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基于仿口腔平台的食品咀嚼效果评估方法研究

基于仿口腔平台的食品咀嚼效果评估方法研究

作者：张奋楠江南大学

学位级别：硕士

面对我国老龄化人口迅速增加的现状,评估食品咀嚼效果对于推动老年人饮食结构改变具有重要意义。但采用感官评定方法评价食品咀嚼效果易使得数据不易标准化,且实验重复性差。因此,本文首先确定选用食品凝胶这一食品研究对象,接着探究了... 详细信息

面对我国老龄化人口迅速增加的现状,评估食品咀嚼效果对于推动老年人饮食结构改变具有重要意义。但采用感官评定方法评价食品咀嚼效果易使得数据不易标准化,且实验重复性差。因此,本文首先确定选用食品凝胶这一食品研究对象,接着探究了食品凝胶在唾液润滑下的口腔摩擦机制。接着使用NI Lab VIEW编写一种具备模拟人类口腔咀嚼运动的控制程序,并验证了仿口腔平台的运动精度。然后开展基于仿口腔平台的食品咀嚼效果研究实验,并建立食品咀嚼效果评估模型。最后分析了影响咀嚼效果的因素,通过进行仿口腔平台体外和人体口腔体内咀嚼实验,对比分析咀嚼效果MEI值(咀嚼效果指数:Mastication Effct Index)和花生d50值(50%颗粒质量能够通过的理论筛分粒径)数据,验证了基于仿口腔平台食品咀嚼效果研究的可行性。具体内容如下:使用仪器测试得到质构参数,并计算食品凝胶断裂应力和断裂应变。使用摩擦磨损试验机,探究不同配方食品凝胶摩擦系数的影响因素,开展唾液调控下的食品凝胶摩擦实验。结果表明:添加一定量的明胶有助于减缓口腔中凝胶的崩解。摩擦系数与摩擦速度和明胶质量分数关联性很高,口腔摩擦还与食品凝胶质构参数、力学性能紧密相关。添加唾液后的食品凝胶摩擦曲线显示出相似的总体形状,唾液量影响摩擦系数,相关口腔加工实验应当考虑添加唾液润滑系统。通过分析人类咀嚼运动设计六自由度并联仿口腔平台结构以及开发运动控制程序。使用NI Lab VIEW软件编写的总程序包括仿口腔平台六轴运动及其加减速控制和蠕动泵输送系统转速控制。蠕动泵转速实际值与理论值对比数据表明:蠕动泵输送程序满足要求。还通过对比虚拟样机仿真结果和仿口腔平台运动角度实际值,验证仿口腔平台各角度位移平均误差等于2.28%。选用混色凝胶作为实验样品,使用工业相机进行图像拍摄后提取咀嚼效果评价模型4个指标值。对咀嚼样品进行分类后使用Fisher判别分析法建立咀嚼效果评估模型,模型值大小反映咀嚼效果。对咀嚼次数、咀嚼速度、唾液量三个因素对于咀嚼效果的影响进行了相关性分析,结果表明三者自变量与咀嚼效果间关联性很高。基于仿口腔平台和人体口腔还开展了针对咀嚼次数的食品咀嚼效果对比实验,结果显示MEI值差值较小且变化趋势一致,d50受咀嚼参数影响规律也具有相似性。这意味着仿口腔平台食团的产生在功能上与人体口腔具有较高的一致性。综上,提出的基于仿口腔平台食品咀嚼效果评估方法,能够客观且高效地量化咀嚼效果,有助于在面向老年人的饮食能力方面推动未来食物结构的改变;以期有效替代实验测试人员进行口腔加工实验,减少人工成本、增加实验可重复性。

关键词：仿口腔平台摩擦行为 NILabVIEW控制 Fisher判别咀嚼效果

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基于仿口腔平台的食品咀嚼效果评定方法研究

食品科学技术学报 2022年第6期40卷 163-171页

作者：张奋楠周星宇俞经虎钱善华杨涛涛江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

食品在口腔加工中的形变过程以及口腔加工能力与形成可吞咽食团的相互关系受到越来越广泛的关注,然而测试人员的食品口腔加工过程难以直接观察,咀嚼实验的相关数据难以获取;并且口腔加工能力不易重复量化,使得咀嚼效果难以评定。为解决... 详细信息

食品在口腔加工中的形变过程以及口腔加工能力与形成可吞咽食团的相互关系受到越来越广泛的关注,然而测试人员的食品口腔加工过程难以直接观察,咀嚼实验的相关数据难以获取;并且口腔加工能力不易重复量化,使得咀嚼效果难以评定。为解决这些问题,基于前期开发的仿口腔平台,以石蜡和花生作为试验样品,分别通过仿口腔平台和测试人员进行咀嚼实验,并将收集的食团进行咀嚼效果指数测定和比较。数据分析表明:体内和体外咀嚼实验与咀嚼次数间具有显著相关性,不同咀嚼次数下体内组和体外组的花生中值粒径d_(50)、石蜡咀嚼效果指数MEI存在显著性差异(P<0.05);且当咀嚼次数达到食团吞咽所需的次数时,体外实验得到的食团样品与测试者口腔中收集的样品咀嚼效果评定指标具有高度一致性。研究结果表明,基于模拟人类食品口腔加工并生成食团的仿口腔平台进行食品咀嚼实验来评定咀嚼效果,可有效替代实验人员,减少实验成本,增加实验可重复性。

关键词：食品口腔加工仿口腔平台咀嚼效率食团咀嚼运动

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基于机器视觉的生鲜牛肉冷藏时间识别研究

食品与发酵工业 2022年第18期48卷 75-80页

作者：张茹张奋楠周星宇俞经虎江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

为解决生鲜牛肉冷藏时间人为识别误差大且无法量化的问题,该研究以4种冷藏时间共400块切片生鲜牛肉为研究对象,通过图像采集系统获取样本图像后搭建基于GoogLeNet的改进模型进行生鲜牛肉冷藏时间识别,并在此基础上引入迁移学习理论和数... 详细信息

为解决生鲜牛肉冷藏时间人为识别误差大且无法量化的问题,该研究以4种冷藏时间共400块切片生鲜牛肉为研究对象,通过图像采集系统获取样本图像后搭建基于GoogLeNet的改进模型进行生鲜牛肉冷藏时间识别,并在此基础上引入迁移学习理论和数据增强技术来提高目标识别准确率。结果显示,该模型对测试集图像数据识别准确率为91.18%,迁移学习机制辅以数据增强技术能有效缓解复杂网络模型过拟合问题,并且在相同环境下的对比实验中,对生鲜牛肉冷藏时间的识别准确率优于反向传播式神经网络、深度卷积网络及GoogLeNet原始模型,可实现高效率、高准确性的生鲜牛肉冷藏时间识别,为生鲜牛肉的运输贮存安排及环境设置提供参考。

关键词：机器视觉卷积神经网络迁移学习数据增强技术牛肉检测

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基于仿口腔平台的食品咀嚼效率测定方法研究

食品科学技术学报 2021年

作者：张奋楠周星宇俞经虎钱善华杨涛涛江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室

食品在口腔加工中的形变过程以及口腔加工能力与形成可吞咽食团的相互关系受到越来越广泛的关注。然而，测试人员的食品口腔加工过程难以直接观察，咀嚼实验的相关数据难以获取，并且口腔加工能力不易重复量化，使得咀嚼效率难以测定。... 详细信息

食品在口腔加工中的形变过程以及口腔加工能力与形成可吞咽食团的相互关系受到越来越广泛的关注。然而，测试人员的食品口腔加工过程难以直接观察，咀嚼实验的相关数据难以获取，并且口腔加工能力不易重复量化，使得咀嚼效率难以测定。为了解决这些问题，基于本研究团队前期开发的仿口腔平台，以石蜡和花生作为试验样品，分别通过仿口腔平台和测试人员进行咀嚼实验，并将收集的食团进行咀嚼效率指数测定分析和比较。数据分析表明，体内和体外咀嚼实验与咀嚼次数间具有显著相关性，不同咀嚼次数下体内组和体外组的花生d50、石蜡咀嚼效率指数MEI存在显著性差异(P＜0.05)，且当咀嚼次数达到食团吞咽所需的次数时，得到的食团样品与测试者口腔中收集的样品的咀嚼效率评定指标具有高度一致性。基于能够模拟人类食品口腔加工并生成食团的仿口腔平台进行食品咀嚼实验来测定咀嚼效率，以期有效替代实验人员，减少实验成本，增加实验可重复性。

关键词：食品口腔加工仿口腔平台咀嚼效率食团咀嚼运动

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水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第1期 146-149页

作者：张奋金内蒙古自治区乌兰察布市兴和县水利局内蒙古兴和013650

在水利工程的施工过程中,复杂程度较高的边坡开挖支护技术占有至关重要的位置,对整个工程的稳定性和安全性具有重要影响。在实际应用中,边坡开挖技术和支护技术需要相互配合,达到实时掌握边坡结构稳定性,保障施工质量符合设计需要的目... 详细信息

在水利工程的施工过程中,复杂程度较高的边坡开挖支护技术占有至关重要的位置,对整个工程的稳定性和安全性具有重要影响。在实际应用中,边坡开挖技术和支护技术需要相互配合,达到实时掌握边坡结构稳定性,保障施工质量符合设计需要的目的。本文简单介绍了边坡开挖支护技术在水利工程施工中的应用价值,分析了水利工程施工中常用的边坡开挖支护技术,探讨了应用边坡开挖支护技术的有效策略,旨在为相关工作提供帮助,促进水利工程的可持续稳定发展。

关键词：水利工程施工边坡开挖支护技术

激光脉冲啁啾影响双色激光场诱导气体产生太赫兹辐射特性的理论研究

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物理学报 2024年第6期73卷 140-150页

作者：李翰楠彭滟上海理工大学太赫兹技术创新研究院上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程中心太赫兹光谱与影像技术协同创新中心上海200093

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研... 详细信息

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研究了双色泵浦激光的啁啾参数对飞秒激光场辐射产生太赫兹波的影响.研究结果表明,在激光脉宽为飞秒量级时,以40 fs的情况为例,当啁啾参数在与激光脉宽处于相同的飞秒量级尺度上时,其对太赫兹波的振幅与频谱都产生显著影响.在双色飞秒激光场中,基频波和倍频波的啁啾各自起到不同的作用:基频波的啁啾主要影响太赫兹波的时域波形,而倍频波的啁啾则决定了太赫兹辐射的振幅大小、中心频率与频谱宽度.研究表明,激光啁啾作为一种可控的参数,对所辐射的太赫兹波属性具有多重调制效果,且相关啁啾的作用规律随双色激光的初始相位也呈现规律性变化.这些结果为研究太赫兹辐射的产生与调控提供了新的思路与依据.

关键词：太赫兹辐射双色激光脉冲啁啾调控

基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

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环境科学 2024年第3期45卷 1749-1759页

作者：杨楠楠韩玲刘明长安大学土地工程学院西安710064 陕西省土地整治重点实验室西安710075

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、 Cu、 Cd和H... 详细信息

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、 Cu、 Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943(Pb)、 1.419(Cu)、 3.074(Cd)和3.567(Hg)倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性(CV>65%).其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716(Pb)、 7.095(Cu)、 92.292(Cd)和142.469(Hg),区域综合潜在生态风险指数(RI)均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为:较高(38.98%)>中度(38.55%)>高(5.89%)>轻微(5.15%)>极高(3.56%),Cd、 Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微(94.89%)、中度(66.85%)、较高(23.62%)、高(3.9%)和极高(2%),其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.

关键词：土壤重金属污染评价潜在生态风险信息扩散概率预测

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基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1491-1499页

作者：牛国臣王晓楠中国民航大学机器人研究所天津300300 中国民航大学民航智慧机场理论与系统重点实验室天津300300

感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,... 详细信息

感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,利用混合空洞卷积对初始特征进行强化,并通过交叉注意力模块得到分割和检测特征图。在分割特征图上进行语义分割,在检测特征图上进行目标检测。实验结果表明:在具有挑战性的BDD100K数据集中,所提模型在任务精度和总体计算效率方面优于其他多任务模型。

关键词：注意力机制多任务学习自动驾驶目标检测混合空洞卷积

2023欧洲变态反应和临床免疫学会IgE介导食物过敏诊断指南的解读

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中华预防医学杂志 2024年第6期58卷 735-744页

作者：姜楠楠向莉国家儿童医学中心首都医科大学附属北京儿童医院过敏反应科儿科重大疾病研究教育部重点实验室北京100045

食物过敏患病率在全球范围内呈逐年上升趋势,已成为重要的公共卫生问题之一,严重影响患者及家庭的生活质量。目前食物过敏诊断不足及诊断过度现象均存在。食物过敏的精准诊断及基于精准诊断进行个体化规范管理至关重要。自2014年欧洲变... 详细信息

食物过敏患病率在全球范围内呈逐年上升趋势,已成为重要的公共卫生问题之一,严重影响患者及家庭的生活质量。目前食物过敏诊断不足及诊断过度现象均存在。食物过敏的精准诊断及基于精准诊断进行个体化规范管理至关重要。自2014年欧洲变态反应和临床免疫学会(EAACI)发布食物过敏指南以来,近年来,食物过敏诊断,尤其是IgE介导食物过敏诊断方法,如过敏原组分诊断及嗜碱性粒细胞活化试验等相关研究陆续发表,EAACI于2023年10月更新发表IgE介导食物过敏诊断指南。为加强变态反应专科医师和相关专业医师理解最新EAACI关于IgE介导食物过敏诊断的建议和推荐,现将该指南进行详细解读。

关键词：嗜碱性粒细胞活化试验诊断食物过敏口服激发试验皮肤点刺试验特异性IgE