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生物质基电磁屏蔽与吸波材料的制备及其功能化研究

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生物质基电磁屏蔽与吸波材料的制备及其功能化研究

作者：彭庆港齐鲁工业大学

学位级别：硕士

电子通讯技术的快速发展在为人类带来便利的同时,也产生了严重的电磁污染。电磁辐射已然成为新型“隐形杀手”,不仅对电子产品的正常使用造成影响,还会危害人类健康。电磁屏蔽材料和吸波材料能够对入射电磁波进行反射和吸收,从而达到对... 详细信息

电子通讯技术的快速发展在为人类带来便利的同时,也产生了严重的电磁污染。电磁辐射已然成为新型“隐形杀手”,不仅对电子产品的正常使用造成影响,还会危害人类健康。电磁屏蔽材料和吸波材料能够对入射电磁波进行反射和吸收,从而达到对电磁波衰减的效果,有效解决电磁干扰和电磁污染问题。基于此,本文首先探讨了国内外电磁屏蔽和吸波材料的研究现状,然后从电磁波的基本特性出发,通过将二维纳米材料MXene与生物质基材料复合,制备了一系列生物质基电磁屏蔽和吸波材料。并对其介电性能、磁性能、化学组成等进行分析,揭示了内部结构以及填料组成等对电磁波作用的影响。主要研究内容和结果如下:1.采用简单的真空抽滤方法制备了一种具有良好疏水性和柔韧性的多功能电磁屏蔽薄膜。通过将FeO@BC和FeO@MXene TiCT层层抽滤,形成多层异质结构,使电磁波在内部形成“Z”型折射。结果表明,MXene TiCT/FeO&bacterial cellulose（BC）/FeO&Methyltrimethoxysilane(SBTF)的电导率和EMI SE分别达到526.0 S/cm和54.55 dB。此外,对于SBTF薄膜,高纵横比的BC相互交织形成稳定的基体,提高了薄膜的力学性能。MTMS的加入可以在膜表面形成疏水的Si-O-Si结构,SBTF的（接触角）CA比BTF提高了38.41°,疏水性能显著提升。疏水性能和柔韧性的提升使其在复杂的小型化、集成化电子器件应用领域显示出巨大的潜力。2.以泡桐为前驱体,通过高温碳化,得到生物质多孔炭骨架（WPC）。通过电荷吸引将具有优良导电性的MXene包覆在CoFe-MOF表面,得到具有介电和磁损耗双损耗机制的MXene@CoFe-MOF复合填料。利用WPC丰富的孔隙结构,将填料填充其中,制备得到MXene@CoFe-MOF@Sodium alginate@WPC超轻吸波材料MMSW。当厚度为1.5 mm时,MMSW的微波吸收值达到-57 dB,EAB值为5.8 GHz。通过在1.5-6.0 mm范围内改变MMSW的厚度,RL的峰值可以在6-18 GHz范围内超过-20 dB。通过给MMSW反复施加电压,模拟内部形成感应电荷后以焦耳热散失的情景,结果表明,MMSW在经过连续施加电压后仍具有较高的电热转换效率和稳定的性能。同时,MMSW由于其出色的阻燃能力,在酒精灯上加热90 s后保持不变。3.以TiCT MXene@CoFe-MOF为基体,通过简单的冷冻干燥过程和热处理,制备了一种轻质多孔TiCT MXene/CoFe-MOF/CS（TMC）混合碳气凝胶。TMC解决了由内部填料分布不均而引起的吸波性能降低的问题。通过引入壳聚糖（CS）,通过氢键作用,使TiCT MXene@CoFe-MOF分散均匀,同时提升碳气凝胶的力学性能。TiCTMXene@CoFe-MOF作为填料填充在CS衍生的多孔碳骨架中,形成了连续的导电网络和非均匀界面。值得注意的是,TMC的密度很小,只有35.09mg/cm,却表现出优异的微波吸收性能。在厚度仅为1.5 mm时,RL达到-50.95dB,而EAB值为6.32 GHz,有效地覆盖了EMW波段的大部分。值得注意的是,TMC同时具有显著的隔热和阻燃性能,有利于应用在航空航天、国防等高端电磁干扰屏蔽领域。

关键词：电磁屏蔽电磁波吸收 MXene MOF 生物质

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基于知识增强的文本语义匹配模型研究

情报学报 2024年第4期43卷 416-429页

作者：张贞港余传明中南财经政法大学信息与安全工程学院武汉430073

文本语义匹配模型在信息检索、文本挖掘等领域已经获得了广泛应用。为解决现有模型主要从文本自身角度判断文本之间的语义关系而忽略对外部知识有效利用的问题,本文提出一种新的基于知识增强的文本语义匹配模型,以知识图谱实体作为外部... 详细信息

文本语义匹配模型在信息检索、文本挖掘等领域已经获得了广泛应用。为解决现有模型主要从文本自身角度判断文本之间的语义关系而忽略对外部知识有效利用的问题,本文提出一种新的基于知识增强的文本语义匹配模型,以知识图谱实体作为外部知识,有效建模文本的外部知识信息,并自适应地过滤外部知识中存在的噪声。针对自然语言推理和释义识别两个文本语义匹配任务,与基线方法相比,本文模型在大多数指标上取得了最优效果。研究结果表明,本文模型有助于揭示知识图谱在文本语义匹配任务中的作用,为将知识图谱应用到智能信息服务领域提供了参考。

关键词：文本语义匹配信息检索知识图谱知识增强

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基于DEM与MFBD双向耦合的反铲挖掘机工作装置分析

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机械设计与制造 2024年

作者：徐庆港林谢昭福州大学机械工程及自动化学院

为正确评价挖掘机工作装置在作业过程中的动态性能，需要准确模拟工作装置在挖掘过程中所受的载荷变化以及铲斗的装料过程。在RecurDyn中构建了工作装置的刚柔耦合模型，并与基于离散单元法的土壤模型进行双向协同仿真。结果表明，结合... 详细信息

为正确评价挖掘机工作装置在作业过程中的动态性能，需要准确模拟工作装置在挖掘过程中所受的载荷变化以及铲斗的装料过程。在RecurDyn中构建了工作装置的刚柔耦合模型，并与基于离散单元法的土壤模型进行双向协同仿真。结果表明，结合离散单元法的刚柔耦合仿真能提供更符合真实工况的动态变化数据，能正确地反应挖掘全过程中斗杆和动臂的强度/刚度的动态变化，避免了传统计算只取个别特征位姿的不足。仿真得到的挖掘阻力比传统解析解大约38%，所确定的工作装置危险姿态也与现国标中的构型略有差异。

关键词：挖掘阻力工作装置离散单元法刚柔耦合

双发同轴面齿轮分汇流传动系统的静动态均载特性研究

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双发同轴面齿轮分汇流传动系统的静动态均载特性研究

作者：梁港西安工业大学

学位级别：硕士

循环水系统中光照强度和周期对波纹龙虾生长、生理指标及其生物钟基因的影响

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循环水系统中光照强度和周期对波纹龙虾生长、生理指标及其生物钟...

作者：汪迎港大连海洋大学

学位级别：硕士

光照是地球上大多数生物生存所必需的环境因素,对生物的生长发育、消化、免疫、抗氧化能力以及基因表达等方面起着至关重要的调节作用。本研究选取波纹龙虾(Panulirus homarus)为研究对象,探讨不同光照强度和光周期对波纹龙虾生长、生... 详细信息

光照是地球上大多数生物生存所必需的环境因素,对生物的生长发育、消化、免疫、抗氧化能力以及基因表达等方面起着至关重要的调节作用。本研究选取波纹龙虾(Panulirus homarus)为研究对象,探讨不同光照强度和光周期对波纹龙虾生长、生理指标及生物钟基因表达量的影响。实验在三亚热带水产研究院的循环水养殖系统中进行,为期8周。(1)光周期实验:将90只初始体质量为(171.28±23.12)g的波纹龙虾随机分为5组,每组3个重复,每个重复6尾龙虾。以12L:12D为对照组(L代表光照时间,D代表黑暗时间),分别设定5组光周期(24L:0D、18L:6D、12L:12D、6L:18D和0L:24D;通过对波纹龙虾生长、消化酶、免疫酶、抗氧化能力、生物钟基因表达量及肝胰腺健康等指标进行分析,探讨了光周期对波纹龙虾生长生理特性的影响,评估养殖波纹龙虾过程中控制光周期的可行性,找出波纹龙虾养殖过程中最适宜光周期。(2)光照强度实验:将72只初始体重为(171.28±23.12)g的波纹龙虾随机分为4组,每组3个重复,每个重复6尾龙虾。以100 LX为对照组,分别设定4组光照强度(100 LX、500LX、1000 LX和3000 LX);通过对波纹龙虾生长、消化酶、免疫酶、抗氧化能力、生物钟基因表达量及肝胰腺健康等指标进行分析,探讨了光照强度对波纹龙虾生长生理特性的影响,分析波纹龙虾在不同光照强度下的生长效果,研究波纹龙虾养殖中适宜光照强度水平。主要研究结果如下:1.光周期对波纹龙虾生长、消化、免疫及抗氧化能力的影响(1)生长性能:波纹龙虾增重率(WGR)和特定生长率(SGR)在12L:12D光周期最高。肝胰腺指数(HSI)在6L:18D光周期显著高于其他组(P0.05)。(2)消化性能:波纹龙虾胃蛋白酶(PEP)、胰蛋白酶(TRYP)、糜蛋白酶(CHT)活性在0L:24D的光周期下最高;α-淀粉酶(AMS)活性在18L:6D最高;脂肪酶(LPS)活性在12L:12D最高。(3)免疫功能:波纹龙虾碱性磷酸酶(AKP)活性在12L:12D最高;溶菌酶(LZM)和酸性磷酸酶(ACP)活性在12L:12D处于较高水平。(4)抗氧化能力:波纹龙虾总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量在12L:12D最高;过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性在12L:12D处于较高水平;谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性在18L:6D最高。2.光周期对波纹龙虾血清生化指标、肝胰腺健康、生物钟基因表达量及组织结构的影响(1)血清生化指标:波纹龙虾甘油三酯(TG)含量在24L:0D显著(P于其他实验组;总胆固醇(T-CHO)和总蛋白(TP)含量在6L:18D最高;白蛋白(ALB)含量在各实验组之间无显著性差异(P>0.05)。(2)肝胰腺健康:波纹龙虾乳酸脱氢酶(LDH)活性在12L:12D最高;谷丙转氨酶(ALT)活性在0L:24D最高,与18L:6D无显著(P>0.05)差异;谷草转氨酶(AST)活性在各实验组之间无显著差异(P>0.05)。(3)生物钟基因表达:与12L:12D相比,其他各实验组循环蛋白基因(Cycle,Cyc)、双时蛋白基因(Doubletime,Dbt)、隐花色素1(Cryptochrome 1,Cry 1)和脑肌类芳香烃受体核转位蛋白1基因(Brain and muscle Arnt-like protein 1,Bmal 1)均呈现上调趋势。(4)组织结构:波纹龙虾肝胰腺组织结构在12L:12D排列整齐完整,细胞间隙密集紧凑。3.光照强度对波纹龙虾生长、消化、免疫及抗氧能力的影响(1)生长性能:500 LX光照强度可增加波纹龙虾的SGR,但波纹龙虾WGR、SR、MF、HSI和MYP在不同光照强度下无显著差异(P>0.05)。(2)消化性能:波纹龙虾PEP和TRYP活性在3000 LX最高;CHT在3000 LX处于较高水平;AMS活性在500 LX最高;LPS活性在100 LX最高。(3)免疫功能:波纹龙虾AKP活性在100 LX、1000LX和3000 LX处于较高水平;LZM活性随着光照强度的增强呈现下降趋势,但在100LX、500 LX和1000 LX之间无显著差异(P>0.05);ACP活性在各实验组之间无显著差异(P>0.05)。(4)抗氧化能力:波纹龙虾T-AOC、CAT和GSH-Px活性在500 LX最高;SOD活性在500 LX处于较高水平,但各实验组之间无显著差异(P>0.05);MDA含量在1000 LX最低,与500 LX无显著差异(P>0.05)。4.光照强度对波纹龙虾

关键词：龙虾光照生长生理生化特性生物钟基因

姬蕨（Hypolepis punctata）对东洋散纹夜蛾（Callopistria japonibia）诱导型防御研究

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姬蕨（Hypolepis punctata）对东洋散纹夜蛾（Callopistria japon...

作者：李思港上海师范大学

学位级别：硕士

植物的诱导型防御反应在植物应对昆虫取食时发挥重要作用。目前,人们对植物直接诱导型防御的认识仅局限于种子植物。蕨类植物是早期陆生维管植物的关键类群,而取食蕨类植物的昆虫远远少于种子植物,蕨类与昆虫的相互作用目前研究也较少... 详细信息

植物的诱导型防御反应在植物应对昆虫取食时发挥重要作用。目前,人们对植物直接诱导型防御的认识仅局限于种子植物。蕨类植物是早期陆生维管植物的关键类群,而取食蕨类植物的昆虫远远少于种子植物,蕨类与昆虫的相互作用目前研究也较少。我们在野外多次观察到东洋散纹夜蛾取食姬蕨,由此针对两者之间的相互作用尤其是诱导型防御展开研究。本研究首先对东洋散纹夜蛾的生活史及其在蕨类植物中的适应性进行研究。东洋散纹夜蛾属于鳞翅目夜蛾科散纹夜蛾亚科散纹夜蛾属,其主要分布在环太平洋亚洲东部临海区域和中国华东和华中地区的丘陵地带。本研究通过室内观察对东洋散纹夜蛾形态进行详细描述;室内观察结果表明,幼虫龄期为5龄,卵期4天,1龄幼虫历期(3.22±0.63)天,2龄幼虫历期(2.11±0.31)天,3龄幼虫历期(2.29±0.61)天,4龄幼虫历期(3.38±0.65)天,5龄幼虫历期(3.58±0.61)天,预蛹期(4.45±0.5)天,蛹期(12.88±0.93)天,成虫期(4.96±1.30)天。本研究分别给东洋散纹夜蛾喂养不同蕨类植物中代表物种叶片来进一步探究东洋散纹夜蛾对蕨类植物整体的适应性格局。结果发现取食蕨类植物中的水龙骨目后,幼虫死亡速率较慢。说明东洋散纹夜蛾的取食选择更偏向于水龙骨目,东洋散纹夜蛾在蕨类植物中对水龙骨目的适应性更强。且“是否取食”这一性状在蕨类植物的水龙骨Ⅰ和水龙骨Ⅱ两个支系中存在谱系信号,说明东洋散纹夜蛾的“蕨食性”在水龙骨Ⅰ和水龙骨Ⅱ中是保守的。因此东洋散纹夜蛾对蕨类植物的取食选择与水龙骨Ⅰ和水龙骨Ⅱ的进化关系高度相关。由于在野外多次观察到东洋散纹夜蛾取食姬蕨,本研究推测姬蕨是东洋散纹夜蛾的寄主植物。为了验证这一假说,我们首先建立了利用姬蕨饲喂东洋散纹夜蛾的人工饲养体系,证明了在人工条件下用姬蕨作为食物来源,东洋散纹夜蛾可以正常发育并完成继代。本研究定量分析了东洋散纹夜蛾幼虫对隶属于姬蕨属的三个不同物种的适应性。结果说明,东洋散纹夜蛾对姬蕨属蕨类植物的适应性为:姬蕨>密毛姬蕨>细叶姬蕨。结果说明东洋散纹夜蛾对于姬蕨属不同物种的适应性也存在偏向性,与所测试的另外两物种相比,东洋散纹夜蛾更偏向于利用姬蕨。根据以上结果,进一步建立一个姬蕨与东洋散纹夜蛾互作的研究体系;基于这个体系,我们开展了姬蕨对东洋散纹夜蛾诱导型防御的研究。为探究东洋散纹夜蛾取食是否能诱导姬蕨的诱导型直接防御反应,我们检测了姬蕨受东洋散纹夜蛾取食诱导后对东洋散纹夜蛾生长发育的影响。结果发现东洋散纹夜蛾取食后的姬蕨叶片会抑制东洋散纹夜蛾的体重,影响其生长发育。由此可知,姬蕨对东洋散纹夜蛾产生了诱导型直接防御。通过分析对比姬蕨被东洋散纹夜蛾取食24h前后的挥发物,气相色谱-质谱(GC-MS)分析结果共检测到了32种挥发物,诱导后产生的挥发物包括绿叶挥发物、萜类化合物、苯环类及吲哚类等,其中壬醛在姬蕨挥发物中含量最高。另外姬蕨受虫食后显著含量增加的挥发物——壬醛可以吸引东洋散纹夜蛾的天敌齿缘刺猎蝽,这说明姬蕨对东洋散纹夜蛾也存在诱导型间接防御。为了进一步解析姬蕨对东洋散纹夜蛾诱导型防御的分子机制,本研究通过RNA-Seq和激素检测东洋散纹夜蛾取食后的7个时间点的姬蕨叶片。差异基因表达分析、加权共表达网络分析以及激素含量测定的结果显示,姬蕨叶片中茉莉酸合成和信号转导相关防御基因大量激活,生长素和赤霉素等生长激素合成相关基因受到抑制。因此姬蕨在防御东洋散纹夜蛾的同时其生长受到了抑制,这跟种子植物在进行诱导型防御一样。姬蕨受东洋散纹夜蛾取食后的不同时期有不同的防御反应。姬蕨的诱导型防御反应首先通过PRRs受体感知(苏氨酸/丝氨酸蛋白激酶),然后通过Ca2+信号和茉莉酸异亮氨酸传递信号并激发防御反应,后续主要通过茉莉酸、生长素相关基因来调控植物的防御反应和生长发育,最后通过绿叶挥发物、萜类、苯环类/苯丙环类、类黄酮等次生代谢物对东洋散纹夜蛾达到防御的效果。本研究从东洋散纹夜蛾的野外新分布入手,通过建立人工饲养体系,观察并描述了其形态鉴别及生活史特征,并探讨了其蕨食性的谱系特征和物种偏向性。基于以上研究,我们首次建立了一个可控的蕨类植物与蕨食性昆虫的互作研究体系。利用该研究体系,我们首次明确了姬蕨对东洋散纹夜蛾存在诱导型防御,并初步解析了姬蕨对东洋散纹夜蛾诱导型防御的分子机制。这不仅有利于进一步解析蕨类植物与昆虫互作的内在机制,更为深入理解植物对昆虫防御作用的起源与演化打下了基础。

关键词：植物与昆虫互作东洋散纹夜蛾姬蕨诱导型防御转录组测序

全局性DNA去甲基化参与男性减数分裂重组调控

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科学通报 2024年第4期69卷 476-478页

作者：陈军薛盛恩赵小阳常港深圳大学医学部深圳518060 南方医科大学基础医学院广州510515

精子发生是一个复杂的发育过程,基因突变或表观遗传变异对精子发生功能的破坏可导致男性不育[1~3].在精子发生过程中,减数分裂是生殖细胞获得遗传多样性的关键,其中涉及一系列重要事件,包括前细线期精母细胞中DNA的复制、细线期中DNA双... 详细信息

精子发生是一个复杂的发育过程,基因突变或表观遗传变异对精子发生功能的破坏可导致男性不育[1~3].在精子发生过程中,减数分裂是生殖细胞获得遗传多样性的关键,其中涉及一系列重要事件,包括前细线期精母细胞中DNA的复制、细线期中DNA双链断裂(DSBs)的形成、合子期及粗线期中发生的减数分裂重组,以及联会复合体在双线期的解离[2,4,5].随着单细胞测序技术在生殖发育领域的应用,先前的研究已初步绘制了人类精子发生过程的基因转录图谱[6~8].

关键词：男性不育联会复合体基因突变精子发生生殖发育减数分裂精母细胞细线期

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基于自监督学习的人体骨架动作识别方法研究

基于自监督学习的人体骨架动作识别方法研究

作者：杨怀港东莞理工学院

学位级别：硕士

人体动作识别作为当前计算机视觉领域内重要分支之一,在实际场景中应用十分广泛,主要包括视频监控、人机交互、体育运动分析等领域,具有重要的现实意义和广阔的探索空间。基于深度学习的人体动作识别主要以可见光数据和骨架序列作为输入... 详细信息

人体动作识别作为当前计算机视觉领域内重要分支之一,在实际场景中应用十分广泛,主要包括视频监控、人机交互、体育运动分析等领域,具有重要的现实意义和广阔的探索空间。基于深度学习的人体动作识别主要以可见光数据和骨架序列作为输入,模型识别效果会受到背景环境、光照变化、视角变化等噪声信息干扰。可见光数据包括有RGB视频和深度图序列,其中RGB视频具有丰富的颜色信息、纹理信息,但缺少三维场景信息;深度图序列包含了几何信息,但却丢失了颜色、纹理等外观特征,给精准化多样化的人体动作识别带来严峻挑战。随着传感器数据采集设备的普及和姿态估计算法的发展,人体骨架数据包含了更加丰富的体型结构和姿态信息,并且具有尺度不变性、较低计算成本优越性和数据隐私保护性,因此基于骨架序列的人体动作识别得到了广泛关注。由于基于有监督学习方法需要大量的带标签数据训练,在人工标注过程中由于动作相似性导致标记不确定性增大,甚至出现错误标记。在这种情况下,设计出一种有效的方法对未标注数据进行特征表示引起越来越多的关注。因此研究者们提出一种自监督学习的方法,以避免所带来过高的人工标注成本和减小过拟合风险。然而,基于自监督学习的方法存在预训练模型所提取到的特征信息很难利用,扩展到其他数据集和下游任务时模型的泛化能力受限等困难,如何提取具有区分度的高层次特征表示信息,是动作识别研究中一个亟待解决的重要问题。本文从动作的全局性、局部性和更细粒度的关节点级三个层面开展研究工作:1.从动作全局方面,针对三维骨架动作不同视角下会带有噪声或者不完整姿态,导致模型识别精度较低的问题。本文提出了一种基于多视角数据增强和三元组自监督学习的人体骨架动作识别方法。首先,对原始骨架序列使用欧拉旋转矩阵从不同视角上变换。其次,设计一种三元组架构进行预训练,包括有一个在线分支和两个目标分支网络,最小化三元组高层次特征之间的距离设计对比损失函数,实现样本间的分布互信息最大化。探索出了一种针对三维骨架从不同视角建模的有效性和高效性方法。2.从动作局部方面,针对细粒度动作在全局表示学习中本身具有挑战性,而在度量空间中的局部特征也存在相似性,导致模型获得的高层语义信息也极为类似的问题。本文设计出一种跨部分双向知识蒸馏自监督学习方法。在数据预处理阶段,通过对动作姿态进行骨架分割,将分离后的骨架序列组成上半身和下半身。在预训练阶段,根据上述两部分提出基于跨部分双向知识蒸馏的自监督学习框架,通过动作编码网络分别提取特征表示信息,这两部分高层表示特征被输入到跨部分流双向知识蒸馏模型中,并通过损失函数调整样本间的相似性信息。3.从骨架关节点方面,针对现有方法仅仅聚焦于骨架的空间信息或序列的时间跨度信息,而忽略了不同帧之间的关节点时序关联性的问题。本文提出了一种基于时空掩码数据增强的自监督对比学习方法。在关节点上使用随机掩码方式,对骨架时空拓扑图掩盖其中一部分的关节点,通过动作编码器提取剩余骨架的特征信息,并充分利用那一部分重要的局部序列,能够使模型学习到遮盖不变性,保证了原始序列的一致性,促使模型学习到更广义和更具区分度的特征表示。此外,为了获得显著性的识别特征信息,通过引入自注意力模块作为汇聚层,用于融合编码器输出特征的局部和全局时空信息。最后,提出了一个分布散度最小化损失函数以减少特征空间中的分布散度,挖掘更多的正样本,最大化样本间的相似度。

关键词：人体动作识别自监督学习对比学习人体骨架图卷积网络

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取自体肌腱重建ACL对下肢力线的影响

取自体肌腱重建ACL对下肢力线的影响

作者：冯港承德医学院

学位级别：硕士