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自适应双坐标系的差分进化算法求解混合变量优化问题

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计算机学报 2024年第9期47卷 2116-2140页

作者：周新宇黄君洪彭虎王晖王峰江西师范大学计算机信息工程学院吉林大学计算机科学与技术学院九江学院计算机与大数据科学学院南昌工程学院信息工程学院武汉大学计算机学院

如何设计求解混合变量优化问题(Mixed-variable Optimization Problems, MVOPs)的相关算法,是计算机算法设计与分析领域中的一个重要研究方向.该问题的求解难点在于需同时优化连续型和离散型决策变量,目前进化算法(Evolutionary Algorit... 详细信息

如何设计求解混合变量优化问题(Mixed-variable Optimization Problems, MVOPs)的相关算法,是计算机算法设计与分析领域中的一个重要研究方向.该问题的求解难点在于需同时优化连续型和离散型决策变量,目前进化算法(Evolutionary Algorithms,EAs)是求解该问题的一种有效手段.然而,现有的相关EAs忽略了问题变量之间的相关性,导致算法性能还存在一定不足.为此,本文从变量相关性角度出发,提出了一种自适应双坐标系的差分进化算法来求解MVOPs.首先,利用种群的协方差矩阵信息来构建特征坐标系,实现在特征坐标系下执行算法的相关操作,以松弛连续变量与离散变量之间的相关性;其次,为避免种群多样性丢失,仍保留了原坐标系,并设计了一种自适应策略来应用特征坐标系和原坐标系,以发挥双坐标系的优势;最后,为提高离散变量的优化效果,专门设计了一种基于离散变量相关性的局部搜索策略,以增强算法的整体性能.为验证本文方法性能,在一套包含28个测试函数的通用测试集上进行了大量实验,与5种求解MVOPs的知名EAs进行了对比,结果表明本文方法有更好性能.此外,在一个实际MVOP上,即焊接梁设计问题,本文方法能取得目前已知最好解.本文方法为计算机算法设计和分析领域的相关工作提供了新的思路.

关键词：混合变量差分进化变量相关性特征坐标系双坐标系

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皖北利辛方言词汇变异研究

皖北利辛方言词汇变异研究

作者：周新雨中南林业科技大学

学位级别：硕士

利辛县位于黄淮平原南部、安徽省西北部。利辛方言属于中原官话商阜片,在方言词汇上有着独特的风貌,展现出明显的词汇变异现象。本文从社会语言学的角度出发,结合语言变异理论展开研究。以皖北利辛城关小片方言词汇为个案,先开展田野调... 详细信息

利辛县位于黄淮平原南部、安徽省西北部。利辛方言属于中原官话商阜片,在方言词汇上有着独特的风貌,展现出明显的词汇变异现象。本文从社会语言学的角度出发,结合语言变异理论展开研究。以皖北利辛城关小片方言词汇为个案,先开展田野调查,了解利辛方言词汇变异情况,并考察词汇变异的深层机制;然后开展问卷调查,利用SPSS软件对调查结果进行分析,寻找影响利辛方言词汇变异的社会因素;最后辅以个人访谈,进一步探究利辛方言词汇变异的原因。研究发现,皖北利辛方言共有555个词汇变项,词汇变异体现在词形变异和词义变异两方面,前者包括词的语音形式变异和结构形式变异,后者包括词的语法义变异和词汇义变异。词形变异的机制主要是借用,而词义变异的机制则有隐喻、转喻、借用三种。数据表明,性别、年龄、学历、阶层等社会因素对利辛方言的词汇变异具有显著影响。总体而言,女性更倾向于使用新变式;年纪越小,越多使用新变式;学历越高,越多使用新变式;阶层越高,使用新变式的比例越高,其中学生层比较特殊,更倾向于使用新变式。分析显示,不同性别及不同年龄的人语言态度有明显差异,不同阶层的人接触的语言环境有所不同,不同学历的人普通话水平有显著区别,这些是性别、年龄、学历、阶层因素影响利辛方言词汇变异的深层次原因,即语言态度、语言环境、普通话水平。本研究展现了利辛方言词汇变异的基本面貌,为词汇变异的研究提供了一个典型案例,同时可以在一定程度上为当地语言政策的制定和语言服务的开展提供现实性的参考。

关键词：利辛方言词汇变异机制社会因素原因

真菌多糖激发子FPE1结构表征及其调控灵芝三萜生物合成机制研究

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真菌多糖激发子FPE1结构表征及其调控灵芝三萜生物合成机制研究

作者：周新新浙江农林大学

学位级别：硕士

三萜是灵芝(Ganoderma lingzhi)的重要活性成分,当前主要从灵芝子实体和发酵菌丝体中提取制备,但含量较低。团队老师前期从灵芝土壤中分离并筛选出可促进灵芝三萜合成的罗氏青霉Penicillium rolfsii,将其制成真菌多糖激发子(fungal poly... 详细信息

三萜是灵芝(Ganoderma lingzhi)的重要活性成分,当前主要从灵芝子实体和发酵菌丝体中提取制备,但含量较低。团队老师前期从灵芝土壤中分离并筛选出可促进灵芝三萜合成的罗氏青霉Penicillium rolfsii,将其制成真菌多糖激发子(fungal polysaccharide elicitor,FPE)。本研究对FPE开展了分离纯化和结构表征,利用纯化后的FPE1诱导灵芝三萜生物合成,采用比较转录组学筛选鉴定响应FPE1诱导的差异表达基因,并进行了功能验证,以阐明FPE1调控灵芝三萜生物合成的分子机制。获得了如下研究结果:1.真菌多糖激发子FPE经分离纯化得到一个均一多糖组分FPE1,与原材料相比得率为0.038%,绝对分子量为2.88×10～4 Da。FPE1由甘露糖、半乳糖和葡萄糖组成,是一个主要以1,2糖苷键连接的以β-甘露糖呋喃糖型残基为主链的半乳甘露聚糖,并且是一个无三螺旋结构的长柔性链结构。2.在最佳诱导条件下,灵芝三萜含量和途径基因表达量在FPE1诱导24 h达到最高。通过比较转录组学分析得出,在萜类骨架的合成途径中,HMGS和MVD两个关键酶基因的表达量显示上调,进一步得出FPE1诱导通过影响灵芝的脂质代谢活动,促进了糖酵解过程,并通过促成乙酰辅酶A生成影响甲羟戊酸途径,进而促进灵芝三萜的生物合成。3.转录因子预测及差异转录因子分析表明,C2H2转录因子响应FPE1诱导的数量最多。通过构建pBARGPEI-Gl11462过表达载体并转化灵芝原生质体,获得三个可稳定遗传的过表达菌株,三萜含量与对照相比,分别显著(P<0.05)提高了16.20%,36.15%和27.58%;对灵芝三萜合成途径基因进行检测,显示HMGS和LS相对表达量相比对照菌株具有显著差异(P<0.05),证明Gl11462转录因子对灵芝三萜的合成具有正调控作用。综上所述,FPE1由甘露糖、半乳糖和葡萄糖组成,是一个主要以1,2糖苷键连接的以β-甘露糖呋喃糖型残基为主链的半乳甘露聚糖和无三螺旋结构的长柔性链结构。FPE1诱导通过影响灵芝的脂质代谢活动,促进了糖酵解过程,并通过促成乙酰辅酶A生成影响甲羟戊酸途径从而促进灵芝三萜合成,Gl11462转录因子对灵芝三萜的合成具有正调控的作用,主要通过影响三萜合成途径关键基因HMGS来促进灵芝三萜的生物合成。

关键词：灵芝三萜生物合成真菌多糖激发子转录因子

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人工智能发展与企业ESG表现

世界经济研究 2024年第9期 120-134+137页

作者：许家云沈含雨周新博南开大学APEC研究中心南开大学经济学院国际经济研究所

人工智能发展对企业改善ESG表现、实现社会价值具有重要意义。文章采用2009～2022年中国上市公司数据和企业ESG评级的合并样本，系统考察了人工智能发展对企业ESG表现的影响。研究发现，人工智能发展显著改善了企业ESG的整体表现，并且... 详细信息

人工智能发展对企业改善ESG表现、实现社会价值具有重要意义。文章采用2009～2022年中国上市公司数据和企业ESG评级的合并样本，系统考察了人工智能发展对企业ESG表现的影响。研究发现，人工智能发展显著改善了企业ESG的整体表现，并且其主要通过提高企业绿色技术创新水平、全要素生产率和企业信息透明度3个渠道来发挥作用；人工智能发展对员工学历水平更高的企业、第三产业企业和国有企业ESG表现的提升效果更为显著。进一步分析发现，人工智能发展对企业ESG的影响存在阈值效应，表现为“倒U形”的非线性关系；其对非贸易型企业ESG表现的提升效果更大；从子指标来看，人工智能发展对企业环境、社会和公司治理3个维度的影响均较为显著。文章研究拓展了企业ESG表现影响因素的研究视角，对推动中国人工智能发展与企业ESG表现稳步改善具有较强的现实意义。

关键词：人工智能发展企业ESG表现环境社会公司治理

考虑物理模型与有效降雨入渗的滑坡危险性预测框架——以青藏高原山南市雅鲁藏布江流域为例

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 986-998页

作者：郭子正周新勇黄达田碧霞何俊河北工业大学土木与交通学院天津300401 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

滑坡危险性评估是山区进行防灾减灾工作的重要步骤,但以往研究多是对现阶段危险性的分析,用于区域尺度上滑坡危险性预测的有效方法较少。针对该问题,首次提出一种考虑物理模型与有效降雨入渗的新型框架用于对未来给定降雨重现期条件下... 详细信息

滑坡危险性评估是山区进行防灾减灾工作的重要步骤,但以往研究多是对现阶段危险性的分析,用于区域尺度上滑坡危险性预测的有效方法较少。针对该问题,首次提出一种考虑物理模型与有效降雨入渗的新型框架用于对未来给定降雨重现期条件下的滑坡危险性进行预测。以青藏高原山南市雅鲁藏布江流域地区为例,首先使用Easy_Balance软件计算1998~2017年降雨的平均有效入渗率和前期有效降雨量P_(a),并使用该期间夏季每月连续3日降雨最大值的95%分位数作为临界降雨量P_(e),基于物理模型FSLAM完成土壤参数和土地利用参数的校准。使用Gumbel方法得到P_(a)和P_(e)在不同重现期时的极值,并分别计算各栅格破坏概率(probability of failure,PoF)对P_(a)和P_(e)的响应,根据栅格响应的敏感程度对研究区进行重分类后,使用危险性评估矩阵进行滑坡危险性预测。计算结果表明:当降雨重现期增大到50和100 a时,有92.1%的滑坡点落入到了极高和高危险区内,与传统的未考虑降雨对栅格PoF影响程度的TRIGRS模型相比,AUC精度高出7.6%~9.0%。当前方法能够有效预测未来极端降雨工况下的滑坡发生情况,且同时考虑了前期降雨入渗和极值降雨的影响,进一步提高了区域滑坡危险性预测的合理性。

关键词：边坡工程物理模型滑坡危险性降雨重现期有效入渗青藏高原

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光学奇异点附近的交叉偏振特性研究（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第3期 294-300页

作者：杨锦袁帅杰刘旭荃周新星湖南师范大学物理与电子科学学院量子效应及其应用协同创新中心低维量子结构与调控教育部重点实验室

构建了非厄米系统中的高斯光束传输模型，探究了宇称-时间对称（PT-symmetric）结构中奇异点附近的交叉偏振特性。研究表明，当系统状态位于奇异点附近时，交叉偏振分量呈现出类似于一阶厄米-高斯模式的双峰强度分布，而此时原偏振分量... 详细信息

构建了非厄米系统中的高斯光束传输模型，探究了宇称-时间对称（PT-symmetric）结构中奇异点附近的交叉偏振特性。研究表明，当系统状态位于奇异点附近时，交叉偏振分量呈现出类似于一阶厄米-高斯模式的双峰强度分布，而此时原偏振分量呈现出与单一圆偏振分量相似且垂直于交叉偏振分量的双峰分布。进一步调整入射光的偏振态，还可以观察到交叉偏振分量的显著旋转现象。此外，该系统在跨越奇异点的过程中，交叉偏振分量的旋转方向也会随之翻转，这为精密探测奇异点的位置提供了一条新颖的思路。最后，奇异点附近所存在的强交叉偏振效应也为增强光子自旋霍尔效应提供了理论依据。

关键词：交叉偏振奇异点宇称-时间对称偏振

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基础研究驱动因素与组态路径研究

科技进步与对策 2024年

作者：周文泳钱铤锴周新晔同济大学经济与管理学院

基础研究是科技创新的源头活水,是科技自立自强的重要根基。基于“要素—政府—市场”理论框架,以2011—2021年中国内地30个省份为研究对象,运用动态fs QCA方法,从组态视角对基础研究驱动因素展开路径研究。结果发现:(1)存在3种驱动基... 详细信息

基础研究是科技创新的源头活水,是科技自立自强的重要根基。基于“要素—政府—市场”理论框架,以2011—2021年中国内地30个省份为研究对象,运用动态fs QCA方法,从组态视角对基础研究驱动因素展开路径研究。结果发现:(1)存在3种驱动基础研究发展的路径构型,分别是以财税资源、计划配置、科技基础设施为保障的税收支撑型,以人力资源、计划配置、科技基础设施为前提的意愿推动型,以人力资源、国际交流、技术市场为牵引的知识交流型;(2)组态路径在时间维度上呈稳定发展态势,但在空间分布上,东部地区路径较为多样,中西部地区由于财税支撑不足,更多依赖地方政府的意愿推动;(3)基础研究发展是要素、政府、市场协同作用的结果,需结合要素禀赋,将“有为政府”与“有效市场”有机结合。研究结论有助于阐释我国区域基础研究多因素联动机制,为地方政府更好地把握基础研究发展着力点提供有益参考。

关键词：基础研究组态分析有为政府有效市场

微流控法制备载卵母细胞水凝胶微球及其玻璃化保存

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生物化学与生物物理进展 2024年第4期51卷 969-980页

作者：张慧张宇琪胡剑麟周新丽上海理工大学健康科学与工程学院生物系统热科学研究所上海200093 上海交通大学医学院附属第一人民医院辅助生殖医学科上海200080

目的通过微流控法制备载卵母细胞海藻酸钠微球,在低浓度保护剂下实现卵母细胞玻璃化保存。方法采用流动聚焦型微流控芯片,通过调整芯片结构、海藻酸钠溶液浓度和流速比,制备大小均匀、空包率低、低温耐受的载卵母细胞海藻酸钠水凝胶微... 详细信息

目的通过微流控法制备载卵母细胞海藻酸钠微球,在低浓度保护剂下实现卵母细胞玻璃化保存。方法采用流动聚焦型微流控芯片,通过调整芯片结构、海藻酸钠溶液浓度和流速比,制备大小均匀、空包率低、低温耐受的载卵母细胞海藻酸钠水凝胶微球。在低浓度低温保护剂下将微球玻璃化保存,复温后检测存活率,采用细胞松弛素B和氯化锶孤雌激活卵母细胞,与Cryotop玻璃化法对比卵母细胞存活率和卵裂率、囊胚率。结果制备的海藻酸钠微球在冷冻复温前后的体积稳定且结构完整,在将卵母细胞包封在海藻酸钠水凝胶中后,空包率低,存活率、卵裂率和囊胚率与新鲜组相比无显著差异。在低浓度低温保护剂10%DMSO+10%乙二醇(EG)+0.5 mol/L海藻糖中玻璃化冻存后卵母细胞的存活率达到92.48%,卵裂率70.80%,囊胚率20.42%,与高浓度保护剂15%DMSO+15%EG+0.5 mol/L海藻糖中Cryotop玻璃化法相比无显著性差异。结论本文设计制作了三通道内部交联芯片并用于卵母细胞玻璃化保存的微流控系统,可生成大小均匀、空包率低、低温耐受的载卵母细胞海藻酸钠水凝胶微球,在低浓度保护剂下实现玻璃化保存,为卵母细胞玻璃化保存方法提供新思路。

关键词：微流控卵母细胞微囊化玻璃化保存低温保护剂

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基于多尺度卷积调制的医学图像分割

电子学报 2024年

作者：周新民熊智谋史长发杨健湖南工商大学人工智能与先进计算学院湘江实验室湖南工商大学计算机学院湖南工商大学智能工程与智能制造学院长沙人工智能社会实验室

当前，越来越多的医学图像分割模型都采用Transformer模型作为基础结构，然而，Transformer模型的计算复杂度与输入序列呈二次关系且需要大量的数据进行预训练才能取得较好的结果，在数据量不足的情况下无法发挥优势；此外，Transforme... 详细信息

当前，越来越多的医学图像分割模型都采用Transformer模型作为基础结构，然而，Transformer模型的计算复杂度与输入序列呈二次关系且需要大量的数据进行预训练才能取得较好的结果，在数据量不足的情况下无法发挥优势；此外，Transformer往往无法有效提取图像的局部信息.相比于Transformer，卷积神经网络则能够很好地规避上述两个问题.为了充分发挥卷积神经网络与Transformer的各自优势并进一步挖掘卷积神经网络的潜力，本文提出一个多尺度卷积调制网络模型（Multi-Scale Convolution Modulation Network,MSCMNet），该模型将视觉Transformer领域模型结构设计方法融入传统卷积网络.采用卷积调制和多尺度特征提取策略，构建基于多尺度卷积调制机制的特征提取模块（Multi-Scale Convolution Modulation,MSCM）.并提出高效的patch组合与patch分解策略分别用于特征图的下采样以及上采样，进一步提升模型的表征能力.在腹部多器官、心脏、皮肤癌以及细胞核四个不同类型以及不同规模的医学图像分割数据集上取得的mDice分别为0.805 7、0.923 3、0.923 9、0.854 8，以较低的运算量和参数量取得了最好的分割性能，为卷积神经网络以及Transformer在医学图像分割领域提供了一个新颖而高效的模型结构设计范式.

关键词：医学图像分割多尺度卷积调制 Transformer