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饲喂塑料对4种昆虫幼虫生长与肠道微生物的影响

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微生物学报 2024年

作者：胡佳辰刘光玲黄石涛李子俊张洪波冯俊娜熊德玉张瑜瑜莫丽玲孔云虹夏云昆明学院农学与生命科学学院云南省昭通市彝良县第一中学

塑料污染是全球最关注的环境问题之一，目前利用昆虫肠道微生物降解塑料是解决塑料污染的新举措，昆虫肠道微生物菌群在塑料降解过程中起重要作用，但对昆虫取食塑料后肠道中微生物群落的组成和动态还缺乏了解。【目的】探究取食塑料对... 详细信息

塑料污染是全球最关注的环境问题之一，目前利用昆虫肠道微生物降解塑料是解决塑料污染的新举措，昆虫肠道微生物菌群在塑料降解过程中起重要作用，但对昆虫取食塑料后肠道中微生物群落的组成和动态还缺乏了解。【目的】探究取食塑料对4种昆虫幼虫生理指标以及肠道微生物的组成和动态的影响。【方法】本研究将聚苯乙烯塑料泡沫(polystyrene， PS)、聚乙烯塑料(polyethylene， PE)和麦麸(对照)作为唯一碳源分别饲喂大麦虫、黄粉虫、黑粉虫和大蜡螟，采用荧光原位杂交技术对4种幼虫肠道微生物菌群进行动态监测，并比较了它们的生理指标和肠道菌群的关联。【结果】4种昆虫在取食PS和PE后，体重和体长的增长幅度都显著低于麦麸对照组；取食PS的黄粉虫和大麦虫的存活率比取食PE的分别高25.33%和11.75%；4种昆虫肠道中微生物优势细菌菌群为厚壁菌门(Firmicutes，丰度16.98%–54.93%)、变形菌门(Proteobacteria)中的β-变形菌纲(Betaproteobacteria，丰度5.91%–39.34%)和γ‐变形菌纲(Gammaproteobacteria，丰度4.62%–30.86%)以及古菌(Euryarchaeota，丰度9.99%–58.05%)【结论】除厚壁菌门和变形菌门外，古菌也是啮食PE和PS的大麦虫、黄粉虫、黑粉虫和大蜡螟幼虫肠道中的主要菌群。昆虫肠道中主要微生物菌群的丰度随时间呈动态变化，并受塑料类型以及昆虫种类的影响。大麦虫和黄粉虫的体重和体长与肠道微生物菌群显著相关。

关键词：大麦虫黄粉虫黑粉虫大蜡螟 FISH 聚苯乙烯聚乙烯肠道菌群

基于深度学习的枣果信息感知研究及采摘路径规划

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基于深度学习的枣果信息感知研究及采摘路径规划

作者：冯俊哲浙江农林大学

学位级别：硕士

冬枣因其维生素C含量高、营养价值好,而受到广大消费者喜爱。然而,传统的冬枣采摘工作大多依赖人工完成,不仅劳动强度大,而且效率低下,成本高昂。近年来,随着人工智能技术的发展,采摘机器人技术为农业生产提供了新的解决方案。但由于冬... 详细信息

冬枣因其维生素C含量高、营养价值好,而受到广大消费者喜爱。然而,传统的冬枣采摘工作大多依赖人工完成,不仅劳动强度大,而且效率低下,成本高昂。近年来,随着人工智能技术的发展,采摘机器人技术为农业生产提供了新的解决方案。但由于冬枣成熟期较长,同一枣树上果实成熟度差异大,针对冬枣这一特殊对象的研究相对较少,现有的采摘技术和设备往往无法直接应用于冬枣采摘,或者效果不佳。本研究旨在搭建一套基于深度学习和ROS系统的冬枣采摘智能化系统,并完成采摘仿真实验,为冬枣采摘机器人提供了理论依据和技术支持,以提高采摘效率和减少人工成本。本文的主要研究内容和结论如下:(1)探明了基于深度学习技术对冬枣果实进行高精度识别与定位的方法。搭建了一套包含多种环境条件下的冬枣图像数据集,在深入分析冬枣图像特点的基础上,提出了一种基于优化Yolov5s模型的冬枣目标检测算法。通过对原有Yolov5s模型的结构进行改进,引入ShuffleNet V2作为骨干网络,并结合Slim-neck轻量化颈部层,显著减少了模型的计算复杂度,同时保证了识别精度。此外,通过知识蒸馏,进一步提升改进网络的整体性能。最后,基于ROS系统选择“眼在手外”方案进行手眼标定,得到冬枣果实相对于机械臂基底的位置坐标。试验结果表明,优化的Yolov5s模型在保持轻量化的同时,有效提升了对冬枣果实的识别准确率和速度,尤其是在复杂背景及多目标环境下展现了良好的性能。(2)提出了一种低损高效的采摘策略。通过DBSCAN-GA算法进行采摘顺序规划,DBSCAN能够发现枣果空间的紧密区域,遗传算法可以在这些紧密区域内进行更加精准的搜索,从而减少了搜索空间,提高采摘效率。此外,本文充分考虑了冬枣生长环境的复杂性,引入了一种基于改进的Informed-RRT*算法的运动规划方法,通过添加目标偏置、自适应步长以及剪枝策略,实现优化搜索路径,减少了机械臂运动过程中的不必要移动,从而在保证采摘成功率的同时,也降低了果实受损的风险。试验结果表明,改进的Informed-RRT*算法在二维和三维空间下与主流采样算法进行对比时表现更为优异。在规定时间内,改进后的Informed RRT*算法规划的路径更短更平滑,可以有效地指导机械臂进行精准快速的采摘,显著提升了采摘效率。(3)搭建了一套基于ROS的采摘机械臂运动路径规划系统。利用ROS强大的数据处理能力和灵活的通信机制,结合改进的Informed-RRT*算法,优化了采摘路径的生成过程。通过Moveit!对采摘环境的三维建模,以实时获取环境信息和障碍物检测,该系统能够在保证路径最优的同时,有效规避环境中的障碍物。为了确保机械臂运动的安全性,通过实时监测各关节的位置变换,结果表明:机械臂在运动过程中,角速度与角加速度表现出平滑且连续的变化趋势,说明机械臂在运动过程中表现出良好的动态稳定性和控制性能。(4)完成对机械臂采摘系统的硬件搭建及软件系统部署,在试验室使用仿真树、仿真冬枣果实,搭建了冬枣仿真环境,完成了冬枣采摘技术验证试验,试验结果表明,该系统枣果平均识别率达到了91.67%,采摘成功率达到了72.72%,单颗枣果平均采摘时间为8.64 s,该试验验证了识别定位系统与控制系统的算法有效性。

关键词：冬枣深度学习采摘策略运动规划 ROS系统

中国内地公路可达性演变研究——基于三种可达性指标的视角

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经济地理 2024年

作者：冯俊新李墨寒李时宇中国人民大学经济学院中国人民大学国家发展与战略研究院中国人民大学财政金融学院中国人民大学中国财政金融政策研究中心

文章以中国内地公路网为对象，构建了3种衡量时间可达性的指标，并根据指标的经济地理含义，从不同角度分析了1980—2019年中国内地334个城市的公路可达性特征和演变规律。研究发现：①1980—2019年各城市的地理可达性均值从48.95h缩短... 详细信息

文章以中国内地公路网为对象，构建了3种衡量时间可达性的指标，并根据指标的经济地理含义，从不同角度分析了1980—2019年中国内地334个城市的公路可达性特征和演变规律。研究发现：①1980—2019年各城市的地理可达性均值从48.95h缩短至17.92 h。其中，旅行距离缩短和旅行速度加快的贡献率分别为8.7%和91.3%。②地理可达性和整体经济可达性2个指标的分布特征均呈现以中部地区为中心的“核心—外围”特征；不同时期这2种可达性改善最快的地区，跟整体经济增长潜力增加较大的地区呈现出一致性，但可达性最优区域的具体分布与经济发达区域的分布存在较大差异。③区域经济可达性的分布特征显示，具备该可达性优势的地区位于东部沿海地区的带状区域和多个分散的内陆区域，其分布基本上跟各地区的经济发达区域重合。研究结果说明，在分析公路交通网络对经济地理格局的影响时，需根据分析的目的来选择适宜的可达性指标。

关键词：公路交通网络地理可达性整体经济可达性运输经济半径区域经济可达性中国

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农机作业服务对河南农户减量施肥的影响研究

农机作业服务对河南农户减量施肥的影响研究

作者：冯俊伟河南财经政法大学

学位级别：硕士

自改革开放以来,化肥在保证我国粮食安全上发挥着重要作用。随着农业生产对化肥依赖程度不断加深,化肥施用过量化带来了环境污染、食品安全等问题。农户作为农业生产中的微观主体,其生产经营方式会直接影响化肥施用强度,关系到农业绿色... 详细信息

自改革开放以来,化肥在保证我国粮食安全上发挥着重要作用。随着农业生产对化肥依赖程度不断加深,化肥施用过量化带来了环境污染、食品安全等问题。农户作为农业生产中的微观主体,其生产经营方式会直接影响化肥施用强度,关系到农业绿色生产的发展。随着农村劳动力不断向城市转移,农户开始用农机作业服务替代劳动力投入,以保证农业生产效率。农机作业服务凭借精准控制、定时定量等作业特点,对农户减量施肥起着重要的引导作用。本文以诱致性技术变迁理论、劳动分工理论和交易费用理论作为支撑,采用河南官方统计数据和调研数据,对河南农户减量施肥的现状进行了分析。首先,对河南农机作业服务应用现状和农用化肥施用现状进行统计分析,并用描述性统计分析河南农户减量施肥的行为特征。其次,将农户减量施肥表征为施肥量与施肥成本两个变量的下降幅度,运用PSM分析框架下的回归模型分析采纳农机作业服务施肥的农户的资源禀赋特征,及农机作业服务对农户减量施肥的影响。最后,引入表征种植规模的承包地面积变量,运用交互项回归模型,分析农机作业自有服务和农机作业服务外包对农户减量施肥的影响。本文主要研究结论如下:(1)随着施肥行为中农机作业量及提供农机服务组织数量的增加,多数农户在施肥时混合使用农机作业自有服务和农机作业服务外包。(2)农户是否在施肥行为中采纳农机作业服务与其家庭劳动力、土地和技术资源禀赋有关,其中户主受教育程度、承包地面积、交通便利性因素会正向影响其采纳农机作业服务的概率,而户主年龄及家庭劳动力数量占比则与对其有负向影响。(3)采纳农机作业服务可以降低农户的亩均施肥成本,该降低幅度仍与农户家庭资源禀赋水平有关,且农机作业自有服务和农机作业服务外包对减量施肥的影响路径不同。(4)造成这一影响路径差异的主要因素是承包地面积的大小。农机作业自有服务通过农户种植规模间接影响其施肥成本与施肥量,而服务外包直接作用于农户的亩均施肥成本与施肥量。基于以上结论,提出以下政策建议:重视农业机械对农户减量施肥的促进作用;提高农业机械与农户施肥行为的适配性;加快构建现代农业经营体系,以服务经营规模化引导农户实现土地经营规模化。

关键词：农户农机作业服务减量施肥

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基于溶解气体分析的变压器智能诊断方法研究

基于溶解气体分析的变压器智能诊断方法研究

作者：冯俊杰郑州航空工业管理学院

学位级别：硕士

大规模硅基光电子集成芯片技术与挑战（特邀）

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光学学报 2024年第15期 228-252页

作者：李瑜李强刘大鹏冯俊波郭进联合微电子中心有限责任公司

从硅基光电子芯片在近年来的发展现状入手，对大规模集成背景下的器件与系统性能匹配发展脉络进行综述，同时从设计人员以及生产制造的角度，对面向规模芯片出货的生产模式、设计制造全流程方法以及一致性工程等关键技术进行分析，并进... 详细信息

从硅基光电子芯片在近年来的发展现状入手，对大规模集成背景下的器件与系统性能匹配发展脉络进行综述，同时从设计人员以及生产制造的角度，对面向规模芯片出货的生产模式、设计制造全流程方法以及一致性工程等关键技术进行分析，并进一步讨论未来硅基光电子集成芯片的大规模推广应用前景。

关键词：光学集成电路硅基光电子集成芯片大规模设计大规模制造