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TGF-β信号通路在发育和疾病中的调控

科学通报 2024年第30期69卷 4356-4372页

作者：孙宏瑶魏思璇郗乔然清华大学生命科学学院教育部蛋白质科学重点实验室分子肿瘤学全国重点实验室清华大学生命联合中心

转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)信号通路在后生动物胚胎发育、组织稳态和疾病中扮演重要角色, TGF-β家族配体蛋白通过配体蛋白与细胞表面受体结合启动信号传导,进而通过调控细胞增殖、表型可塑性、迁移、代... 详细信息

转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)信号通路在后生动物胚胎发育、组织稳态和疾病中扮演重要角色, TGF-β家族配体蛋白通过配体蛋白与细胞表面受体结合启动信号传导,进而通过调控细胞增殖、表型可塑性、迁移、代谢和多种细胞类型的免疫反应等影响细胞生理过程. TGF-β信号通路对于细胞生物学过程的调控至关重要,其异常调节与多种疾病的发生发展密切相关.本综述回顾了TGF-β信号通路的组成和作用机制,并阐述了其在胚胎发育和疾病中的作用.不仅探讨了其在干细胞和三胚层发育中的功能,还总结了其对免疫、纤维化和癌症的影响.最后,讨论了如何精准靶向TGF-β信号通路来治疗疾病的新策略.

关键词： TGF-β信号通路发育免疫癌症纤维化

乳化剂/淀粉互作对淀粉基胶黏剂性质的影响机制研究

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乳化剂/淀粉互作对淀粉基胶黏剂性质的影响机制研究

作者：孙宏伟武汉轻工大学

学位级别：硕士

多腔钢-混凝土组合壁式柱抗震性能试验研究与分析

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多腔钢-混凝土组合壁式柱抗震性能试验研究与分析

作者：孙宏宇山东农业大学

学位级别：硕士

基于轻量化自校正卷积和多模态的语音情感识别方法研究

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基于轻量化自校正卷积和多模态的语音情感识别方法研究

作者：孙宏宇长春工业大学

学位级别：硕士

如何让人机交互设备在与人类的语音对话、情感分析等实际应用中发挥更大的价值是当前人机交互技术发展的一个重要方向。而语音情感识别作为这类场景中的关键组成部分将会在人机交互的发展中扮演重要角色。现有基于深度学习的语音情感识... 详细信息

如何让人机交互设备在与人类的语音对话、情感分析等实际应用中发挥更大的价值是当前人机交互技术发展的一个重要方向。而语音情感识别作为这类场景中的关键组成部分将会在人机交互的发展中扮演重要角色。现有基于深度学习的语音情感识别方法在识别精度及实时性上较实际应用都有一定差距,导致现有人机交互应用响应精度不高、延迟大,体验感不佳。因此,实现准确、可靠和实时的语音情感识别,让人机交互设备有更好的服务能力,成为当前基于深度学习的语音情感识别方法的研究重点。基于此,本文开展相关研究如下:(1)分析当前基于深度学习的语音情感识别方法研究基础及发展现状,梳理当前公开语音情感数据集及语音情感识别分类评价指标,并对当前语音信号预处理方法进行总结和分析。最后对本文使用到的梅尔频率倒谱系数和语谱图等声学特征进行相关特性分析,为后续研究提供充足的理论基础和数据支持。(2)针对传统方法语音情感识别精度低、基于语谱图的深度学习方法计算开销大及模型训练不稳定等问题,提出一种基于深度可分离和自校正卷积的语音情感识别方法。该方法采用一种融合深度可分离卷积和自校正卷积的卷积模型,使用深度可分离卷积替换网格模型中的传统卷积,在降低模型参数量的同时有效避免冗余特征对分类器的干扰,影响语音情感识别精度。同时,自校正卷积在不增加额外参数和复杂性的情况下,实现在每个空间位置上建立远程空间和通道间的依赖关系,有助于模型更好理解上下文情感信息。此外,该方法通过大量实验,选用最合适的超参数设置以稳定模型训练,避免过拟合问题。(3)针对基于语谱图的单模态语音情感识别方法识别精度较低,提出一种基于多模态特征融合的语音情感识别方法。该方法在融合卷积模块基础上分别设计倒谱系数特征提取子网络、语谱图特征提取子网络和文本特征提取子网络,提取梅尔频率倒谱系数和语谱图对应的音频特征,获取多尺度特征,从而确保捕获丰富的情感信息。同时,提取文本词向量对应的文本特征,获取文本词向量的时序信息,以实现捕获长期依赖关系和上下文信息,并通过自注意力机制增加重要情感信息的权重,提高识别性能。最后,融合三类特征,以实现多模态语音情感识别,提高语音情感的识别准确率。总之,本文提出的基于深度可分离和自校正卷积的语音情感识别方法和基于多模态特征融合的语音情感识别方法在单模态和多模态上保持了识别精度。同时,本文方法相较于对比方法分别实现了推理速度上的大幅提升和语音情感识别精度的提升。因此,相较于现有方法,使用本文提出的语音情感识别模型可广泛用于服务机器人人机交互等领域,具有良好的使用价值。有效提升人机交互设备的应用效果和服务质量。

关键词：人机交互语音情感识别深度学习卷积神经网络多模态

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TCP/AQM系统环域有限时间控制研究

TCP/AQM系统环域有限时间控制研究

作者：孙宏伟曲阜师范大学

学位级别：硕士

在互联网飞速发展的今天,基于传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)的数据包传输数量不断增加,由此导致网络拥塞问题亟需解决。主动队列管理机制(Active Queue Management,AQM)通过监测路由器缓冲区中的队列长度并根据算法... 详细信息

在互联网飞速发展的今天,基于传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)的数据包传输数量不断增加,由此导致网络拥塞问题亟需解决。主动队列管理机制(Active Queue Management,AQM)通过监测路由器缓冲区中的队列长度并根据算法来控制数据包的进入速率,以避免拥塞的发生。TCP/AQM系统结合了 TCP协议和AQM机制,是目前解决网络拥塞最好的方法。随着学者们对TCP/AQM系统中路由器的队列长度的深入研究,希望在有限时间内路由器队列长度达到一个所需要的目标。但在实际应用中路由器队列长度会有一个上下波动,研究表明波动的大小对传输速率及传输结果均有影响,因此国内外理论界提出关于路由器队列长度波动上下界的问题,即环域有限时间控制问题。本文采用T-S(Takagi-Sugoon)模糊建模方法建立TCP/AQM模糊模型,然后从状态反馈控制、网络攻击下事件触发控制两个方面综合考虑,研究TCP/AQM系统环域有限时间控制问题。具体研究内容如下:(1)研究了基于T-S模糊模型TCP/AQM系统的环域有限时间控制问题。首先,将TCP/AQM系统建模为T-S模糊系统。其次,针对信息传输过程中存在的外部扰动的影响,设计状态反馈控制器,设计Lyapunov函数,应用Lyapunov函数理论得到保证系统环域有限时间有界的充分条件,实现系统的环域有限时间控制问题,并通过线性矩阵不等式技术,得到状态反馈控制器增益。最后,通过仿真实验验证所提出的控制策略的有效性。(2)研究了网络攻击下TCP/AQM系统的事件触发环域有限时间H∞控制问题。设计动态事件触发机制来降低通信资源的浪费。考虑到网络攻击对系统状态的影响,建立新的网络攻击下系统的模型。设计状态反馈控制器,得到保证系统环域有限时间有界且满足H∞性能的相关结论,并应用奇异值分解原理来求解控制器增益。最后,通过仿真实验表明所提出的控制策略的有效性。

关键词： TCP/AQM系统 T-S模糊模型环域有限时间有界动态事件触发机制网络攻击

西部陆海新通道物流效率空间关联影响因素研究

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西部陆海新通道物流效率空间关联影响因素研究

作者：孙宏进兰州财经大学

学位级别：硕士

西部陆海新通道是位于我国西部地区的一条物流运输新通道,对“一带一路”的发展有着重要的作用,为西部地区的经济发展带来了重大的机遇。物流业作为经济增长的“加速器”和“第三利润源”是促进经济发展的关键因素。目前,该区域内物流... 详细信息

西部陆海新通道是位于我国西部地区的一条物流运输新通道,对“一带一路”的发展有着重要的作用,为西部地区的经济发展带来了重大的机遇。物流业作为经济增长的“加速器”和“第三利润源”是促进经济发展的关键因素。目前,该区域内物流呈现粗狂式的发展。所以,在国家政策与现实问题两个层面的引导下,对通道内物流效率的研究显得十分重要。本文以西部陆海新通道地区内十四个省份为研究对象。第一步,构建科学严谨的评价指标体系,运用数据包络模型对2012-2021年通道内十四个省份的物流效率进行静态与动态的分析;第二步,基于修正的引力模型构建了通道物流效率空间关联网络,然后运用社会网络分析法对其整体结构、个体结构进行分析;第三步,使用QAP模型对影响物流效率空间关联网络的因素研究,提出可供参考的政策建议提升通道内的物流效率。基于上述研究,本文得到主要结论如下:(1)西部陆海新通道的物流效率整体是上升的趋势,但部分省(市)存在投入与产出不匹配的情况,影响了西部地区的整体的综合效率;2012-2021年西部陆海新通道整体物流TFP大于1为正增长;但分各省市来说,正增长的省份只有6个,仍具有发展空间。(2)西部陆海新通道省份节点在空间上呈现不均衡的特征,但随着时间的变化,区域之间的差异逐渐变小。区域内广东、广西、陕西以及四川在物流网络结构中占据核心地位,均对周边城市存在一定程度的吸引力,新疆、西藏、宁夏在物流网络中的地位比较低。(3)通过影响因素的分析,发现地理空间距离、产业结构、交通发展水平、对外开放水平、物流信息化水平和物流投资这六个因素对通道物流效率空间关联网络结构的形成和演化具有推动的作用,最后根据影响因素的分析,提出提高西部陆海新通道物流效率的政策建议。

关键词：西部陆海新通道物流效率数据包络分析社会网络分析 QAP模型

原位衰减全反射表面增强红外光谱示踪单原子催化二氧化碳电还原反应中间体的研究进展

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 32-52页

作者：严靖倪嘉琪孙宏丽苏陈良刘彬深圳大学光电子工程学院微纳光电子学研究院教育部二维材料光电科技国际合作联合实验室广东深圳518060 香港城市大学材料科学与工程学系中国香港999077 香港城市大学化学系香港清洁能源研究所及超级金刚石与先进薄膜研究中心中国香港999077

电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)涉及多个电子和质子转移,动态演变过程复杂.具有结构简单性和均匀性的单原子催化剂(SACs)是研究上述复杂过程的理想模型催化剂,有利于理解催化构效关系.原位衰减全反射表面增强红外光谱技术为识别单原... 详细信息

电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)涉及多个电子和质子转移,动态演变过程复杂.具有结构简单性和均匀性的单原子催化剂(SACs)是研究上述复杂过程的理想模型催化剂,有利于理解催化构效关系.原位衰减全反射表面增强红外光谱技术为识别单原子催化CO_(2)RR的动态演变过程提供了有利方法.本文总结了原位红外光谱在电催化CO_(2)RR研究中的应用:首先,简要介绍了电化学衰减全反射表面增强红外光谱的表面增强机制;详细探讨了原位衰减全反射表面增强红外光谱技术在研究原子级金属催化剂催化CO_(2)/CORR反应动态演变过程的关键作用;简述了原位红外谱图确定界面水的相关信息以及电极局部pH值的定量方法.原位电化学红外光谱技术加深了对CO_(2)RR反应机制的理解,揭示了催化剂结构、电解质种类、分子吸附方式等对反应活性和选择性的调控规律.尽管研究已取得较大进展,但由于电催化CO_(2)RR的复杂性,学者对该反应的认知仍不够全面和深入,面临的机遇和挑战如下:(1)精准辨识CO_(2)RR关键中间体/生成物.特别是当中间体/生成物的特征峰与其他峰重叠时,精准识别相关特征峰将极具挑战.一方面,需进一步提高原位光谱技术分辨率;另一方面,近年来深度学习算法在光谱分析领域的应用为中间体/生成物混合特征峰的精准识别提供了有效方案,此类算法能建立变量之间的关系,实现光谱中特征信息的智能、精准提取;(2)深入解析CO_(2)RR机理和复杂的反应路径.目前,研究者尚难以通过直接实验手段明确CO_(2)RR路径.原位电化学红外光谱技术结合密度泛函理论(DFT)是明确CO_(2)RR中间体和反应途径的可行方案,能够进一步指导反应条件优化和催化剂结构设计;(3)建立工况下的原位CO_(2)RR机理研究方案.膜电极组件(MEA)电解槽通过使用膜直接连接阴极气体扩散电极和阳极,有效解决了H型反应器的局限性,具有工业应用前景.然而,基于MEA的工况条件CO_(2)RR机制研究鲜有报道.因此,需要开发工况条件下的原位电化学光谱技术,以探究三相界面分子尺度关键中间体/生成物动态演变,并建立工况条件的CO_(2)RR催化构效关系,这将有助于提高工况下的选择性、转化效率,以及实现更高价值的多碳产品的规模生产,并进一步指导高效反应器设计.综上,本文详细综述了原位红外光谱在电化学CO_(2)RR研究中的应用,并对电催化CO_(2)RR目前遇到的问题提出了解决方案,希望对广大科研工作者利用原位红外光谱进一步深入研究电催化CO_(2)RR提供参考和借鉴.

关键词：二氧化碳电还原单原子催化剂电化学原位衰减全反射表面增强红外光谱反应动态演变过程界面水

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人工智能驱动新型界面分离材料的创制

化工进展 2024年第4期43卷 1649-1654,F0004页

作者：何林贺常晴隋红天津大学化工学院天津300072 精馏技术国家工程研究中心天津300072

计算机技术与人工智能的发展给新材料的开发带来了新的研究范式(第四代),也为新型界面分离材料的创制带来新的发展契机。然而,受界面分离过程机理研究和材料、基团的理化数据的局限性,人工智能在新型界面分离材料的创制中的应用仍处于... 详细信息

计算机技术与人工智能的发展给新材料的开发带来了新的研究范式(第四代),也为新型界面分离材料的创制带来新的发展契机。然而,受界面分离过程机理研究和材料、基团的理化数据的局限性,人工智能在新型界面分离材料的创制中的应用仍处于初期阶段。本文为解决特定体系数据缺失的问题,构建了百万级(10^(6))的样板数据库,为大预测模型与生成模型提供了可靠、规范的示范数据基础;通过从大数据中挖掘分子结构与性质的隐藏关联,并借助分子模拟计算剖析其分子间相互作用机理,解析分子间相互作用机制和重组过程规律,进而实现高性能界面分离材料的构筑。最后,本文浅析了介尺度样板大数据、机器学习势理论、国产软件开发、有机合成、智能算法等多学科交叉在界面分离材料创制中的重要影响与发展机遇,以期推动虚拟实验室前沿发展。

关键词：界面大数据人工智能分离材料分子间相互作用

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建筑基坑施工对邻近城际铁路联络线路基变形的影响

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铁道建筑 2024年第8期64卷 142-146页

作者：孙宏伟中国铁路设计集团有限公司天津300308

廊坊东—北京新机场站城际铁路联络线工程位于松软土地区。采用数值分析软件建立三维模型对邻近铁路商业楼基坑降水、基坑开挖、商业楼施工、铁路铺轨及通车等阶段进行模拟,分析基坑施工对邻近城际铁路联络线路基变形的影响规律。结果表... 详细信息

廊坊东—北京新机场站城际铁路联络线工程位于松软土地区。采用数值分析软件建立三维模型对邻近铁路商业楼基坑降水、基坑开挖、商业楼施工、铁路铺轨及通车等阶段进行模拟,分析基坑施工对邻近城际铁路联络线路基变形的影响规律。结果表明:基坑施工引起的铁路路基水平位移较小,累计沉降在32.1~33.6 mm,满足路基工后沉降不超过150 mm的控制要求;基坑降水及开挖施工阶段铁路路基沉降最大,占总沉降的84.5%。根据模拟计算结果和工程实际情况,提出了基坑外侧明排降水、基坑分段开挖支护、四个基坑同步对称施工、邻近铁路路基变形监测等基坑设计和施工建议。

关键词：铁路路基变形数值模拟松软土地区基坑降水基坑开挖铁路铺轨及通车

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