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基于深度强化学习的沙漠机器人路径规划

系统仿真学报 2024年

作者：李明叶汪忠燕洁华李浩然杨泽坤内蒙古农业大学能源与交通工程学院

随着固沙装备的不断发展，移动机器人的应用也深入其中。由于沙漠环境复杂多变，移动机器人如何进行避障和路径规划是其高效作业的关键所在。针对深度强化学习算法在复杂环境下搜索效率差且收敛速度慢等问题，提出一种改进的深度强化学... 详细信息

随着固沙装备的不断发展，移动机器人的应用也深入其中。由于沙漠环境复杂多变，移动机器人如何进行避障和路径规划是其高效作业的关键所在。针对深度强化学习算法在复杂环境下搜索效率差且收敛速度慢等问题，提出一种改进的深度强化学习路径规划算法。首先是改进探索因子，使得探索因子随着智能体对环境的了解程度的增加而动态下降，从而加快了算法收敛速度；其次为了提高搜索效率，设置一种动态的奖励函数。最后仿真实验表明，改进的算法与原算法相比，所得到的路径长度、迭代次数和规划时间分别减少了11.9%、32.6%和17.4%，且该算法更适应复杂环境。将改进算法移植到ROS机器人中，进一步证明了算法的可行性和优越性。

关键词：路径规划机器人深度强化学习探索因子奖励函数

改进YOLOv8的矿井人员防护装备实时监测方法研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：张磊孙志鹏陶虹京郝尚凯燕倩如李熙尉山西大同大学煤炭工程学院

穿戴个人防护装备是保障矿井人员作业安全的重要手段，开展矿井人员防护装备监测是煤矿安全管理的重要工作内容。煤矿井下环境较为复杂，视频监控易受到噪声、光照以及粉尘等因素干扰，导致现有的目标检测方法对矿井人员防护装备存在检... 详细信息

穿戴个人防护装备是保障矿井人员作业安全的重要手段，开展矿井人员防护装备监测是煤矿安全管理的重要工作内容。煤矿井下环境较为复杂，视频监控易受到噪声、光照以及粉尘等因素干扰，导致现有的目标检测方法对矿井人员防护装备存在检测精度低、实时性差、模型复杂度高等问题，提出了一种改进YOLOv8的矿井人员防护装备实时监测方法，称为DBE-YOLO。DBE-YOLO模型首先在基准模型主干网络的CBS模块中结合可变形卷积(DCNv2)组成DBS模块，使卷积具有可变形能力，在采样时可以更贴近检测物体的真实形状和尺寸，更具有鲁棒性，有效提升了其对不同尺度目标的特征获取能力，有利于模型提取更多人员防护装备的特征信息，提高模型检测精度。其次在特征增强网络融合了加权双向特征金字塔机制(BiFPN)，在多尺度特征融合过程中删除效率较低的特征传输节点，实现更高层次的融合，提高了对不同尺度特征的融合效率，同时BiFPN引入了一个可以学习的权值，有助于让网络学习不同输入特征的重要性。最后使用WIoUv3作为模型的损失函数，其通过动态分配梯度增益，重点关注普通锚框质量，在模型训练过程中减少了低质量锚框产生的有害梯度，进一步提升了模型性能。实验结果表明，DBE-YOLO模型在矿井人员防护装备监测中有着良好的效果，查准率、查全率、平均精度分别为93.1%、93.0%、95.8%，相较于基准模型分别提高0.8%，2.9%，2.9%，检测实时性提升到65 f·s-1，提高了8.3%，此外，参数量、浮点计算量、模型体积分别为2M、6.6G、4.4MB，相较于原模型分别降低33.3%、18.5%、30.2%。使用煤矿现场作业视频监控对改进模型进行验证，其有效改善了漏检和误检问题，为提高矿井人员的作业安全提供了技术手段。

关键词：可变形卷积目标检测损失函数深度学习实时监测

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基于卷积神经网络的沙丘形态自动分类方法

干旱区资源与环境 2024年第5期38卷 121-129页

作者：李明燕洁华叶汪忠董帅杨泽坤内蒙古农业大学能源与交通工程学院呼和浩特010018

为探究沙丘形态数据集构建及自动分类方法,解决沙丘形态信息数据库缺失等问题,以内蒙古西部典型沙丘为研究对象,通过无人机正射影像技术采集6种典型沙丘形态数据,并结合GF-2号遥感数据采用数据增强方式构建沙丘形态数据集。通过迁移学... 详细信息

为探究沙丘形态数据集构建及自动分类方法,解决沙丘形态信息数据库缺失等问题,以内蒙古西部典型沙丘为研究对象,通过无人机正射影像技术采集6种典型沙丘形态数据,并结合GF-2号遥感数据采用数据增强方式构建沙丘形态数据集。通过迁移学习策略的VGGNet和ResNet模型对沙丘形态的深层语义特征进行解析与学习,自动获取更具有代表性的图像纹理特征,以此提出一种基于卷积神经网络(CNN)提取不同沙丘形态特征自动分类的方法。结果表明,基于迁移学习的VGG16模型在四种模型中分类准确率最高,达到88.14%;优化后的ResNet18模型与ResNet50模型的分类精度分别从84.04%、85.25%提升到92.79%、88.91%;优化后的ResNet18+模型表现出最佳的分类效果,准确率达到92.79%,更适用于沙丘形态的高精度自动分类。

关键词：沙丘形态卷积神经网络自动分类 VGGNet ResNet

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风沙土混拌刀具的改良设计与试验

中国农业科技导报 2024年第4期26卷 87-96页

作者：李明董帅庞永强燕洁华叶汪忠内蒙古农业大学能源与交通工程学院呼和浩特010018

为解决风沙土改良设备研制中存在的核心问题,探讨混拌刀具与风沙土-改土材料间相互作用机理,以国标旋耕刀IT245为基础,分析其作用原理,在此基础上设计了专用于风沙土改良的混拌刀具,通过离散元仿真模拟及室内沙槽试验,以改土材料体积比... 详细信息

为解决风沙土改良设备研制中存在的核心问题,探讨混拌刀具与风沙土-改土材料间相互作用机理,以国标旋耕刀IT245为基础,分析其作用原理,在此基础上设计了专用于风沙土改良的混拌刀具,通过离散元仿真模拟及室内沙槽试验,以改土材料体积比为评价指标对国标刀及专用刀具5层深度下的混拌效果进行分析。结果显示,风沙土混拌刀具偏转角度越大,改土材料体积比越大,当深度150—120 mm、偏转角为60°时达到最大值(35.67%);风沙土混拌刀具弯折角越大,改土材料体积比越大,当深度150—120 mm、弯折角为130°时达到最大值(36.02%)。风沙土混拌刀具与国标旋耕刀IT245混拌效果相比,深度越浅,改土材料体积比越大,混合效果越好,在深度90—60、60—30 mm时,偏转角60°的风沙土混拌刀具作业后改土材料体积比分别比IT245增加了3.19%、5.11%。研究结果为风沙土混拌刀具及风沙土治理机械的设计与优化提供依据。

关键词：风沙土改土材料离散元混拌刀具混拌效果

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生态批评视域下歌德诗歌中的自然哲学观

今古文创 2024年第21期 71-73页

作者：段如燕南京工业大学外国语言文学学院江苏南京211816

约翰·沃尔夫冈·歌德的文学生涯跨越多个时期,其中狂飙突进运动是他创作生涯的巅峰时期之一。歌德的作品不仅反映了他个人思想的演变,也呈现出对人与自然关系深刻而独特的思考。本文将以生态批评为出发点,深入研究歌德在狂飙突进运动... 详细信息

约翰·沃尔夫冈·歌德的文学生涯跨越多个时期,其中狂飙突进运动是他创作生涯的巅峰时期之一。歌德的作品不仅反映了他个人思想的演变,也呈现出对人与自然关系深刻而独特的思考。本文将以生态批评为出发点,深入研究歌德在狂飙突进运动时期的诗歌中如何表达人与自然的关系,旨在揭示他对人与自然和谐相处理念的深刻理解。

关键词：生态批评歌德狂飙突进运动自然哲学观

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指向深度学习的高中英语单元整体教学实践策略

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校园英语 2024年第19期 124-126页

作者：叶如锦福建省同安第一中学

指向深度学习的高中英语单元教学，从以往的教师主导、灌输式教学，转向了学生对英语知识进行主动建构和探寻的模式。这种教学模式将英语语言要素、教材内容、课堂教学方法等整合在一起，是对传统的、浅层次教学模式的纠偏与超越，也是... 详细信息

指向深度学习的高中英语单元教学，从以往的教师主导、灌输式教学，转向了学生对英语知识进行主动建构和探寻的模式。这种教学模式将英语语言要素、教材内容、课堂教学方法等整合在一起，是对传统的、浅层次教学模式的纠偏与超越，也是落实学生英语核心素养培养的重要路径。本文从语言运用、思维发展、审美体验、文化理解等方面出发，探索如何设计和实施单元整体教学模式，以促进学生在英语学习中对知识达到更深层次的理解和应用。

关键词：高中英语单元整体教学深度学习

基于网络药理学、分子对接和动物实验探究柴胡疏肝散治疗抑郁症作用机制

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中国中医药信息杂志 2024年

作者：滕海英余宇燕周小如王玉露福建中医药大学附属康复医院福建省康复技术重点实验室福建中医药大学药学院

目的基于网络药理学、分子对接技术预测柴胡疏肝散治疗抑郁症的作用机制，并利用慢性不可预见性温和应激（CUMS）抑郁模型大鼠进行实验验证。方法通过TCMSP数据库检索柴胡疏肝散活性成分，筛选药物靶点，通过DisGeNET、GeneCards、GE... 详细信息

目的基于网络药理学、分子对接技术预测柴胡疏肝散治疗抑郁症的作用机制，并利用慢性不可预见性温和应激（CUMS）抑郁模型大鼠进行实验验证。方法通过TCMSP数据库检索柴胡疏肝散活性成分，筛选药物靶点，通过DisGeNET、GeneCards、GEO数据库检索抑郁症靶点，通过构建蛋白相互作用（PPI）网络及GO和KEGG通路富集分析确定柴胡疏肝散抗抑郁的作用途径，对潜在靶点和活性成分进行分子对接。采用CUMS结合孤养建立大鼠抑郁模型，给予柴胡疏肝散和PI3K特异性抑制剂LY294002干预，通过Western blot和q PCR分别检测大鼠海马组织相关蛋白和mRNA表达，ELISA检测海马组织单胺类神经递质5-羟色胺（5-HT）、去甲肾上腺素（NE）含量，并与作用途径进行整合分析。结果筛选得到柴胡疏肝散治疗抑郁症的潜在靶点74个和活性成分118个，KEGG通路富集分析表明柴胡疏肝散抗抑郁的作用途径主要与PI3K/Akt信号通路、AGE/RAGE信号通路等有关。分子对接结果显示，活性成分槲皮素、山柰酚、β-谷甾醇、异鼠李素、柚皮素与靶点AKT1、PIK3CA、GSK3B、IL6、IL1B结合活性较好。动物实验结果显示，柴胡疏肝散可有效改善模型大鼠的抑郁样行为，提高大鼠海马组织PI3K、Akt磷酸化水平，下调GSK3β表达水平，提高5-HT、NE表达水平，LY294002可逆转柴胡疏肝散的效果。整合分析结果表明，柴胡疏肝散抗抑郁的作用途径PI3K/Akt信号通路与5-HT、NE代谢密切相关。结论柴胡疏肝散可通过激活PI3K/Akt信号通路，抑制GSK3β表达并提高单胺类神经递质5-HT、NE水平，从而发挥抗抑郁作用。

关键词：柴胡疏肝散抑郁症网络药理学分子对接作用机制大鼠

温度与盐度对福建牡蛎与长牡蛎、熊本牡蛎、香港巨牡蛎种间杂交子代孵化及其早期生长成活的影响

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海洋科学 2024年第4期48卷 53-62页

作者：涂康韩自强肖懿哲谢双如黄琼叶莆田市水产科学研究所福建莆田351100 集美大学水产学院福建厦门361100

本研究以野生福建牡蛎(A)为亲本一方,分别与野生长牡蛎(G)、熊本牡蛎(S)、香港巨牡蛎(H)进行杂交,除A♀×S♂、A♀×H♂两组杂交不育外,共得到AG(A♀×G♂)、GA(G♀×A♂)、SA(S♀×A♂)、HA(H♀×A♂)、AA(A♀×A♂)5个不同组合,并研... 详细信息

本研究以野生福建牡蛎(A)为亲本一方,分别与野生长牡蛎(G)、熊本牡蛎(S)、香港巨牡蛎(H)进行杂交,除A♀×S♂、A♀×H♂两组杂交不育外,共得到AG(A♀×G♂)、GA(G♀×A♂)、SA(S♀×A♂)、HA(H♀×A♂)、AA(A♀×A♂)5个不同组合,并研究不同盐度与温度对其幼虫孵化率、早期生长及成活率的影响。结果表明,盐度25时AG、GA、SA、HA、AA五组孵化率分别达到最大值78.33%、75.00%、63.33%、55.00%、71.67%;温度低于25℃时,GA孵化率高于其他组,温度高于25℃时AG孵化率最大,其中25℃时达到最大孵化率83.33%;不同盐度条件下D型幼虫经过7 d培育,HA在盐度20时壳高达到最大值97.8μm,成活率46.67%,在盐度为35时第5天全部死亡。AG、GA、SA、AA四组在盐度为25时壳高有最大值,分别为124.7μm、121.2μm、93.7μm,111.8μm;不同温度条件下D型幼虫经过7 d培育,在温度为25℃时各组壳高和成活率均有最大值,大小排列依次为AG>GA>AA>HA>SA,各组成活率随温度升高呈现出先增大后减小的趋势,AG在25℃时成活率在所有组中最高,为88.89%;孵化后在适宜温度盐度条件下连续培养16 d,不同组之间壳高表现为:AG>GA>AA>HA>SA,AG壳高、壳高SGR及成活率始终大于其他组,而SA、HA两组壳高、壳高SGR及成活率始终小于自交组AA。研究表明,相较于福建牡蛎与熊本牡蛎、香港巨牡蛎的杂交,以及福建牡蛎的自交,福建牡蛎与长牡蛎的杂交子代表现出明显的生长及存活优势,生长潜力较好,且AG优于GA;AG组在盐度25、水温25℃条件下生长速率最大,成活率最高。研究结果可为福建牡蛎育苗行业良种选育提供参考依据。

关键词：福建牡蛎长牡蛎熊本牡蛎香港巨牡蛎种间杂交

黄芩提取物抗UVA诱导NIH3T3细胞光老化的作用

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食品工业科技 2024年第12期45卷 327-333页

作者：蔡春梅黄玉叶李丽燕余悦刘小娟肖树雄卢丽广东药科大学生命科学与生物制药学院广东广州510006 广东省药品检验所国家药品监督管理局化妆品安全评估重点实验室广东广州510663

目的:探究黄芩提取物对紫外线(UVA)诱导的成纤维细胞系(NIH3T3)光老化的保护作用。方法:通过UVA照射建立细胞光老化模型,采用CCK-8检测、β-半乳糖苷酶染色、DAPI染色、免疫荧光染色等技术,探讨黄芩提取物对光老化成纤维细胞的保护作用... 详细信息

目的:探究黄芩提取物对紫外线(UVA)诱导的成纤维细胞系(NIH3T3)光老化的保护作用。方法:通过UVA照射建立细胞光老化模型,采用CCK-8检测、β-半乳糖苷酶染色、DAPI染色、免疫荧光染色等技术,探讨黄芩提取物对光老化成纤维细胞的保护作用。结果:黄芩提取物能显著促进NIH3T3的细胞增殖与迁移(P<0.05),提高UVA照射后NIH3T3细胞存活率、降低UVA照射引起的细胞凋亡及衰老相关胞外β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)的表达,并促进内源性Ⅰ型、Ⅳ型胶原蛋白再生,逆转UVA照射引起的胶原蛋白流失,多方面共同作用抵御细胞光老化。结论:黄芩提取物能有效抑制因UVA照射引起的NIH3T3细胞光老化。

关键词：黄芩提取物抗衰老光老化植物提取物