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项目名称： 双模态冲压发动机模态转换过程中的迟滞问题研究
项目编号： No.51276007
项目类型： 面上项目
立项/批准年度： 2013
项目学科： 能源与动力工程
项目作者： 徐旭
作者单位： 北京航空航天大学
项目金额： 80万元
中文摘要： 对双模态冲压发动机燃烧模态转换过程中的迟滞问题开展实验和数值模拟研究。实验基于长时间直连式超燃实验台，分别采用煤油和乙烯为燃料，凹腔、支板和气动斜坡为火焰稳定器，在连续工作条件下完成燃料喷射位置、当量比的改变，实现亚燃和超燃模态的相互转换。通过分析壁面压力数据判别燃烧模态；通过TDLAS技术测量局部火焰温度和燃烧产物浓度分析燃烧状态的强弱；通过高速纹影捕捉模态转换过程中的动态图象；通过高频压力测量捕捉模态转换过程中压力振荡的特征频率。采用非定常流场计算方法模拟模态转换过程，多级Runge-Kutta法用于时间离散，AUSM系列格式用于空间离散，火焰面模型或有限速率化学动力学模型结合离散相两相流模型、PDF湍流燃烧模型模拟碳氢燃料的燃烧。通过本项目的研究，力争从实验现象上揭示迟滞发生的影响因素，从数值计算结果中发掘产生迟滞的流场细观特征，探讨迟滞现象的产生机理和工程上控制迟滞发生的有效方法。
中文关键词： 超燃冲压发动机；超声速燃烧；模态转换；迟滞；火焰面
英文摘要： An experimental and computational study on the hysteretic phenomena in the mode transition process of the dual-mode scramjet will be performed. The experiments are conducted at a long operating time direct connect scramjet facility. Kerosene and ethylene are selected as fuel, and the cavity, strut and aero-ramp act as flameholders in the experiments. During the long time experiment, the mode transition will be realized from ramjet to scramjet and vice versa by means of adjusting the fuel injection position and euqivalence ratio. Static wall pressure data are used to analyze the combustion efficiency and combustion mode. Tunable diode laser absorption spectrum(TDLAS) will be used to measure the combustion temperature and species, high speed schlieren will be preformed to capture the mode transition images, and high frequency dynamic pressure measurement will be used to capture the characteristic frequency during the mode transision. Unsteady algorithms will be used in the mode tansition numerical simulation, multi stage Runge-Kutta method for the time integration and AUSM series algorithms for the space discretization. Both gas phase and gas-liquid two phase combustion will be modeled, steady flamelet model or finite rate chemical reaction model for the reaction of hydrocarbon, propability density function(PDF) m
英文关键词： scramjet；supersonic combustion；mode transition；hysteresis；flamelet
项目名称： PKR在心力衰竭中的作用机制研究
项目编号： No.81470512
项目类型： 面上项目
立项/批准年度： 2015
项目学科： 医药、卫生
项目作者： 陈英杰
作者单位： 同济大学
项目金额： 73万元
中文摘要： 我们课题组长期致力于充血性心力衰竭（CHF）致病分子机制研究，目前重点聚焦在探索mRNA翻译起始调控CHF发病的作用。前期研究发现通过4EBP1、PKR及GCN2基因敲除增加mRNA翻译起始可以显著改善高压力负荷诱导的CHF。然而PKR导致心力衰竭的分子机制以及是否可以利用PKR抑制剂治疗CHF尚不完全清楚。本课题拟从动物、细胞及分子水平，在以下4个方面系统阐述PKR在心力衰竭中的重要作用：①确定心肌细胞PKR在CHF中的作用；②探索PKR过表达与CHF发病的因果关系；③研究PKR抑制剂治疗CHF的作用；④阐述PKR调控心力衰竭的分子机制。本研究将系统阐明PKR在心力衰竭中的作用机制，为心力衰竭的防治提供新的分子靶点。
中文关键词： PKR；心力衰竭；压力超负荷；翻译调控
英文摘要： Our laboratory investigates mechanisms of congestive heart failure (CHF) development, focusing on translation initiation. We recently observed that enhancing cap-dependent mRNA translation initiation by gene deletion of 4EBP1, PKR or GCN2 protects the heart against TAC-induced CHF with minimal impact to LV hypertrophy. Based on our findings that PKR KO provides robust cardiac protection against CHF development, and the fact that PKR inhibitors are available, we hypothesize that PKR may be important novel therapeutic targets for treating CHF. Therefore, the central aim of this project is to determine the underlying molecular mechanisms by which PKR exacerbates TAC-induced CHF, and explore the therapeutic potential of inhibiting activity of this translation repressor as treatment for CHF. We will pursue the following major research objectives: (1) Determine the effect of cardiac specific PKR on CHF; (2) Determine the effect of PKR over expression on CHF development. Our working hypothesis is that increase of PKR activity causes or exacerbates TAC-induced CHF; (3) Determine the consequences of PKR inhibition by PKR KO and pharmacological PKR inhibitors on TAC-induced CHF and reversal of established CHF. Our working hypothesis is that attenuating PKR activity will protect the heart from TAC-induced CHF; (4) Determine the molecular mechanism(s) by which PKR impairs the cardiac adaptation to stress. Our proposed studies will provide novel insights into how changes in translational initiation influence CHF development, and will explore the therapeutic potential of PKR inhibition as a treatment for CHF.
英文关键词： PKR;heart failure;pressure overload;translational regulation
项目名称： 多孔介质内真空水升华行为中交变相变界面移动规律及击穿抑制方法研究
项目编号： No.11472040
项目类型： 面上项目
立项/批准年度： 2015
项目学科： 数理科学和化学
项目作者： 宁献文
作者单位： 北京空间飞行器总体设计部
项目金额： 85万元
中文摘要： 作为短时大功率航天器一种必不可少的热控手段，水升华器在利用固态水（冰）真空升华吸热现象实现航天器废热排散过程中，涉及多孔介质内气-液-固多相流、交变相变界面移动以及高真空下稀薄气体流动等流体力学基础理论问题，已成为国内外空间热物理领域近期的研究热点。然而水升华器多孔介质内结冰与升华机理非常复杂，目前缺乏相应的基础研究。本课题拟通过理论与实验研究进一步认识多孔介质内真空水升华行为中的机理和相关特性规律，建立描述水在多孔介质内的交变相变界面移动方程及其形态转变的判断准则，进而提出多孔介质内水升华击穿抑制方法，并结合我国探月三期工程开展一定的在轨验证。本课题涉及经典多相流与渗流、稀薄气体流动、传热传质学与计算方法等多个学科的交叉，是国际上航空航天及相关领域的前沿课题，具有重要的理论意义与实际价值，可为水升华热控技术的在轨应用提供理论与实验依据。
中文关键词： 水升华器；多孔介质；结冰；击穿；相变传热
英文摘要： Water sublimator is an essential thermal control method in the thermal control design of spacecraft with short period large heat load. Sublimator utilizing water sublimation in the porous medium to reject spacecraft waste heat, which is an endothermic process. The work mechianism of sublimator is a complex heat and mass flow problem, including basic physical issues such as gas-liquid-solid phase change and multi-phase flow, moving alternative phase change interfaces and rarefied gas flow, which received more and more attention recently.But the water icing and sublimation mechanisms in porous medium is not adequately researched. The present investigation is aimed to study the mechanism and the related properties of water sublimation into the vacuum through the porous medium,the equations which describe the water's alternative phase change interfaces moving in the porous medium and the judging criteria of the phase transition will be established. Then, the methods of inhibiting breakthrough in the water sublimation through the porous medium will be presented. The present investigation will be carried out through on-orbit experimental verification in the future lunar exploration program. The present investigation involves multidisciplinary sciences, such as classical multi-phase flow and vadose, rarefied gas flow, heat and mass transfer, computational methods, etc., and is an advanced studies in the international aerospace and related field.The research results will provide technical supports and basis for the water sublimation thermal control technique.
英文关键词： water sublimator;porous medium;icing;breakthrough;phrase change heat transfer
项目名称： 寒冷逆境下威代尔葡萄特征性香气成分2-苯乙醇的合成机制
项目编号： No.30971979
项目类型： 面上项目
立项/批准年度： 2010
项目学科： 生物科学
项目作者： 李景明
作者单位： 中国农业大学
项目金额： 34万元
中文摘要： 本项目以探讨冰葡萄酒中特征性香气成分2-苯乙醇在冰葡萄后熟过程中的合成机制为目标，重点围绕威代尔葡萄成熟、后熟期间果实生理活动和外部寒冷逆境因子对2-苯乙醇合成、积累的影响，在转录、表达以及产物水平上全面分析研究。项目以威代尔葡萄后熟期间果实为试材，克隆编码2-苯乙醇合成途径中关键酶苯乙醛还原酶PAR的全长基因，分析后熟阶段PAR基因的表达特性，确定葡萄中2-苯乙醇的基本合成途径；通过蛋白免疫印迹和胶体金免疫电镜定位实验，研究葡萄后熟阶段PAR蛋白表达特点和亚细胞定位，并结合寒冷逆境下果实中的一系列抗逆生理响应及相应代谢产物分析，确定寒冷逆境因子对2-苯乙醇合成的影响，从而全面探明威代尔冰葡萄中特征性香气成分2-苯乙醇的合成机制。项目研究结果将为探讨实施栽培调控、促进果实中2-苯乙醇积累、提高冰葡萄酒的风味，提供可能的利用策略，以及重要的分子生物学信息和资料。
中文关键词： 2-苯乙醇；合成；机制；逆境；葡萄
英文摘要：
英文关键词： 2- phenylethanol；synthesis；mechanism；stress；grape
项目名称： 微流体中纳米颗粒的电动力学研究
项目编号： No.10902105
项目类型： 青年科学基金项目
立项/批准年度： 2010
项目学科： 金属学与金属工艺
项目作者： 张凯
作者单位： 中国计量学院
项目金额： 25万元
中文摘要： 微流体中纳米颗粒的电动力学研究对于生物医学、分析化学、颗粒污染物分析和MEMS等领域有着极其重要的意义。本项目通过理论分析、数值模拟与实验研究达到以下的目标：①#30740;究纳米颗粒形状对其布朗运动规律的影响；②#32473;出考虑纳米颗粒形状、表面属性、内部结构的诱导电泳速度的解析表达式；③#25299;展有效电极子动量假设的应用范围由微米到纳米量级；④#22312;局部非稀相条件下，得出纳米颗粒形状、表面属性、内部结构与颗粒之间相互作用力的关系式。 通过本项目的研究，可以加深对微流体中颗粒电动力学原理的认识，从而能够对纳米颗粒的位置及取向进行精确的控制，进而促进纳米颗粒在某些领域中的应用。
中文关键词： 微流体；纳米颗粒；电动力学；布朗运动；
英文摘要：
英文关键词： microfluidics；nanoparticle；electrohydrodynamics；brownian motion；
项目名称： CD40配体加重内皮损伤介导的炎症反应及其在主动脉瘤发病与进展中的作用机制研究
项目编号： No.81470580
项目类型： 面上项目
立项/批准年度： 2015
项目学科： 医药、卫生
项目作者： 张宏家
作者单位： 首都医科大学
项目金额： 75万元
中文摘要： 内皮细胞损伤介导的炎症反应是促使主动脉瘤发病的重要病理机制。本课题前期研究发现：通过药物阻止血小板活化与聚集可以抑制主动脉瘤发病，但血小板促使主动脉瘤发病的机制尚不明确。已有研究证实CD40L是血小板释放的重要炎症因子，其可以抑制内皮祖细胞功能，阻止内皮损伤修复。据此，本研究提出假设：CD40L可以通过抑制内皮祖细胞功能，加重内皮损伤介导的炎症反应，促使主动脉瘤的发病及进展。本研究拟在血管紧张素II诱导的主动脉瘤模型上，采用CD40L基因敲除小鼠，利用病理分析、免疫组化、细胞粘附、迁移等体内、体外实验技术，观察CD40L对主动脉瘤发病、血管内皮损伤、氧化应激、炎症反应、内皮祖细胞功能的作用，同时结合临床样本分析、随访研究，阐明CD40L与人主动脉瘤发病及进展的关系作用，从而明确CD40L通过加重内皮损伤介导的炎症反应，促使主动脉瘤发病及进展的作用及机制，以期为主动瘤的临床治疗提供新靶点。
中文关键词： 主动脉瘤；炎症反应；CD40配体
英文摘要： Inflammation mediated by endothelial cell injury is a key mechanism for aortic aneurysm formation. Our previous studies have shown that inhibition of platelet activition and aggregation with pharmacotherapy could prevent the development of aortic aneurysm. However, the initiators of the platelet activition and aortic aneurysm progression have not been clearly defined.Recent studies have demonstrated that CD40 ligand is an important inflammatory cytokine released by platelets.It could impair the function of endothelial progenitor cells and inhibit endothelial healing after arterial injury. Based on these findings, we hypothesized that CD4O ligand may play an important role via mechanisms such as influencing the function of endothelial progenitor cells and promoting inflammation mediated by endothelial cell injury. We will use angiotensin II induced aortic aneurysm mice model constructed on CD40 ligand knock out mice and human aortic aneurysm samples in this study. The experimental techniques involving include pathology staining, immunohistochemistry,cells adhension and transmigration both in vivo and in vitro. With human aortic aneurysm samples, we will define the relationship between CD40 ligand and aortic aneurysm formation in human. We seek to verify the mechanism and the role played by CD40 ligand in the development of aortic aneurysm, and provide a new target for clinical treatment of aortic aneurysm.
英文关键词： aortic aneurysm;inflammation;CD40 ligand
项目名称： 肝癌细胞内基因和蛋白类肿瘤标志物的单细胞、单分子荧光检测
项目编号： No.21205074
项目类型： 青年科学基金项目
立项/批准年度： 2013
项目学科： 分析化学
项目作者： 李璐
作者单位： 山东师范大学
项目金额： 27万元
中文摘要： 肝癌是恶性肿瘤中常见且难以早期发现的一种，开展肝癌的早期诊断和治疗意义重大。我们拟利用激光诱导荧光全内反射显微术结合微流控芯片技术，开展肝癌细胞内基因和蛋白类肿瘤标志物的单细胞、单分子水平荧光检测方法研究，进行单个肝癌细胞内肿瘤相关抗原甲胎蛋白AFP mRNA、miRNA家族中mir-18的单分子荧光检测，单分子水平实时研究抗肿瘤药物诱导细胞凋亡过程中细胞膜表面肿瘤坏死因子受体时空变化。本项目所发展的单细胞内单分子检测方法具有检测灵敏度高、耗样量少、通量大的特点，我们期望基于此项研究能够在肝癌的早期诊断上取得进步，并进一步为肿瘤的预警和早期诊治提供新的有效方法与途径。
中文关键词： 肝癌；肿瘤标志物；单细胞分析；单分子检测；荧光探针
英文摘要： It makes great sense to carry out early diagnosis and treatment of liver cancer. In this study, we will develope an ultrasensitive single-molecule detection method for tumor markers (genes and proteins) in single HepG 2 cells using a combination of total internal reflection fluorescence microscopy (TIRFM) and micro-fluid chip. With this method, the Alpha-fetoprotein mRNA、mir-18 in microRNA families will be analysed quantitatively at single molecule level in single cells.Single-molecule detection of spatially variation of the tumor necrosis factor receptor (TNFR) at the living cell surface will also be carried out during the apoptosis induced by anti-cancer drug. The method developed in this research requires less sample, has high detection sensitivity and can implement high-throughput single-cell analysis. We hope this study can make improvement in the early diagnosis and treatment of liver cancer and provide effective method for the prewarning of tumor.
英文关键词： liver cancer；tumor makers；single-cell analysis；single-molecule detection；fluorescent probe
项目名称： 基于诱导和增强黏膜免疫效应的B群流脑疫苗实验研究
项目编号： No.81172890
项目类型： 面上项目
立项/批准年度： 2012
项目学科： 医学免疫学、法医学
项目作者： 胡四海
作者单位： 南华大学
项目金额： 52万元
中文摘要： 脑膜炎球菌A、B、C、Y及W-135血清群是侵袭性脑膜炎最常见的病因，目前已有针对A、C、Y及W-135群的流脑疫苗，尚无针对B群流脑的疫苗，致使B群流脑暴发与流行的可能性增大，迫切需要发展有效的疫苗进行预防。近年来发现的奈瑟菌表面蛋白A（NspA），抗原性高度保守，被认为是B群流脑疫苗潜在的候选抗原；其主要不足是诱导黏膜免疫效果差和免疫原性较弱。大肠杆菌不耐热肠毒素B亚单位(LTB)是一种粘膜佐剂和黏膜载体分子，可能具有增强NspA免疫原性和促进黏膜免疫应答的双重功能。本研究拟通过基因克隆技术构建nspA-ltB融合基因的真核和原核重组质粒，以纳米铝递送疫苗，采取核酸初免－蛋白加强的免疫策略，鼻饲免疫小鼠，期望表达的LTB- NspA融合蛋白的免疫效果优于单基因非融合蛋白，黏膜佐剂LTB能诱导和增强小鼠的粘膜保护性免疫，为研制人用高效抗B群流脑疫苗奠定基础。
中文关键词： B群脑膜炎奈瑟菌；NspA；NMB0315；疫苗；免疫效果
英文摘要：
英文关键词： N.meningitidis serogroup B；Neisseria surface protein A；Neisseria meningitides serogroup B0315；vaccine；immune effects
项目名称： 时空相关的分布式压缩感知模型及其在监控视频不完整目标的重建和识别中的应用
项目编号： No.61172157
项目类型： 面上项目
立项/批准年度： 2012
项目学科： 无线电电子学、电信技术
项目作者： 倪林
作者单位： 中国科学技术大学
项目金额： 60万元
中文摘要： 目前，视频监控系统已在我国得到广泛的应用，但由于所获取的监控视频质量以及目标和摄像头间的相对位置的不确定性等因素的影响，监控视频中目标不完整或部分信息缺失的情况普遍存在，进而显著影响公安工作中取证和关键线索的获取。本项目正是针对上述情况，基于压缩感知理论，探索监控视频中不完整目标的恢复重建和识别方法。首先实现基于传统压缩感知理论的不完整目标的重建和识别；其次提出时空同时相关的分布式压缩感知模型及相应的稀疏表示、感知矩阵优化构建和重建算法；在此基础上，实现基于时空相关的分布式压缩感知模型的监控视频不完整目标的重建和识别；最后，建立相应的实验演示系统。 本项目的研究，对提高现有的视频监控系统在公安工作中的应用效率，为当前我国经济社会的高速发展最大限度地提供和谐因素，具有重要的现实意义；同时，对进一步完善和发展新型的数据表示理论，探索高效的图像重建和模式识别算法等，具有显著的学术意义。
中文关键词： 分布式压缩感知；重建算法；图像融合；压缩感知域图像处理；高分辨率重建
英文摘要：
英文关键词： Distributed Compressive Sensing；Reconstruction Algorithm；Image Fusion；Image Processing in CS Domain；Super resolution
项目名称： 细水雾热遮蔽能力的建模评估及系统优化设计研究
项目编号： No.11504426
项目类型： 青年科学基金项目
立项/批准年度： 2016
项目学科： 数理科学和化学
项目作者： 杜永成
作者单位： 中国人民解放军海军工程大学
项目金额： 20万元
中文摘要： 将细水雾以幕状形式遮蔽衰减热源（如火灾火焰、军事目标热排放等）红外辐射的传输，达到控制火灾蔓延、军事目标红外隐身等目的，是细水雾技术利用的新领域。细水雾热遮蔽过程的多场耦合特性及热遮蔽系统的优化设计问题尚未得到有效解决，缺乏理论层面的机理解释与模型分析，亦没有明确的系统优化和主动的顶层设计。本项目拟围绕这一科学问题，综合运用传热传质学、计算热辐射学、光散射学、光谱学等相关理论建立细水雾热遮蔽过程的综合计算模型，全面考虑热遮蔽过程中各种传热传质现象、雾滴和吸收性气体的浓度分布、环境条件、喷雾模式等因素，准确评估细水雾的热遮蔽能力。基于综合模型的分析计算和实验研究，对热遮蔽过程进行优化设计，指导建立高效的热遮蔽系统。
中文关键词： 红外；辐射传输；红外隐身；多场耦合；优化设计
英文摘要： It’s a new field using the fine water sprays as a shielding curtain to attenuate the infrared radiative transfer of heat source, for the goal of controlling the spreading of fire and infrared stealth of military targets. The problems of sprays thermal shielding process such as multi-field coupling characteristics and thermal shielding system optimization design and so on have not been effectively resolved, lacking mechanism explanation and shielding abilities assessment on the theoretical level. Also, there are not explicit system optimization model and active top-level design. For the key scientific problems, this project intends to establish a comprehensive calculation model for the thermal shielding process , integrally using theories of heat and mass transfer, calculation of thermal radiation science, light scattering science, spectroscopy and so on. With the model, the heat and mass transfer phenomena, the concentration distribution of droplets and absorbing gas, environmental conditions, spray patterns and so on are all considered , for the purpose of accurately evaluating thermal shielding abilities. Based on the analysis and calculation of integrated model, the process of thermal shielding will be optimized designed, and an efficient thermal shielding system will be established.
英文关键词： infrared;radiative heat transfer;Infrared stealth;Multi-field coupling;Optimization design
一、 核心定位与目标
本书被定义为“务实的设计指南” 。如果说作者的前作关注“构建什么”，那么本书则专注于“如何构建” 。它通过收集 2025 年智能体爆发年期间，各大模型实验室和初创公司的成功与失败案例，提炼出了一套可落地的架构范式 。 二、 主要内容模块 全书分为五个核心部分，涵盖了智能体生命周期的关键环节： * 第一部分：配置智能体 (Configure Your Agents)
探讨如何从“愿望清单”转向可运行的系统 。 *
关键范式：在白板上规划能力（Whiteboard Capabilities） 、智能体架构的演进 、动态智能体 以及人机回环（Human-in-the-Loop）设计 。 * 第二部分：上下文工程 (Engineer Agent Context)
探讨如何解决上下文溢出（Context Overflow）和模型注意力不集中的问题 。 *
关键范式：谨慎执行并行化 、子智能体间共享上下文 、上下文压缩技术 以及将错误信息反馈至上下文以实现自愈 。 * 第三部分：评估智能体响应 (Evaluate Agent Responses)
针对 AI 输出的非确定性（Nondeterministic），建立生产级评估体系 。 *
关键范式：定义失败模式（Failure Modes） 、建立测试套件 、让领域专家（SMEs）参与数据标注 以及利用“LLM-as-judge”评估生产数据 。 * 第四部分：保障智能体安全 (Secure Your Agents)
应对智能体特有的安全威胁 。 *
关键范式：预防“致命三要素” (The Lethal Trifecta：私有数据访问、不可信内容暴露、外部通信能力) 、沙盒化代码执行 以及实现细粒度的权限控制 。 * 第五部分：智能体的未来 (The Future of Agents)
展望 2025-2035 智能体十年的发展趋势，包括智能体模拟、自主学习和合成评估 。
三、 书中强调的核心观点
反对“单体巨型智能体” (Monolithic Mega-agents)：建议通过迭代发现架构，从小规模的专业化专家出发，再通过路由逻辑（Router）进行协作 。 1.
上下文不仅是空间，更是艺术：单纯扩大上下文窗口并不能解决问题，过大的上下文会导致“上下文腐烂” (Context Rot)，使模型失去识别重要信息的能力 。 1.
专家标注优于开发者标注：作者认为软件工程师通常不是特定领域的专家，在医疗、法律等垂直领域，必须由领域专家进行标注以建立“黄金答案”数据集 。
Patterns for Building AI Agents
摘要：AI 智能体（AI Agents）——即结合了基座模型与推理、规划、记忆及工具调用能力的系统——正迅速成为自然语言意图与现实世界计算之间的实用接口。本综述综合分析了新兴的 AI 智能体架构景观，重点关注以下三个维度：(i) 审议与推理（如：思维链式分解、自我反思与验证、以及约束感知决策）；(ii) 规划与控制（从反应式策略到层级化及多步规划器）；(iii) 工具调用与环境交互（检索、代码执行、API 接口及多模态感知）。 我们将前序工作组织为一个统一的分类体系，涵盖了智能体组件（策略/大语言模型核心、记忆、世界模型、规划器、工具路由及批判器）、编排模式（单智能体与多智能体；中心化与去中心化协作）以及部署场景（离线分析与在线交互辅助；安全敏感型与开放式任务）。此外，本文探讨了设计的关键权衡——包括延迟与准确性、自主性与可控性、以及能力与可靠性——并强调了评估工作的复杂性，这种复杂性源于非确定性、长程信用分配（long-horizon credit assignment）、工具与环境的可变性，以及重试机制和上下文增长等隐性成本。 最后，我们总结了测量与基准测试实践（任务集、人类偏好与效能指标、约束下的成功率、鲁棒性与安全性），并指出了亟待解决的挑战，包括工具行为的验证与护栏机制、可扩展的记忆与上下文管理、智能体决策的可解释性，以及真实工作负载下的可重复评估。
1.1 动机 (Motivation)
基座模型已使自然语言成为计算的实用接口，但大多数现实任务并非单轮问答。这些任务涉及从多个来源搜集信息、维护跨时间的执行状态、在不同工具间进行选择，以及在特定约束（延迟、权限、安全和成本）下执行多步动作。AI 智能体通过将基座模型与执行循环（Execution Loop）耦合，填补了这一空白；该循环能够观察环境、制定规划、调用工具、更新记忆并验证结果 [10, 31]。换言之，智能体不仅是文本生成器，更是一个控制器，负责将意图转化为在现实世界（软件仓库、浏览器、企业系统或物理机器人）中执行的程序。
1.2 背景 (Background)
现代数字化工作分散在各种界面和 API 之中：知识分布高度碎片化（文档、数据库、仪表盘），动作通过工具介导（搜索、代码执行、工单系统），而成功与否取决于端到端的最终结果，而非回复的“似真性”（Plausibility）。由于存在幻觉（Hallucinations）、缺乏**接地性（Grounding）**以及无法执行或验证动作，纯对话系统在这些场景中往往表现不佳。工具增强（Tool-augmented）与检索增强（RAG）设计通过将断言绑定至证据，并使中间产物可检查，从而提升了可靠性 [24, 64]。模块化的工具路由（如 MRKL 风格）通过将语言理解与专用工具分离，并强制执行可审计的结构化接口，进一步提升了治理能力 [21, 50]。
1.3 综述 (Overview)
在当前时代，智能体尤为重要，原因有三： * 任务范畴扩展：从写作辅助转向工作流自动化。代码智能体可端到端解决问题 [20, 61]，Web 智能体能在多变环境下操作真实网站 [14, 62, 67]，企业助手则能在政策约束下编排多步操作。 * 部署模式演进：部署日益呈现出交互性与长程性（Long-horizon）特征。微小错误会随时间累积，且非确定性（如采样、工具故障）使可重复性变得复杂，这促使了验证循环与基于追踪（Trace-based）评估的发展 [29, 44, 65]。 * 安全与防护压力：提示词注入（Prompt Injection）、不可信的检索内容以及具有副作用（Side-effecting）的工具，要求在最终回复之外建立深度防御的对齐机制与护栏 [5]。
目前，若干技术趋势使实用的智能体系统成为可能。基座模型提供了强大的泛化能力、指令遵循能力以及涌现的语境学习（In-context Learning）能力，支持在不重训的情况下快速适配 [9, 36]。对齐与偏好优化（如 RLHF）提升了易用性并减少了有害行为，使智能体在面对真实用户输入时更具鲁棒性 [11, 37]。工具调用通过 Schema 和 API 将语言转化为可执行动作 [40, 50]，而检索与记忆则将决策锚定在外部证据和持久状态中 [24, 38, 50]。**推理与行动（Reasoning-and-acting）**的编排模式将审议与环境交互交替进行，提升了接地性并能从失败中恢复 [53, 64]。最后，多模态感知通过将语言锚定在视觉输入中，将动作空间扩展到了图形用户界面（GUI）、文档及具身环境 [26, 28, 45]。
1.4 当前局限 (Current Gaps)
尽管进展迅速，智能体系统在规模化应用中仍受限于可靠性、可重复性和治理能力。长程任务会放大复合错误，而非确定性（采样、工具变动）使得在缺乏标准化协议和完整追踪记录的情况下，评估与调试变得极其困难 [29, 30, 44]。以工具为中心的智能体也引入了新的安全风险：不可信的检索内容和提示词注入可能操纵工具的使用，且具有副作用的动作需要比纯文本审核更强的约束机制 [5, 21, 48]。最后，系统层面的权衡——如自主性 vs. 可控性、延迟 vs. 可靠性以及能力 vs. 安全性——在跨领域和不同部署场景下尚未得到深入理解 [49, 66]。 本综述综合了推理、规划、工具使用及部署领域的新兴智能体架构。我们沿以下维度组织研究全景：(i) 学习策略与系统优化 (§3)；(ii) 强调不同能力与评估体系的应用任务 (§5)。在全文中，我们将重点探讨循环往复的设计权衡，并强调在现实工具和环境多变性下的可重复评估。
一般而言，将“思考蜂群”视为一种协同解决问题过程，其中一群个体以去中心化和自组织的方式共同工作，从而可以利用群体的集体智能，以比任何个体单独行动更有效的方式解决复杂问题。这包括之前来自生物学的例子，但其范围更广，涵盖：
- 生物群体：哺乳动物、昆虫、鱼类、细菌、病毒和细胞，包括人脑中的神经元
- 人类群体：头脑风暴会议、焦点小组、抗议活动和快闪活动
- 机器（机器人）群体：协同工作以执行复杂任务的物理机器人
- 机器（计算）群体：包括人工智能、机器人和软件病毒在内的网络机器人
- 人机群体：为解决复杂问题而进行的协同思考，如社交媒体、机器人牧群和僵尸网络
尽管包含排斥、对齐和吸引等简单局部社会互动规则的模型已足以生成蜂群形态，但这些来自自然的实例让我们有理由断言，还有更多可能性。本文代表了对未来技术发展的思想领导力至关重要的一小部分跨学科视角。将本书结构安排为如下所述的五个部分。
第一部分：思考蜂群的基础
“思考蜂群”这个标题有两层含义。第一，是关于蜂群的思考：它是一系列探索蜂群主题思想的文章和论文的合集。第二，是对一个更精炼理念的探索：蜂群不仅仅是遵循由简单、相同的自动机通过局部互动来实现全局效果的传统概念；而是指那些既能个体思考又能集体思考的蜂群。
第一章是一次为期一天研讨会的结果，来自学术界、工业界和政府部门的研究人员与专业人士齐聚一堂，共同探讨“思考蜂群”这一主题。该讨论的定义性特征体现在这里对“蜂群”和“思考”概念的广泛理解，以及两者如何可能交织在一起。因此，一个思考蜂群既包括个体将其能动性让渡给集体，也包括集体将其自身让渡给个体。它是由具有思考能力的实体构成的系统——这些实体拥有独立于集体之外的自身能动性、目的和“生命”，有其独特的表现形式，但它们也共享信息、目标，并可能服从于集体。
在这篇引言部分，首先探讨了群体机器人学的传统观点。第二章通过科学计量学分析了开放文献中的研究人员如何讨论自主性、集群和协同。这为术语提供了一个清晰的基线，以补充第一章提出的功能和本体论“模型”。第三章从群体智能和群体优化的视角，阐述了关于蜂群的各种定义。本章有助于形成蜂群的概念化，为后续章节奠定框架。
这三章植根于始于贝尼和王[108]的传统，但第四章带领读者开启了一段背离传统的哲学之旅，它运用“嵌合”概念，挑战了从生物学角度思考蜂群的假设。最后，本部分以探讨大众媒体如何呈现蜂群概念作结。第五章始于对认知的关切，鉴于当前全球对致命性自主武器系统的关注，这一点具有现实意义，并建立了一个基于价值的视角，为后续讨论提供参考。
第二部分：思考蜂群——行为
当人类观察任何自主系统时，他们通常首先看到的，除了其静态物理外观，就是它如何在时间和空间中动态地行为，包括孤立状态下的行为以及对刺激的响应。在第一章中，作者讨论了描述我们如何解读所看到的“具身外观”和“观察到的行为”的重要概念，提出了核心问题：外观如何影响我们对一个系统的感知，特别是其“承载价值的程度”？它如何支持“可解释性”、信任和保证等基本要求？对此，我们或许可以补充以下问题：我们看到的是否真正代表了正在发生的情况？如果不是，我们能否超越显而易见的外观，看到隐藏的东西？
作为系统的使用者和监管者，对系统的外部观察（无论是其外观还是行为）通常是我们了解系统本身、其内在能力及其倾向的唯一信息来源。作为设计者，外观（静态和动态）是将我们的设计与系统所处的更广泛社会系统联系起来的接口。系统的行为方式是我们理解、预测并最终信任该系统的基础。难以理解或混乱的行为会削弱用户的信任，但可能会增加对对手的不可预测性。合作和主动行为暗示了一定程度的智能或意图，而这种智能或意图可能并不存在，从而产生不切实际的期望。
第六章探讨了在缺乏内部知识的情况下观察一个系统时所面临的解读挑战，提出了一个诠释学框架和一种实验方法，以更好地理解我们如何解读一个系统，以及这种解读如何产生信任。然而，某些类型的行为是否或多或少更重要？诠释学的研究能否说明，一个系统表达情感或展示“助人”行为的能力，是否会以牺牲有效性为代价来增强可解释性？第七章为我们提供了一条从噪声中识别连贯行为和结构的途径。当我们观察任何大规模系统时，在混乱中发现连贯性是一个基本挑战，并且这仍然是可解释性概念的核心。第八章将故事分析和数学结合起来，应用信息论中的技术来更好地预测社会行为。作者建议，观察到的行为可以被转换并存储在信息域中，使得智能体能够在信息论领域对行为事件进行推理。
最后，本部分以两章结束。第九章通过审视海上自主系统的监管现状以及集群如何可能挑战这些方法，探讨了如何从监管角度构建行为框架的问题。第十章讨论了设计选择与所需法律之间的关系，这为前一章的监管工作提供了一个互补的视角。与第六、七章不同，这两章从一组预期的行为（合法性）出发，阐明了在现实世界条件下运行的系统产生这种行为所需的设计要求和政策选择。
第三部分：思考蜂群——拓扑与架构
与对系统外观的观察不同，底层的架构拓扑和推理机制（感知、规划和反应）是开发者做出的设计选择。它们是“如何”，而行为是“什么”。这并不意味着一个主题比另一个更重要。我们设计系统是为了展现期望的行为，并且我们根据可行的工程解决方案来调整我们的预期行为。在引言中，我们提出了以下问题：什么控制拓扑支配着系统或蜂群的功能？它是既定的、动态的还是演化的？系统如何在拓扑模型之间转换，并保持目的和功能的连贯性？“思考蜂群”如何思考？认知策略的常规流程和过程是什么，它们与其他三个主题的关系如何？
在这一系列论文中，作者探索了设计能够展现理想（或至少非不良）行为结果的系统的方法，提供了对技术途径、方法和实验结果的见解。本部分从第十一章开始，该章规定了一种架构拓扑，它提供了一个多智能体系统，能够灵活地实例化智能体（虚拟和真实）社群，这些智能体可以在动态环境中进行交流和协作。他们的工作建立在帕斯克的“对话骨架”基础上，通过引入态势感知、意义建构以及诸如“框架”和“类比”等叙事手段来扩展它。
第十二章提出了一种仅使用局部互动和通用通信拓扑的控制机制，以从多智能体系统中产生不同的行为模式，突出了一种通过局部互动和简单认知架构来实现行为属性的方法。最后，第十三章涵盖广泛领域，包括对集群系统各要素的全面回顾。为此，它与本文的许多主题层面都相关。然而，吉汉在水下集群机器人学挑战背景下对集群架构的回顾尤其值得注意，不一定是因为它全面，而是因为它突出了由施加于工程师的概念性假设和限制所产生的拓扑架构。尚待回答的问题是，随着自主性的发展，这些假设是否仍然有效。
第四部分：思考蜂群——认知
认知是思考的核心。在前面的部分中，我们提出了定义、形式和行为以及拓扑。所有这些对于实现有效且合乎道德地使用群体机器人学的目标都至关重要。然而，任何自主系统，尤其是思考蜂群的核心，是其接收输入、根据其“所知”和“意图”进行校准，然后行动的过程。
机器认知，即使在单个系统中，也是一个在学术文献中已经并将继续深入探讨的主题。本部分从三个视角探讨了蜂群可能如何思考，以及这种认知过程如何能支持智能的集体和个体行为。这三章中的每一章都对蜂群如何思考和学习的概念提出了不同的视角。前两章明确地在向蜂群传授行为的背景下解决了这个问题。第三章将多种机器认知方法综合成一个更复杂的整体。
第十四章探讨了使用遗传算法框架，并利用模拟让集群智能体在一个网络因局部效应而中断的复杂环境中，通过行为测试、构建/进化和选择的过程（该过程使用模式匹配规则来实现变化环境中的选择），学习如何进行最佳通信，从而在蜂群中灌输丰富行为的挑战。
第十五章提出了一个课程体系，以系统化学习过程，并在设计行为中融入专家知识，重点讨论了三种课程设计方法，即以学习者为中心、以教师为中心和混合式，并使用了一系列案例研究。史密斯和侯赛因从概念对立面共同考察了行为。
第十六章在很多方面是本书的完美结尾。约翰逊等人是试图为终端用户解决现实世界中端到端集群问题的现场机器人专家。他们的章节从人类意图、人类和机器人感知的概念开始，通过应用从机器学习到信息熵的一系列技术，部署了一个多机器人系统，该系统能动态地（个体和集体）响应人类在地面上的行为，同时协调整个系统的努力以实现全局效果。
第五部分：思考蜂群——未来之路
第十七章通过汲取所有章节的线索，提出了仍悬而未决或至少需要进一步研究的问题，以此作为本书的总结。本章探讨了各种各样的问题，从社会科学和人文问题，到关于建模、模拟和机器人学的技术问题。
有人-无人编队（MUM-T）运用概念被认为是美国陆军航空兵的战斗力倍增器。这种有人与无人平台的协同运用能产生增强的态势感知能力、更高的杀伤力以及改进的生存能力。协同无人有人智能编队（SUMIT）项目是一个6.3级科技项目，旨在评估执行MUM-T想定期间，创新自主性、决策辅助和人机接口技术对空中任务指挥官的影响。SUMIT的主要目的是识别能够提升战斗效能的有人-无人编队（MUM-T）系统能力，并就评估这些能力的度量标准提供建议。
美国陆军战斗能力发展司令部航空与导弹中心招募了40名具有相关经验的志愿者参与者，在可重构旋翼飞行模拟器中完成具有挑战性的MUM-T想定片段。在利用集成的供应商建议设计方案进行的五轮系统评估过程中，结果表明存在许多有影响力的能力，值得纳入未来陆军MUM-T系统并进行进一步评估。这些能力包括辅助目标识别、协同交战、高层级任务分配、任务共享、任务排队、按需信息提供、自动化透明度、传感器扫描历史与当前扫描状态、任务完成通知、即时直接控制可用性以及快速应对突发威胁的能力。本报告描述了征集创新MUM-T设计解决方案的过程、用于评估这些方案的方法，以及由此得出的结论，这些结论识别了能提升战斗效能的MUM-T系统能力，并为未来MUM-T系统评估工作提供了方法论建议。
A. 背景
有人-无人编队（MUM-T）是美国陆军航空兵的一项关键能力和战斗力倍增器。纳入MUM-T能力——定义为有人与无人平台的协同运用——能够驱动增强的态势感知、更高的杀伤力和改进的生存能力。结合有人和无人平台的固有优势可产生协同效应和压倒性优势，形成不对称优势。美国陆军MUM-T系统通过使旋翼航空器操作员能够利用无人航空系统来实现这一点，从而提供增加的战场空间感知能力和效应范围。这种额外的信息以已知威胁位置和沿飞行路线的飞行危险、已知的阵地安全性、发射阵位对目标的视线、以及目标区域内友军、威胁和平民的已知位置等形式呈现。此外，有人平台能够执行协同交战以在不暴露自身的情况下打击目标，并获得自上而下的战损和武器效应全景。主要挑战在于如何向操作员（例如空中任务指挥官）提供这种增加了的信息量和控制权，而不会使其信息过载或分散其在战场上本已极其繁重任务的注意力。基于可靠的人因工程和人与系统集成原则进行适当设计，集成的MUM-T能力可以在降低人员生命风险的同时，提高态势感知和任务效能。
B. 当前有人-无人编队的局限性
当前的MUM-T系统，例如AH-64E“阿帕奇”副驾驶射手站中的系统，存在显著局限性。按设计，AH-64E MUM-T系统可以有效地在互操作性等级3级运行，允许副驾驶射手接收并控制来自单一UAS的传感器有效载荷视频，但由于需要持续手动控制传感器和副驾驶射手持续进行视觉信息处理，该控制界面带来了高工作负荷。尽管AH-64E MUM-T系统可以提供LOI 4级控制（允许除起飞和着陆外对飞行器平台进行指挥控制），但为了保持对飞行器位置、朝向和周围环境的感知而进一步增加的认知负荷，导致陆军MUM-T用户在战斗中很少使用LOI 4级UAS控制。其他局限性包括依赖数十个面板按钮，要求副驾驶射手记住三级深度的面板按钮菜单层级结构；在UAS资产之间切换的复杂连接程序；以及对于已搜索区域缺乏视觉反馈。随着陆军开发未来垂直起降下一代航空平台，改进MUM-T界面设计以克服这些局限性、提供直观的多飞行器指挥控制系统的时机已经成熟。
C. 协同无人有人智能编队的目的
美国陆军战斗能力发展司令部航空与导弹中心设计并执行了协同无人有人智能编队（SUMIT）项目，主要出于两个目的：确定哪些能力将提高未来MUM-T系统的战斗效能，并识别和推荐评估此影响的度量标准。SUMIT的次要目的是开发和演示一种模块化开放系统架构研究飞行模拟器，该模拟器可以大大减少集成第三方软件和硬件设计概念所需的时间，以用于后续的测试、演示和评估。这项工作的成果是未来MUM-T技术系统的构建模块。这些构建模块将使陆军能够在技术投资、研究和开发方面做出明智的决策。
SUMIT项目始于一份广泛机构公告，该公告征集创新的MUM-T设计解决方案以支持两轮评估。SUMIT广泛机构公告的既定目标是评估新的和近期的自主性、决策辅助和人机接口技术在执行利用MUM-T能力的美国陆军航空兵任务中的影响。SUMIT项目的总体方法是让经验丰富的美国陆军航空兵在政府拥有的可重构研究飞行模拟器中执行真实的MUM-T任务。通过对多个创新的MUM-T设计解决方案进行集成和执行探索性评估，SUMIT项目旨在为美国陆军航空兵如何评估未来平台的新型MUM-T系统提供信息。为此，政府寻求供应商的设计解决方案来执行许多复杂的功能能力。通过SUMIT广泛机构公告寻求的部分能力如下所示：
• 任务规划
• 团队与协作管理
• 对实时任务执行的监督
• 针对环境事件或变化为团队进行动态重新规划
• 根据资产或子团队的性能特征为其分配任务
• 协调资产之间的目标移交
• 为团队中的所有资产创建并协调路线计划
• 为团队态势感知提供持续的状态更新
• 支持LOI 2-5的控制权移交
• 跟踪实体位置数据
• 维护限制空域数据
• 协助空中任务指挥官进行目标交战射击方案制定
在随后的方案评估和选择之后，三家供应商获得合同奖励，以开发其MUM-T软件设计解决方案并将其集成到政府拥有的未来开放旋翼机座舱环境固定基研究飞行模拟器中，如第二.B节所示。未来开放旋翼机座舱环境模拟器是可重构的，能够评估创新的MUM-T设计解决方案和能力。未来开放旋翼机座舱环境团队与供应商合作，快速集成新型MUM-T系统进行评估。Infoscitex公司开发了“自主性协同无人与有人系统任务分配与执行”系统，如图1所示。Toyon Research公司开发了“去中心化资产管理器”，如图2所示。通用电气航空事业部开发了“任务操作管理系统”，如图3所示。
在将这些系统集成到未来开放旋翼机座舱环境模拟器之后，SUMIT团队邀请了实验试飞员以及具有相关作战经验的退役和现役美国陆军航空兵，执行一系列任务想定片段，以协助政府评估MUM-T能力对空中任务指挥官角色的影响。这些评估为士兵提供了与一项科技项目的接触点，该项目将直接影响未来作战人员的效能。SUMIT项目并非旨在通过竞争性筛选来确定哪种设计解决方案最优。相反，采用探索性评估方法被认为更符合SUMIT的目标，即识别有影响力的能力和度量标准。因此，本研究的主要结论来源于对飞行员反馈、主题专家和评估员观察结果以及已定义的、可追溯的度量标准进行的综合归纳。
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