋白质相关的酪氨酸激酶磷酸化,产生一系列细胞内信号,使细胞骨架发生移动,引发肿瘤细胞伪足样伸展运动,从而增强肿瘤细胞的运动性和趋化性[30]。

HAase是HA的特异降解酶,能将HA分解成多个寡聚糖,其中分子量大的HA的作用机制前已所述;小分子的HA寡聚糖可促进新生血管形成,而新生血管是肿瘤发展和转移的必要前提。但是,目前肿瘤血管的形成机制还不十分清楚,有研究认为,肿瘤血管的生长受血管生长刺激因子和血管生长抑制因子的双重调控。天然的HA为抗血管生成性,被Hyase降解的HA寡聚糖是血管生成分子之一,可以调节内皮细胞的增殖、迁移及血管的生成。

HYAL1存在于抑癌基因3p21上,所以,具有抑制某些肿瘤细胞进展的作用。例如,HYAL1在体内外均可抑制结肠癌肿瘤的生长。另外,在烟草相关性肿瘤以及头部、颈部、上呼吸道癌症中,都发现了HYAL1的缺失。但在本文阐述的两种泌尿生殖系肿瘤中,HY-AL1的水平却有所升高。由此推断肿瘤发生部位的不同可能是HYAL1对肿瘤作用不同的基础。HYAL1在肿瘤中的作用机制可能是:(1)将HA分解为小分子寡聚糖,促进新生血管生成;(2)提高肿瘤细胞增殖比率,细胞周期能否启动进行细胞增殖,关键在于G1期,被称为限制点。一旦通过该点,势必进入S期,完成细胞增殖周期。有研究表明,Hyal-1可促进肿瘤细胞进入S期,从而使S期和G2~M期细胞比例增加,而G0~G1期细胞比例减少,进而促进肿瘤细胞的增殖。

5 展望与结语

HA和HAase(尤以HYAL1和PH-20最为重要)作为一个大家族,其与炎症、肿瘤之间的关系越来越受到重视,分子水平的研究也更加深入。在肿瘤诊断方面,多倾向于肿瘤标志物的两两或更多个的联合检测,从而使其精确性得以大大提升。价廉而准确的肿瘤标志物联检将来若能够取代一些有痛苦和风险的侵入性检查,这无疑是膀胱癌、前列腺癌及其他肿瘤患者的福音。

在肿瘤治疗及预后方面。目前对外源性HAase在肿瘤防治中的作用还存在着争议,有关HAase特异性抑制剂的研究正处于探索之中。近年来,HA合酶基因亚型(HASs)的相关研究屡见报道,研究显示其优势亚型的表达可能会对肿瘤的生物学行为产生明显的影响,为肿瘤的基因治疗提供一个新的靶点。

总之,HA及HAase在泌尿系肿瘤中仍有很大的研究价值及提升空间。有关HAase、HA与肿瘤预后的相关性以及在肿瘤侵袭转移中的作用还有待更深入探索。

摘要：透明质酸(HA)及其特异性降解酶——透明质酸酶(HAase),尤其是HYAL-1与多种恶性肿瘤的关系密切而复杂,透明质酸酶在不同肿瘤中的作用尚存在争议。膀胱癌和前列腺癌作为泌尿生殖系统重要的恶性肿瘤,其与HA及HY-AL-1的关系最为密切,相关研究也最多。本文就HA、HYAL-1在这两种肿瘤的诊断、治疗及预后方面的最新研究进展作一综述。