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微毫秒脉冲电场致细胞DNA转染的仿真研究

电工技术学报 2021年第18期36卷 3829-3840页

作者：彭豪张琳刘欣郭飞重庆邮电大学复杂系统与仿生控制重庆市重点实验室重庆400065

为研究微毫秒脉冲电场对细胞摄取DNA的影响规律,基于孔密度、孔径及DNA迁移方程,建立脉冲电场作用下球形细胞DNA转染的数学模型,仿真计算典型脉冲参数作用下胞内DNA浓度的变化特性。仿真结果表明:在单个脉宽100μs、电场强度1kV/cm的脉... 详细信息

为研究微毫秒脉冲电场对细胞摄取DNA的影响规律,基于孔密度、孔径及DNA迁移方程,建立脉冲电场作用下球形细胞DNA转染的数学模型,仿真计算典型脉冲参数作用下胞内DNA浓度的变化特性。仿真结果表明:在单个脉宽100μs、电场强度1kV/cm的脉冲作用下,胞内DNA浓度由0增至7.8×10^(−8)mol/m^(3);而在单个脉宽1ms、电场强度0.5kV/cm的脉冲作用下,胞内DNA浓度增至1.1×10^(−8)mol/m^(3)。同时研究上述两种脉冲组成的双脉冲作用下,其时间间隔(0~1s)以及施加顺序对细胞摄取DNA的影响,结果显示,先施加100μs后再施加1ms脉冲时,不同时间间隔下胞内DNA浓度均为3.45×10^(−7)mol/m^(3);而当改变脉冲施加顺序且脉冲时间间隔小于10ms时DNA浓度为8.9×10^(−8)mol/m^(3),当间隔增至1s时,DNA浓度增至1.68×10^(−7)mol/m^(3)。此外,仿真结果显示,特定条件下DNA摄取浓度与脉冲幅值正相关。仿真结果为脉冲致细胞DNA转染的应用提供了脉冲参数优选指导。

关键词：脉冲电场电穿孔孔径变化 DNA 迁移双脉冲

运用信息技术促进气象科学研究性学习的实证研究——以“数字化微型气象站”在研究性学习中的应用为例

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电化教育研究 2014年第1期35卷 97-103页

作者：彭豪钱扬义华南师范大学化学与环境学院广东广州510006

数字化微型气象站是一种基于手持技术的先进的便携式气象数据采集系统。着眼于如何将信息技术(数字化微型气象站)更有效地应用于现行新课程的研究性学习;研究信息技术支持下,学生使用数字化微型气象站进行气象学习的知识建构情况、数字... 详细信息

数字化微型气象站是一种基于手持技术的先进的便携式气象数据采集系统。着眼于如何将信息技术(数字化微型气象站)更有效地应用于现行新课程的研究性学习;研究信息技术支持下,学生使用数字化微型气象站进行气象学习的知识建构情况、数字化微型气象站在研究性学习中对培养学生科学探究能力的作用。在"活动理论"的指导下,设计研究性学习课题,并通过准实验研究法(非对等前后测实验设计)、问卷调查法、观察法(参与型观察与半结构型观察法相结合)、访谈法等方法进行实证研究。得到的结论为:(1)作为数字化认知工具,数字化微型气象站在学生学习气象知识的过程中促进他们的知识建构;(2)与传统学习环境下的学生相比,参与基于数字化微型气象站研究性学习的学生的科学探究能力显著提高。

关键词：数字化微型气象站手持技术研究性学习知识建构科学探究能力

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教育平等与人的现代化

教育评论 1998年第2期 4-5页

作者：彭豪广西师范学院教科部

教育平等与人的现代化彭豪如何通过教育来实现人的现代化的目标，是各国教育面临的一个共同课题。尤其是那些由农业社会向工业社会迈进的新兴工业国家，人的现代化的问题日益成为关注的重点。当前，应充分实现教育的平等，否则，人的现... 详细信息

教育平等与人的现代化彭豪如何通过教育来实现人的现代化的目标，是各国教育面临的一个共同课题。尤其是那些由农业社会向工业社会迈进的新兴工业国家，人的现代化的问题日益成为关注的重点。当前，应充分实现教育的平等，否则，人的现代化进程便要大大落后于社会的发展，...

关键词：教育平等人现代化教育内容教育方式教育模式

运用不同传感器促进学生化学概念建构的实验研究——以“中和反应”为例

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教育科学研究 2013年第6期 57-61页

作者：彭豪华南师范大学化学教学与资源研究所 510006

运用不同传感器促进学生化学概念建构的实验表明,通过pH或电导率进行曲线表征,学生在实验前总会存在各种相异构想。以手持技术作为认知脚手架进行实验,促进曲线表象的形成,有助于学生相异构想的转变。运用不同的传感器对学生的概念建构... 详细信息

运用不同传感器促进学生化学概念建构的实验表明,通过pH或电导率进行曲线表征,学生在实验前总会存在各种相异构想。以手持技术作为认知脚手架进行实验,促进曲线表象的形成,有助于学生相异构想的转变。运用不同的传感器对学生的概念建构都有一定的促进作用。学生通过使用手持技术学习可以建构更有意义的化学概念,并能结合图像思考和探究过程变量变化情况。在学习过程中,学生有效地联系各种表征(宏观—符号—微观—曲线),形成"中和反应"概念的"图式"。教师在教学中,应弄清学生的相异构想,促进学生的概念转变;根据学生的认知水平,选择适当的传感器进行概念表征。

关键词：化学教学化学概念手持技术 POE策略式访谈相异构想概念建构四重表征

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基于注意力机制与上下文感知的图像修复研究

基于注意力机制与上下文感知的图像修复研究

作者：彭豪太原科技大学

学位级别：硕士

图像修复是指利用图像中未受损区域的已知信息,采取一定的方法进行推测,并在图像受损区域合成出替代内容的任务。这些替代的内容需要符合人类的视觉需求且语义正确。近年来,基于深度学习的图像修复方法在照片编辑、文物修复、医疗影像... 详细信息

图像修复是指利用图像中未受损区域的已知信息,采取一定的方法进行推测,并在图像受损区域合成出替代内容的任务。这些替代的内容需要符合人类的视觉需求且语义正确。近年来,基于深度学习的图像修复方法在照片编辑、文物修复、医疗影像处理、视频修复、安防监控、自然灾害后的图像处理和影视特效制作等方面有着广泛的应用。早期的图像修复方法采用最近邻搜索复制与缺失区域相关的图像块,利用现有区域的图像块填充缺失区域。然而,由于无法从图像中获取高级语义,该方法在未受损区域没有可用的重复纹理时,表现较差。在过去的十年里,深度学习的成功为许多计算机视觉任务带来了新的机遇,深度学习因其对图像中高级语义的使用能力为图像修复技术带来了更多的可能,推动了大量基于深度学习的图像修复方法的发展。本文分析了基于深度学习的图像修复主流方法并发现其修复结果普遍存在细节模糊、结构扭曲、修复错误和特征信息利用不充分等问题。在通过实验分析后发现造成这些问题的主要原因有两点:一是在面对较为复杂的图像修复任务时,现有深度学习的图像修复方法存在对图像远距离已知区域多尺度特征空间信息利用不足的问题;二是现有深度学习的图像修复方法图像修复方法在特征提取过程中重复使用下采样操作导致上采样特征图以及与相应的自底向上的特征图之间存在一定的空间偏差问题,造成修复后的图像与真实图像存在语义不一致的现象。因此,本文致力于研究基于注意力机制与上下文感知的图像修复方法来解决这些问题。论文的主要工作内容如下:(1)提出了一种利用金字塔空间注意力与特征推理的图像修复模型。首先,采用基于部分卷积的区域识别模块,用于识别本次循环中需要推理的区域,其次,通过循环特征推理模块高效地推理待推理区域的图像特征,最后,使用基于残差去冗余特征的特征融合模块以保证在融合中间特征图的过程中减少无效特征信息对图像修复的干扰。在人脸、街景等数据集上端对端地对所提模型进行实验的结果表明,与经典方法相比,该模型在峰值信噪比、结构相似度和平均L损失评估指标方面分别提升了3%,1%和3%。(2)提出了一种结合特征调整与联合自注意力的图像修复模型。该模型由两部分组成:1)上下文特征调整模块;2)联合自注意力模块。上下文特征调整模块通过调整卷积核中的每个采样位置,学习像素的变换偏移用于在上下文中对齐上采样的特征来减少空间偏差。联合自注意力模块通过在空间和通道维度内部保持比较高的分辨率,并采用了Softmax-Sigmoid联合的非线性函数,能够有效地建模输入和输出特征之间的远距离依赖关系,使得模型能够在图像修复任务上获得更好的性能。将这两个模块整合到一个自上而下的金字塔结构中加强了模型对图像不同尺度特征的利用,形成一个新的图像修复模型。(3)在利用金字塔空间注意力与特征推理的图像修复模型的基础上开发了一款交互式的图像修复系统。该系统的主要模块包括自由确定图像缺失区域模块和完成修复模块。其中自由确定图像缺失区域模块功能包括确定载入图片类型且用户可以自由绘制缺失区域或者载入随机掩膜生成缺失图像。完成修复模块通过加载已训练好的图像修复模型,完成对图像缺失区域的修复工作。

关键词：图像修复卷积神经网络深度学习注意力机制特征调整

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结合特征调整与联合自注意力的图像修复

计算机工程与应用 2023年第19期59卷 184-191页

作者：彭豪李晓明太原科技大学计算机科学与技术学院太原030024 太原科技大学计算机科学与技术学院计算机重点实验室太原030024

深度学习给图像修复带来了前所未有的进步。然而,由于在特征提取过程中重复使用下采样操作导致上采样特征图以及与相应的自底向上的特征图之间存在一定的空间偏差,因此现有的方法在特征合并之后往往会产生结构失真、纹理模糊的图像修复... 详细信息

深度学习给图像修复带来了前所未有的进步。然而,由于在特征提取过程中重复使用下采样操作导致上采样特征图以及与相应的自底向上的特征图之间存在一定的空间偏差,因此现有的方法在特征合并之后往往会产生结构失真、纹理模糊的图像修复结果。为了解决上述问题,提出了结合上下文特征调整与联合自注意力的图像修复模型。该模型由两部分组成:上下文特征调整模块和联合自注意力模块。上下文特征调整模块通过调整卷积核中的每个采样位置,学习像素的变换偏移用于在上下文中对齐上采样的特征来减少空间偏差。联合自注意力模块通过在空间和通道维度内部保持比较高的分辨率,并采用了Softmax-Sigmoid联合的非线性函数,能够有效地建模输入和输出特征之间的远距离依赖关系,使得模型能够在图像修复任务上获得更好的性能。将这两个模块整合到一个自上而下的金字塔结构中加强了模型对图像不同尺度特征的利用,形成一个新的图像修复模型。在CelebA、Places2和Paris StreetView等公开可用的数据集上评估了提出的方法。实验结果表明,提出的方法在质量上和数量上都优于目前主流的图像修复技术。

关键词：深度学习图像修复注意力机制特征调整

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教学目标认知偏差:负效应及其解决对策

中国教育学刊 2013年第9期 60-64页

作者：彭豪祥三峡大学田家炳教育学院教授湖北宜昌443000

教师在教学目标的实质、内容、价值功能及其制订依据等方面的认知偏差,不仅影响其在教学实践中合理教学目标的制订,同时也易造成教师教学行为的随意性和教学效能的低下,进而严重妨碍其教学质量的提高。要改变这种状况,教师一方面要深刻... 详细信息

教师在教学目标的实质、内容、价值功能及其制订依据等方面的认知偏差,不仅影响其在教学实践中合理教学目标的制订,同时也易造成教师教学行为的随意性和教学效能的低下,进而严重妨碍其教学质量的提高。要改变这种状况,教师一方面要深刻认识与正确把握教育目的内涵,弄清教育目的、培养目标与教学目标之间的关系;另一方面应全面深入地理解教学的本质,正确认识自己和学生及教学目标之间的关系,形成对教学及其目的的正确反映并充分发挥教师在实现教学目标中的作用。此外,学校要端正办学指导思想,为教师克服与纠正教学目标方面的认知偏差营造一种良好的外部环境条件。

关键词：教师教学目标认知偏差

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多尺度选择金字塔网络的小样本目标检测算法

计算机科学与探索 2022年第7期16卷 1649-1660页

作者：彭豪李晓明太原科技大学计算机科学与技术学院太原030024 太原科技大学计算机科学与技术学院计算机重点实验室太原030024

目标检测是把图像中指定的目标检测出来,这一技术已经广泛运用于自动驾驶、人脸识别等领域,已成为国内外计算机视觉领域的一大研究热点。传统的目标检测往往需要大量标注的数据集,如何在只有少量带注释样本的情况下进行目标检测是一个... 详细信息

目标检测是把图像中指定的目标检测出来,这一技术已经广泛运用于自动驾驶、人脸识别等领域,已成为国内外计算机视觉领域的一大研究热点。传统的目标检测往往需要大量标注的数据集,如何在只有少量带注释样本的情况下进行目标检测是一个挑战。针对此问题,提出了一种多尺度选择金字塔网络的小样本目标检测算法,使检测不再依赖于大规模标签数据集。首先,设计了一个用于小样本目标检测的多尺度选择金字塔网络,它由三个组件组成:上下文层注意力模块、特征尺度增强模块、特征尺度选择模块。然后,在RPN网络产生的RoI特征后采用最大池化和平均池化来提升特征之间的相关性,之后进行特征融合,并且采用特征减法来突出特征中的类别信息,在保持模型对样本参数稳定性的前提下提高了对新类参数的敏感度;最后,采用正交映射损失函数使模型在分类层前就约束特征,即使在少量样本情况下也能够很好地衡量特征间的相似性。

关键词：目标检测小样本正交映射损失特征融合

森吉米尔轧机板形调节能力限定指标研究与应用

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森吉米尔轧机板形调节能力限定指标研究与应用

作者：彭豪武汉科技大学

学位级别：硕士

森吉米尔轧机(又称ZR轧机)是冷轧硅钢、不锈钢及高强度合金钢的重要设备。随着社会生产对带钢产品的质量要求不断提高,因此提高森吉米尔轧机的板形调节能力成为钢铁生产企业日益迫切的要求。本文以某钢厂现有的两种同类森吉米尔轧机为... 详细信息

森吉米尔轧机(又称ZR轧机)是冷轧硅钢、不锈钢及高强度合金钢的重要设备。随着社会生产对带钢产品的质量要求不断提高,因此提高森吉米尔轧机的板形调节能力成为钢铁生产企业日益迫切的要求。本文以某钢厂现有的两种同类森吉米尔轧机为研究对象,建立了两种轧机的数字仿真模型,运用有限元仿真技术深入研究了不同AS-U调节形式下,轧机关键部位的承载能力,得出了限制该类轧机AS-U凸度调节能力的关键因素,并归纳出同类型森吉米尔轧机调节能力限定性指标。为提高现有森吉米尔轧机板形调节能力,提出了一种分段式第二中间随动辊方案,并结合局部柔性化的支撑辊辊芯对轧机进行改进,并建立了相应的数值仿真模型,结合森吉米尔轧机调节能力限定性指标,运用CAE仿真技术研究了轧机的调节能力,得出轧机的改进方案具有可行性,并能大幅提高轧机的AS-U调节能力;最后通过对比相关实验数据,验证了改进后轧机仿真结果的正确性。本文对限制ZR轧机AS-U凸度调节能力的因素进行了深入研究,所得到的指标参数和改进方案,对后续森吉米尔轧机的改进以及实际生产具有指导意义。

关键词：森吉米尔轧机 AS-U 限定指标改进方案数值仿真