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聚丙烯纳米塑料对生物脱氮和功能基因的影响及机制

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中国环境科学 2024年

作者：黄健徐军帅张华罗涛何春华刘俊帅子晨安徽建筑大学环境与能源工程学院环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽省生态文明研究院工业园区污染治理与资源化利用安徽省联合共建学科重点实验室

选取了聚丙烯纳米塑料（PP NPs）为研究对象来探究其对生物脱氮的影响.通过水质、氮转化功能基因丰度和污泥系统物生物活性的检测，并采用Pearson相关性分析及线性回归模型分析等方法，探索不同浓度PP NPs (1～100 mg/L)对生物脱氮和功... 详细信息

选取了聚丙烯纳米塑料（PP NPs）为研究对象来探究其对生物脱氮的影响.通过水质、氮转化功能基因丰度和污泥系统物生物活性的检测，并采用Pearson相关性分析及线性回归模型分析等方法，探索不同浓度PP NPs (1～100 mg/L)对生物脱氮和功能基因的影响及机制.结果表明，随着PP NPs浓度升高，抑制作用增强.低浓度PP NPs对脱氮性能的影响较微弱，高浓度PP NPs（100 mg/L）影响明显.qPCR表明，除nirK基因和norB基因外，其余氮转化功能基因的丰度随PP NPs浓度的升高而逐渐降低.随着PP NPs浓度升高，污泥细胞氧化应激状态严重，导致细胞膜结构受损、细胞活性下降.Pearson相关性表明，理化参数与部分功能基因之间存在较强的相关性.1 mg/L PP NPs胁迫下，好氧末端硝氮与功能基因的负相关性变为正相关性.1～100 mg/L PP NPs胁迫下，出水氨氮与nxrA、nirK、norB基因间呈不同程度的正相关性.线性回归模型表明，amoA和nxrA是氨氧化和硝化的关键驱动因素，nirS是亚硝酸盐还原的关键驱动因素，nosZ和narG是反硝化的关键驱动因素.该研究从分子生物学角度揭示PP NPs对生物脱氮的影响及机制.

关键词：纳米塑料生物脱氮功能基因相关性线性回归模型

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基于离散采样的多模态四足机器人路径规划

吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1120-1128页

作者：孙帅帅冯春晓张良中国科学技术大学工程科学学院合肥230026 安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601

针对双向快速扩展随机树(RRT-Connect)在多模态四足机器人路径规划中存在不必要的跳跃和行走部分路径的地形起伏程度大及转向角度变化大的问题,提出了一种基于离散采样的解决方案。预处理路径去除不必要的跳跃,离散采样并动态规划获得粗... 详细信息

针对双向快速扩展随机树(RRT-Connect)在多模态四足机器人路径规划中存在不必要的跳跃和行走部分路径的地形起伏程度大及转向角度变化大的问题,提出了一种基于离散采样的解决方案。预处理路径去除不必要的跳跃,离散采样并动态规划获得粗解,使用B样条曲线拟合并二次规划得到最终路径。仿真结果表明,本文方法规划出的路径使得机器人对质心高度的调节平均减少了31.4%,途径地形的起伏程度减小13.4%,地形倾斜角度变化降低11.4%,转向角度变化减小62.7%,验证了本文方法的有效性。

关键词：人工智能四足机器人多模态路径规划离散采样二次规划

基于增强句法信息与多特征图卷积融合的方面级情感分析

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计算机科学与探索 2024年

作者：田继帅艾芳菊湖北大学计算机与信息工程学院智慧政务与人工智能应用湖北省工程研究中心大数据智能分析与行业应用湖北省重点实验室(湖北大学)

方面级情感分析作为情感计算领域的重要任务，旨在识别文本中关于特定方面的情感倾向。为了提高在这一任务中的性能，提出了一种增强句法特征与多特征图卷积融合的网络模型（ESMFGCN），利用依赖树表示句子中单词之间的语法结构关系，... 详细信息

方面级情感分析作为情感计算领域的重要任务，旨在识别文本中关于特定方面的情感倾向。为了提高在这一任务中的性能，提出了一种增强句法特征与多特征图卷积融合的网络模型（ESMFGCN），利用依赖树表示句子中单词之间的语法结构关系，由于单纯的使用依赖树方法在建模时会引发不相关的噪声问题，引入了短语结构树，并将短语树转化层级短语矩阵，并将由依赖树构造的邻接矩阵和层级短语矩阵合并作为图卷积网络的初始矩阵，用于增强句法信息。为了更精细地捕捉方面词与整个句子之间的关联，引入了注意力机制，对方面词上下文和整个句子建立更为精细的关联，并通过图卷积网络提取语义信息。最后设计融合层用于融合语义信息与句法信息，从而提高方面级情感分析的准确性和鲁棒性。本文在Restaurant、Laptop、Twitter数据集上分别设计对比实验、消融实验和敏感性分析实验，实验结果表明，相较于其他研究方法，本文的方法取得了显著的性能提升，证明了模型的有效性和优越性。

关键词：方面级情感分析句法特征注意力机制图卷积网络

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圆柱薄膜振动特性

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 428-437页

作者：黄涛何泽青宋林中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学航空宇航学院北京100040

根据达朗贝尔原理建立圆柱状薄膜非线性振动方程并对其展开分析与试验验证.建立圆柱膜振动问题的控制方程组,依据薄膜振动物理方程与边界条件简化方程组并求解;得到圆柱膜非线性振动频率解析解,并通过有限元仿真对其线性解析解进行验证... 详细信息

根据达朗贝尔原理建立圆柱状薄膜非线性振动方程并对其展开分析与试验验证.建立圆柱膜振动问题的控制方程组,依据薄膜振动物理方程与边界条件简化方程组并求解;得到圆柱膜非线性振动频率解析解,并通过有限元仿真对其线性解析解进行验证.结果表明,理论计算与数值仿真结果误差较小,有限元方法适用于柔性薄膜结构模态分析.采用三维激光扫描式测振系统测试圆柱膜在空气环境中的振动频率,利用有限元分析软件获得圆柱膜干模态和湿模态振动频率并提取空气附加质量系数.结果表明,圆柱膜振动湿模态测试结果与数值分析结果具有良好的一致性,地面空气附加质量对圆柱膜振动的影响与薄膜自身质量处于同一量级.

关键词：非线性振动湿模态空气附加质量曲率薄膜

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论教育领域人工智能机器人的主体性

中国电化教育 2024年第6期 17-22,69页

作者：颜士刚吴长帅天津师范大学教育学部天津300387 沈阳师范大学外国语学院辽宁沈阳110034

人工智能与教育深度融合,在人机协同教育中不断从教学工具向教育者转化。人工智能是否能成为真正意义上的教育者,其中最需要清晰认识的基本问题是人工智能机器人在发展中逐渐具备的“拟人性”与人的主体性之间的本质差别,这涉及到人工... 详细信息

人工智能与教育深度融合,在人机协同教育中不断从教学工具向教育者转化。人工智能是否能成为真正意义上的教育者,其中最需要清晰认识的基本问题是人工智能机器人在发展中逐渐具备的“拟人性”与人的主体性之间的本质差别,这涉及到人工智能应用于教育领域的基础认知。为了更好地认识人工智能,该文对其本质和实践形态进行深入剖析。一是,从内在机制分析发现,人工智能只是人类设计各种算法模仿人的认知和行动的技术,本质上仅仅是通过算法的数学计算进入到语言和思维领域实现机器智能,但算法本身缺陷限制了人工智能无法逾越人的主体性特征;二是,从机器外部赋能揭示出,人工智能是以人为目的,表达人的想法的实践工具,最具特征的人工智能的能动实则也是被人的主体性实践所支配。三是,从教育的初心和本质考察,人工智能也不能在教育实践中唤醒、激发、建构人的主体性成长,只是贯彻施行技术特征的教学实践工具。研究认为,在教育实践领域,要充分认识到人的全面发展并非主体性缺失的人工智能所能为。

关键词：人工智能机器人主体性教育算法

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基于表面高度和不确定性的单目3D物体检测

华东师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：吉银帅续晋华华东师范大学计算机科学与技术学院

单目3D (three-dimensional)物体检测是自动驾驶和机器人导航中的一项基础但具有挑战性的任务.直接从单张图片预测深度本质上是一个不适定的问题.几何投影是一种强大的深度估计方法,它从物体的物理高度和图像平面中的投影高度推断物体... 详细信息

单目3D (three-dimensional)物体检测是自动驾驶和机器人导航中的一项基础但具有挑战性的任务.直接从单张图片预测深度本质上是一个不适定的问题.几何投影是一种强大的深度估计方法,它从物体的物理高度和图像平面中的投影高度推断物体的深度.然而,高度估计错误将会放大深度估计的误差.研究了预测物体表面点的物理高度和投影高度,而不是物体本身的高度,由此可获得一系列深度候选值;还研究了估计高度的不确定性,并根据不确定性来组合这些深度候选值,以获得最终的目标深度.实验证明了此深度估计方法的有效性,且该方法在KITTI数据集的单目3D目标检测任务上达到了SOTA (state-ofthe-art)结果.

关键词：单目3D物体检测深度估计几何投影自动驾驶

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基于图卷积神经网络的乳腺癌亚型分类研究

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 121-128页

作者：安义帅刘晓军陈恒玲万桂宏中南民族大学生物医学工程学院武汉430074 哈佛大学麻省总医院皮肤科波士顿02138

恶性肿瘤分子亚型的准确识别是肿瘤患者个体化诊断、个性化治疗以及预后预测的重要支撑。综合性肿瘤基因组数据库的不断完善和深度学习技术的持续突破,推动了计算机辅助肿瘤分类技术的进一步发展。现有的基于基因表达数据的神经网络亚... 详细信息

恶性肿瘤分子亚型的准确识别是肿瘤患者个体化诊断、个性化治疗以及预后预测的重要支撑。综合性肿瘤基因组数据库的不断完善和深度学习技术的持续突破,推动了计算机辅助肿瘤分类技术的进一步发展。现有的基于基因表达数据的神经网络亚型分类方法虽然考虑了分子分型的复杂性,但仍然存在忽略基因内在关联性和协同性的问题。为了解决这一问题,本文提出了一种结合分层注意力机制的多层图卷积神经网络乳腺癌亚型分类模型。该模型基于先验的生物学知识构建乳腺癌患者的基因图表示数据集,训练出一种新的端到端的多分类模型,能够对乳腺癌分子亚型进行智能识别,并且在乳腺癌分子亚型的分类工作上表现出了很好的识别性能。相较于原始的图卷积神经网络以及两个主流的图神经网络分类算法,该模型在7分类任务中的准确率、加权F1分数、加权召回率、加权精确率分别达到了0.8517、0.8235、0.8517、0.7936,在4分类任务中则分别达到了0.9285、0.8949、0.9285、0.8650,具有明显的优势。此外,本文方法相较于最新的乳腺癌亚型分类算法,同样获得了最高的分类准确率。综上,本文所提模型或可作为一种辅助诊断技术为未来乳腺癌亚型的精确分类提供一个可信的选择,奠定计算机辅助肿瘤分类的理论基础。

关键词：乳腺癌深度学习图卷积神经网络亚型分类

自适应模糊机械手臂系统的事件触发输出反馈控制

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控制工程 2024年

作者：白丽苹潘峥隋帅辽宁工业大学理学院

针对单连杆机械手系统提出了自适应模糊输出反馈事件触发控制算法。系统包含未知非线性动力学，利用模糊逻辑系统逼近未知非线性动力学，建立等效控制设计模型，对于系统当中的不可测状态可以利用模糊状态观测器进行估计。利用所设计的L... 详细信息

针对单连杆机械手系统提出了自适应模糊输出反馈事件触发控制算法。系统包含未知非线性动力学，利用模糊逻辑系统逼近未知非线性动力学，建立等效控制设计模型，对于系统当中的不可测状态可以利用模糊状态观测器进行估计。利用所设计的Lyapunov函数，将反步技术和模糊逻辑系统相结合，开发出一种自适应模糊事件触发输出反馈控制算法。该算发法不但可以使系统保持稳定，且输出信号能很好地跟踪给定的参考信号。最后，数值仿真验证了该方案的可行性。

关键词：自适应模糊输出反馈事件触发机械臂系统

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长波红外大孔径长焦距无热化光学系统设计

光子学报 2024年第3期53卷 114-122页

作者：曹一青沈志娟莆田学院机电与信息工程学院莆田351100 福建省激光精密加工工程技术研究中心莆田351100

对于长波红外长焦距光学系统,大孔径能使系统具有更好的成像亮度,但也带来了孔径边缘像差较大且难以校正的问题。利用折反射式结构减少光学系统总长,采用两块反射镜结构作为基础,在其后搭配一组校正折射透镜构成光学系统,并应用光焦度... 详细信息

对于长波红外长焦距光学系统,大孔径能使系统具有更好的成像亮度,但也带来了孔径边缘像差较大且难以校正的问题。利用折反射式结构减少光学系统总长,采用两块反射镜结构作为基础,在其后搭配一组校正折射透镜构成光学系统,并应用光焦度分配、消热差及消色差条件,设计出大孔径、长焦距的长波红外无热化光学系统。该光学系统工作波段为8~12μm,焦距为800 mm,全视场角为0.6°,F数为2.5,遮拦比为0.2,光学系统总长为344.62 mm;在-40~60℃工作温度范围内,全视场角的调制传递函数值在奈奎斯特频率20 lp/mm处均大于0.25。设计的长波红外大孔径长焦距光学系统由2块反射镜和4块折射透镜组成,系统结构紧凑,成像性能稳定,可为类似此类光学系统设计提供参考。

关键词：光学系统设计长波红外大孔径长焦距无热化