Can scalable design of wings for flapping wing micro air vehicle be inspired by natural flyers?

Lift production is constantly a great challenge for flapping wing micro air vehicles (MAVs). Designing a workable wing, therefore, plays an essential role. Dimensional analysis is an effective and valuable tool in studying the biomechanics of flyers. In this paper, geometric similarity study is firstly presented. Then, the pw−AR ratio is defined and employed in wing performance estimation before the lumped parameter is induced and utilized in wing design. Comprehensive scaling laws on relation of wing performances for natural flyers are next investigated and developed via statistical analysis before being utilized to examine the wing design. Through geometric similarity study and statistical analysis, the results show that the aspect ratio and lumped parameter are independent on mass, and the lumped parameter is inversely proportional to the aspect ratio. The lumped parameters and aspect ratio of flapping wing MAVs correspond to the range of wing performances of natural flyers. Also, the wing performances of existing flapping wing MAVs are examined and follow the scaling laws. Last, the manufactured wings of the flapping wing MAVs are summarized. Our results will, therefore, provide a simple but powerful guideline for biologists and engineers who study the morphology of natural flyers and design flapping wing MAVs

Centralised rehearsal of decentralised cooperation: Multi-agent reinforcement learning for the scalable coordination of residential energy flexibility

This paper investigates how deep multi-agent reinforcement learning can enable the scalable and privacy-preserving coordination of residential energy flexibility. The coordination of distributed resources such as electric vehicles and heating will be critical to the successful integration of large shares of renewable energy in our electricity grid and, thus, to help mitigate climate change. The pre-learning of individual reinforcement learning policies can enable distributed control with no sharing of personal data required during execution. However, previous approaches for multi-agent reinforcement learning-based distributed energy resources coordination impose an ever greater training computational burden as the size of the system increases. We therefore adopt a deep multi-agent actor-critic method which uses a \emph{centralised but factored critic} to rehearse coordination ahead of execution. Results show that coordination is achieved at scale, with minimal information and communication infrastructure requirements, no interference with daily activities, and privacy protection. Significant savings are obtained for energy users, the distribution network and greenhouse gas emissions. Moreover, training times are nearly 40 times shorter than with a previous state-of-the-art reinforcement learning approach without the factored critic for 30 homes

The Relationship between Virtual Reality Technology and Anxiety State of Parturient Women with Labor Pain

As per the authors' request, the sequence of the affiliations have been adjusted accordingly

Musik als Harmonie von Himmel und Erde - Zhū Zǎiyù (1536-1611) und seine Musiktheorie

Diese Dissertationsarbeit ist der Musiktheorie Zhu Zaiyus (1536-1611) sowie entsprechenden wichtigen Kontexten gwidmet. Zhu war ein chinesischer Erbprinz der kaiserlichen Sippe der Ming-Dynastie und gilt als wichtigster Musiktheoretiker der chinesischen Geschichte. Die vorhergehende Theoriegeschichte kritisch und umfassend rezipiert habend, entwickelte der universal gelehrter Konfuzianer Zhu die erste gleichschwebende Stimmung im chinesischen Kontext sowie innovative Tonsysteme. Zhus musiktheoretische Erkenntnisse stellten zugleich ein wichtiges Herrschaftswissen dar, die ein Richtmaß für den Aufbau eines idealen Gemeinwesens bereitstellen sollten. Diese Dissertationsschrift repräsentiert eine intensive Grundlagenforschung zur Thematik. Historische und systematische Fragestellungen waren gleichermaßen leitend. Historische Perspektiven betreffen Leben Herkunft und sozialen Kontext, Entwicklungsgeschichte der Werke und Forschungsergebnisse Zhu Zaiyus sowie Erklärungen zum ideengeschichtlichen Hintergrund, musikkulturelle und denkgeschichtliche Kontexte der Musiktheorie Zhu Zaiyus sowie eine transkulturelle Rezeption seines Musikdenkens. Die Arbeit enthält die erste kritische Ausgabe des Textes des wichtigsten biographischen Dokumentes zur Person Zhus in chinesischen Langzeichen sowie die erste Übersetzung dieses Dokuments aus dem Chinesischen. Die kulturübergreifende Rezeption musiktheoretischer Gedanken Zhus in China, Europa und Amerika wird vom 18. Jahrhundert an nachgezeichnet. Ferner ist eine terminologische Untersuchung zur Entstehungsgeschichte des modernen, westlich beeinflussten Intervall- und Tonleiter-Begriffes in China seit Beginn des 20. Jahrhunderts enthalten, die zeigt, dass die Horizonte des vormodernen und modernen chinesischen Musikdenkens nicht unbedacht vermischt oder ausgetauscht werden dürfen. Die systematischen Fragestellungen der Studie problematisieren vor allem Inhalte der Musiktheorie Zhus: Diese Teile der Arbeit enthalten überhaupt die erste systematische Zusammenstellung der wichtigsten Textstellen zur Musiktheorie bei Zhu. Sie sind dem neunzehnbändigen Gesamtwerk, Zhu Zaiyus Gesamte Schriften zum musikalischen Gesetz (Chinesisch: Yuelüquanshu), entnommen. Parallel dazu enthält diese Dissertationsarbeit die erste Übersetzung dieser wichtigen Textabschnitte aus dem Chinesischen ins Deutsche bzw. in eine andere Sprache überhaupt. Die Übersetzungen werden begleitend kontextualisiert von ausführlichen, eher historisch ausgerichtete Einführungen sowie andererseits wiederum stärker systematisch angelegten Erläuterungen zu den Inhalten und textimmanenten Kontexten. Diese Ausführungen stellen die erste ausführliche systematische Analyse der Hauptinhalte der Musiktheorie Zhu Zaiyus in deutscher Sprache überhaupt dar. Außerdem enthält die Arbeit ein chinesisch-deutsches Inhaltsverzeichnis mit kurzen Inhaltssynopsen zum Gesamtwerk Zhus. Auch dies ist von Relevanz für die Forschung, denn das Originalwerk verfügt über kein Inhaltsverzeichnis und es wurde hier zum ersten Mal überhaupt (nachträglich) erstellt

Angular Momentum of a Brane-world Model

In this paper we discuss the properties of the general covariant angular momentum of a five-dimensional brane-world model. Through calculating the total angular momentum of this model, we are able to analyze the properties of the total angular momentum in the inflationary RS model. We show that the space-like components of the total angular momentum of are all zero while the others are non-zero, which agrees with the results from ordinary RS model.Comment: 8 pages; accepted by Chinese Physics

Optimistic Exploration even with a Pessimistic Initialisation

Optimistic initialisation is an effective strategy for efficient exploration in reinforcement learning (RL). In the tabular case, all provably efficient model-free algorithms rely on it. However, model-free deep RL algorithms do not use optimistic initialisation despite taking inspiration from these provably efficient tabular algorithms. In particular, in scenarios with only positive rewards, Q-values are initialised at their lowest possible values due to commonly used network initialisation schemes, a pessimistic initialisation. Merely initialising the network to output optimistic Q-values is not enough, since we cannot ensure that they remain optimistic for novel state-action pairs, which is crucial for exploration. We propose a simple count-based augmentation to pessimistically initialised Q-values that separates the source of optimism from the neural network. We show that this scheme is provably efficient in the tabular setting and extend it to the deep RL setting. Our algorithm, Optimistic Pessimistically Initialised Q-Learning (OPIQ), augments the Q-value estimates of a DQN-based agent with count-derived bonuses to ensure optimism during both action selection and bootstrapping. We show that OPIQ outperforms non-optimistic DQN variants that utilise a pseudocount-based intrinsic motivation in hard exploration tasks, and that it predicts optimistic estimates for novel state-action pairs.Comment: Published as a conference paper at ICLR 202