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深度学习图像识别辅助原子力显微镜单细胞力学特性精准高效探测

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生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 468-480页

作者：吕晓龙李密中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 沈阳工业大学人工智能学院沈阳110870

目的原子力显微镜(AFM)的出现为生命科学研究提供了强大工具,特别是AFM压痕实验技术已成为细胞力学特性探测的重要方法,从单细胞尺度为生理病理活动过程带来了大量新的认识,是对传统生化集群平均研究方法的有力补充。然而现有AFM压痕实... 详细信息

目的原子力显微镜(AFM)的出现为生命科学研究提供了强大工具,特别是AFM压痕实验技术已成为细胞力学特性探测的重要方法,从单细胞尺度为生理病理活动过程带来了大量新的认识,是对传统生化集群平均研究方法的有力补充。然而现有AFM压痕实验技术存在着依赖人工、效率低下等不足,严重制约了其在生命科学领域的实际应用。本文通过将光学显微成像自动目标识别技术与AFM压痕技术结合,建立了单个游离态细胞及聚团生长细胞的力学特性精准高效测量方法。方法利用YOLO深度学习算法识别出光学图像中细胞的中心部位,并通过嵌入视觉转换器(ViT)模块的双UNet神经网络模型对细胞边缘部位进行精确分割,同时采用模板匹配算法对光学图像中AFM微球探针进行定位,在此基础上自动确定AFM探针上的微球针尖与细胞不同部位之间的空间位置关系,进而对细胞中心部位和边缘部位的力学特性进行快速测量。选取HEK 293(人胚胎肾细胞)和HGC-27(人未分化胃癌细胞)两种细胞进行验证实验,并利用Hertz模型对获取的力曲线进行分析以得到细胞杨氏模量。结果在深度学习光学图像自动识别导引下可将AFM探针准确移动至细胞不同部位(中心和边缘)进行力学特性测量,同时实验结果表明,本文提出的方法不仅可对单个游离态细胞进行可靠测量,也适用于聚团生长的细胞。结论深度学习图像识别在辅助AFM单细胞力学特性精准高效探测方面具有巨大潜力,将深度学习图像识别与AFM结合有助于发展面向生物医学应用的高通量单细胞力学特性测量方法。

关键词：原子力显微镜细胞力学特性光学图像深度学习杨氏模量微球探针

利用自适应融合和混合锚检测器的遥感图像小目标检测算法

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2942-2951页

作者：王坤丁麒龙中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对遥感图像背景噪声多,小目标多且密集排列,以及目标尺度分布广导致的遥感图像小目标难以检测的问题,该文提出一种根据不同尺度的特征信息自适应融合的混合锚检测器AEM-YOLO。首先,提出了一种结合目标宽高信息以及尺度宽高比信息的二... 详细信息

针对遥感图像背景噪声多,小目标多且密集排列,以及目标尺度分布广导致的遥感图像小目标难以检测的问题,该文提出一种根据不同尺度的特征信息自适应融合的混合锚检测器AEM-YOLO。首先,提出了一种结合目标宽高信息以及尺度宽高比信息的二坐标系k-means聚类算法,生成与遥感图像数据集匹配度较高的锚框。其次,设计了自适应增强模块,用于解决不同尺度特征之间的直接融合导致的信息冲突,并引入更低特征层沿自底向上的路径传播小目标细节信息。通过混合解耦检测头的多任务学习以及引入尺度引导因子,可以有效提高对宽高比大的目标召回率。最后,在DIOR数据集上进行实验表明,相较于原始模型,AEM-YOLO的AP提高了7.8%,在小中大目标的检测中分别提高了5.4%,7.2%,8.6%。

关键词：遥感图像深度学习目标检测检测头自适应融合锚框

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动力定位船舶的故障模式与影响分析及其应用

珠江水运 2024年第1期 93-95页

作者：史赛峰刘早红罗良宝江敏程世龙谢峥杰浙江友联修造船有限公司

文章介绍和分析了一种多用途海洋工程供应船动力定位系统,在海上试航阶段所进行的FMEA故障模式与影响分析及其验证性试验。通过对主动性的部件和系统的冗余检查,不间断电源模拟失电和放电试验,对控制软件的响应演示和验证并通过必要的... 详细信息

文章介绍和分析了一种多用途海洋工程供应船动力定位系统,在海上试航阶段所进行的FMEA故障模式与影响分析及其验证性试验。通过对主动性的部件和系统的冗余检查,不间断电源模拟失电和放电试验,对控制软件的响应演示和验证并通过必要的测试修正硬件故障等,按照FMEA分析程序来逐步模拟验证所设计建造的DP2级动力定位系统满足规范和使用要求。

关键词： DP系统故障模拟 FMEA试验

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基于保守超混沌系统的虹膜特征提取算法

通信技术 2024年第2期57卷 132-138页

作者：赵中军杜久龙邓雷升涂清中国电子科技集团公司第三十研究所四川成都610041

虹膜特征与其他生物特征相比具有独特优势,因其可以为加密算法生成足够长的密钥。虹膜特征提取是虹膜识别过程中的关键问题。针对密钥安全性和计算效率两大问题,提出了一种新颖的基于保守超混沌系统的虹膜特征提取方法,并结合局部二进... 详细信息

虹膜特征与其他生物特征相比具有独特优势,因其可以为加密算法生成足够长的密钥。虹膜特征提取是虹膜识别过程中的关键问题。针对密钥安全性和计算效率两大问题,提出了一种新颖的基于保守超混沌系统的虹膜特征提取方法,并结合局部二进制模式(Local Binary Pattern,LBP)和高斯函数差分(Difference of Gaussian,DOG)技术。首先,选择五维保守超混沌系统,验证其保守性和超混沌性质;其次,根据375位虹膜特征码和上述系统,产生特征矩阵,并对该矩阵进行图像增强处理;最后,通过提取DOG极值点和LBP特征,并根据提出的特征融合规则生成128位密钥。实验表明,生成的密钥可以通过美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)随机性测试,且对虹膜特征码极其敏感。

关键词：超混沌系统保守系统虹膜特征提取局部二进制模式LBP

Al含量对含铝奥氏体不锈钢在高温超临界二氧化碳中均匀腐蚀性能的影响研究

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原子能科学技术 2024年第2期58卷 401-410页

作者：刘珠龙家琛高阳郭相龙张乐福上海交通大学上海200240

为进一步提升奥氏体不锈钢作为超临界二氧化碳核反应堆候选包壳材料的耐腐蚀性能,对比研究了3种不同Al含量的含铝奥氏体不锈钢及不含Al基材在650℃/20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为。结果表明,材料的腐蚀增重随Al含量增加... 详细信息

为进一步提升奥氏体不锈钢作为超临界二氧化碳核反应堆候选包壳材料的耐腐蚀性能,对比研究了3种不同Al含量的含铝奥氏体不锈钢及不含Al基材在650℃/20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为。结果表明,材料的腐蚀增重随Al含量增加而降低,不同Al含量材料的腐蚀增重均近似服从抛物线生长规律。Al含量低于1.5wt%时,材料表面生成双层富Fe氧化膜,保护性差,渗碳层厚度可达约12μm;Al含量高于2.5wt%时,材料表面生成保护性氧化膜,外层富Cr、内层富Al,氧化膜及基体中仍存在渗碳行为,渗碳层厚度减小至约6μm。造成差异的原因是较高Al含量能有效促进保护性富Al氧化膜的形成,抑制Fe的向外扩散和C的向内扩散,进而提升材料的耐氧化和渗碳属性。

关键词：含铝奥氏体不锈钢超临界二氧化碳均匀腐蚀 Al含量

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来自黑龙江畔的中国第一龙——满洲龙

天天爱科学 2024年第6期 24-29页

作者：盗龙不详

中国已经成为当今世界第一恐龙大国,那么中国首次发现的恐龙化石是哪种恐龙的呢?许多人以为是有“中华第一龙”之称的禄丰龙,其实在禄丰龙被发现之前,黑龙江畔就已经露出恐龙的骨头。故事春风带着丝丝暖意掠过谷地,松树上已经呈现出嫩... 详细信息

中国已经成为当今世界第一恐龙大国,那么中国首次发现的恐龙化石是哪种恐龙的呢?许多人以为是有“中华第一龙”之称的禄丰龙,其实在禄丰龙被发现之前,黑龙江畔就已经露出恐龙的骨头。故事春风带着丝丝暖意掠过谷地,松树上已经呈现出嫩绿的颜色,那是刚长出的新芽。

关键词：恐龙化石禄丰龙中华第一龙黑龙江第一

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史前辽西的羽毛舞者--尾羽龙

天天爱科学 2024年第5期 24-29页

作者：盗龙不详

恐龙长羽毛已经不再是什么新鲜事,但是对于恐龙来说羽毛有什么作用呢?除了保暖,艳丽的羽毛还可以用来炫耀,尾羽龙便是善于用羽毛炫耀的恐龙。故事清晨的雾气在山间飘浮,尽管天空已经放亮,可依然能够感受到阵阵寒意。这片山地位于距今1.2... 详细信息

恐龙长羽毛已经不再是什么新鲜事,但是对于恐龙来说羽毛有什么作用呢?除了保暖,艳丽的羽毛还可以用来炫耀,尾羽龙便是善于用羽毛炫耀的恐龙。故事清晨的雾气在山间飘浮,尽管天空已经放亮,可依然能够感受到阵阵寒意。这片山地位于距今1.25亿年前的中国辽宁,山地森林中生活着许多奇异的恐龙。

关键词：山地森林尾羽龙羽毛恐龙炫耀

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蒙古高原上的迅猛杀手——伶盗龙

天天爱科学 2024年第4期 28-33页

作者：盗龙不详

故事一片连绵的沙漠移动着。遇到一片森林后,它停下了扩张的脚步。这片挡住沙漠的森林位于距今7200万年前的蒙古国,现在早已消失。在与森林毗邻的沙丘顶部出现了一只动物,强风吹起它身上的羽毛。

关键词：蒙古高原蒙古国沙漠森林

以共享文化引领共同富裕先行示范区:内涵、挑战与对策

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文化创新比较研究 2024年第13期8卷 184-189页

作者：管杏琴尹贵龙赵赛赛崔永江中共台州市椒江区委宣传部浙江台州318000 台州学院马克思主义学院浙江台州318000

共同富裕离不开文化形态的价值引领。该文阐述了共享文化在共同富裕先行示范区的定位与作用,指出了在推动共同富裕先行示范区的建设过程中,共享文化虽然具有凝聚社会共识、提升区域软实力、推动区域发展等独特的价值和优势,但也面临着... 详细信息

共同富裕离不开文化形态的价值引领。该文阐述了共享文化在共同富裕先行示范区的定位与作用,指出了在推动共同富裕先行示范区的建设过程中,共享文化虽然具有凝聚社会共识、提升区域软实力、推动区域发展等独特的价值和优势,但也面临着文化认同、信息技术、社会参与、地域差异等多重挑战。在此基础上,该文旨在探索共享文化引领共同富裕先行示范区的现实路径,即坚持共享文化教育普及化,提升社会公众的共享素养;数字化重塑共享文化,引领传播共享价值与意识;构建共享文化共同体,营造积极参与的共享氛围;加强政策支持和引导,完善共享文化的制度保障。

关键词：共享共享文化共同富裕先行示范区挑战对策