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脊椎动物体节形成的分节时钟调控机制

生物化学与生物物理进展 2024年第4期51卷 731-742页

作者：孙青王宇阿尖措郝岩李岩中国科学院大学生命科学学院北京100049 中国科学院生物物理研究所表观遗传调控与干预重点实验室北京100101 北京大学第一医院北京100035 青海红十字医院西宁810099

脊椎动物胚胎发育早期中胚层细胞的分节时钟控制着体节的周期性形成。体节是沿身体轴的重复结构,最终发育形成椎骨和肋骨。如果分节时钟受到干扰,体节形成就会出现缺陷,从而导致身体发育异常,最终产生脊柱先天性疾病。参与体节发育的主... 详细信息

脊椎动物胚胎发育早期中胚层细胞的分节时钟控制着体节的周期性形成。体节是沿身体轴的重复结构,最终发育形成椎骨和肋骨。如果分节时钟受到干扰,体节形成就会出现缺陷,从而导致身体发育异常,最终产生脊柱先天性疾病。参与体节发育的主要模型是时钟和波前模型。中胚层分化由组合梯度系统调节,该系统涉及成纤维细胞生长因子(FGF)、Wnt/β-catenin和视黄酸(RA)信号通路。FGF信号和Wnt/β-catenin信号控制后中胚层处于未分化状态,RA信号则诱导前中胚层细胞分化导致体节成熟。因此相反的信号梯度在特定位点达到平衡。当分子振荡器从尾芽起始表达并以行波模式向前传播至信号平衡临界点时,将启动分节时钟程序,触发Mesp2等分化基因表达,表现为未成熟的前体节中胚层发育形成一对体节。随着细胞二维培养体系和时事报告系统的成熟,研究人员成功在体外将干细胞诱导分化至中胚层并实现了分节时钟的二维可视化振荡。研究表明,细胞通信中的耦合延迟可以保持相邻细胞之间同步振荡,因此导致体节边界和双侧对称形成。此后研究人员在体外重建了诱导多能干细胞的三维培养系统,再现了具有前-后(AP)轴特征的体节样结构的形成。这为解码分节时钟网络调控机理、探索体节双侧对称形成以及不同物种发育速率的代谢调控机制提供了一个宝贵的研究体系。同时为探索病理性体节缺陷发展中的失调机制创造了一个平台。

关键词：分节时钟体节形成信号梯度周期振荡同步振荡

基于三维激光扫描技术的岩体结构面智能识别方法

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 128-137页

作者：王宇翔沈月千河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

岩体结构面是构成岩体结构并控制岩体稳定性的主要因素,利用三维激光扫描技术获取岩体点云数据,针对传统相似性度量对岩体点云相似性表达单一的问题,提出一种新的相似性度量方法,综合表示数据之间的空间位置差异和方向差异,降低了不同... 详细信息

岩体结构面是构成岩体结构并控制岩体稳定性的主要因素,利用三维激光扫描技术获取岩体点云数据,针对传统相似性度量对岩体点云相似性表达单一的问题,提出一种新的相似性度量方法,综合表示数据之间的空间位置差异和方向差异,降低了不同结构面上各点之间的相似性。将此相似性度量作为DBSCAN算法的聚类依据,通过动态的聚类参数对岩体点云进行聚类,得到单个结构面的点云,最后对聚类结果进行改正,实现了岩体结构面的智能识别。将该方法用于沉积岩露头点云,通过结构面产状信息比较算法识别结果与人工识别结果,结果表明:两种算法所得结果基本一致,产状的最大偏差在2°以内,满足工程应用需求,可为同类应用提供理论基础和应用参考。

关键词：激光雷达智能识别密度聚类相似性度量岩体结构面

基于双特征融合引导的深度图像超分辨率重建网络

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 391-398页

作者：耿浩文王宇辛彦玲长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130012

针对彩色图像引导的深度图像超分辨率重建算法中存在的纹理转移和深度流失的问题,提出一种基于双特征融合引导的深度图像超分辨率重建网络(DF-Net)。为了充分利用深度和强度特征的关联性,在网络模型的深度恢复重建部分采用双通道融合模... 详细信息

针对彩色图像引导的深度图像超分辨率重建算法中存在的纹理转移和深度流失的问题,提出一种基于双特征融合引导的深度图像超分辨率重建网络(DF-Net)。为了充分利用深度和强度特征的关联性,在网络模型的深度恢复重建部分采用双通道融合模块(DCM)和双特征引导重建模块(DGM)。利用输入金字塔结构提取深度信息和强度信息的多尺度特征:DCM基于通道注意力机制对深度特征和强度特征进行通道间的特征融合与增强;DGM将深度、强度特征自适应选择融合后实现重建的双特征引导,增加了深度特征的引导作用,改善了纹理转移和深度流失的问题。实验结果表明,所提方法的峰值信噪比(PSNR)和均方根误差(RMSE)优于RMRF、JBU和Depth-Net等方法,尤其4×超分辨率重建结果的PSNR值比其他方法平均提升6.79 dB,RMSE平均下降0.94,取得了较好的深度图像超分辨率重建效果。

关键词：图像处理图像超分辨率重建卷积神经网络深度图像特征融合通道注意力

miR-30a-5p对糖尿病种植体骨结合的影响及其机制研究

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miR-30a-5p对糖尿病种植体骨结合的影响及其机制研究

作者：王宇曦中国人民解放军空军军医大学

学位级别：硕士

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多模型自校准Kalman滤波方法

航空动力学报 2024年第3期39卷 139-145页

作者：杨海峰王金娜王宇翔工业和信息化部高新技术司北京100804 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

基于自校准Kalman滤波方法和多模型估计理论,针对工程实际中未知输入(如突风、故障和未知系统误差等)对系统状态方程的影响问题,提出了一种多模型自校准Kalman滤波方法。该方法同时采用自校准Kalman滤波和标准Kalman滤波进行运算,并根... 详细信息

基于自校准Kalman滤波方法和多模型估计理论,针对工程实际中未知输入(如突风、故障和未知系统误差等)对系统状态方程的影响问题,提出了一种多模型自校准Kalman滤波方法。该方法同时采用自校准Kalman滤波和标准Kalman滤波进行运算,并根据贝叶斯定理自动分配两种方法滤波值的权重,通过加权融合得到最终的滤波结果。与自校准Kalman滤波方法相比,多模型自校准Kalman滤波方法既能有效地补偿非零未知输入的影响,又明显改善了系统在未知输入为零时的滤波精度,大量数值仿真结果表明该方法精度提升可达10%以上,具有更强的适应性和鲁棒性。

关键词：自校准滤波多模型估计 Kalman滤波未知输入故障诊断

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欠驱动水下机器人的最优等效补偿轨迹跟踪控制

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控制与决策 2024年第9期39卷 2923-2931页

作者：李亚鑫刘里宵王宇西南石油大学电气信息学院成都610500

针对康达效应矢量推进器输出饱和以及矢量力矩耦合等固有推进特性,为其欠驱动的水下机器人提出一种最优等效补偿控制方法.以轨迹跟踪误差为基础,设计滑模控制器,并利用径向基神经网络和扩张状态观测器对执行器饱和以及外界扰动进行实时... 详细信息

针对康达效应矢量推进器输出饱和以及矢量力矩耦合等固有推进特性,为其欠驱动的水下机器人提出一种最优等效补偿控制方法.以轨迹跟踪误差为基础,设计滑模控制器,并利用径向基神经网络和扩张状态观测器对执行器饱和以及外界扰动进行实时估计与补偿.在此基础上,最优等效补偿控制借助离散动力学方程构建关于机器人递推状态偏差的代价函数,通过在推进器推力可达集内寻求等效力矩使代价函数最小,从而不仅保证控制律满足推进器矢量力矩耦合特性,还能有效抑制机器人欠驱动方向的扰动.利用Lyapunov理论最终验证该控制方法在推进器自身特性约束下渐近稳定;仿真实验数据表明,欠驱动水下机器人在该方法控制下可实现较精确的轨迹跟踪任务且鲁棒性较强.

关键词：欠驱动自主水下机器人执行器饱和轨迹跟踪滑模控制扰动补偿

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相变微胶囊保温砂浆的制备及性能

材料导报 2024年第9期38卷 268-273页

作者：龙勇王宇刘天乐王亚洲桥梁智能化与绿色建设国家重点实验室武汉430034 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

为减少建筑物的能耗,响应“碳中和”“碳达峰”国家政策,本工作基于原位聚合法,以正十八烷-正二十烷混合物为二元相变芯材,甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为外层壁材,制备了一种适用于保温节能水泥砂浆的相变微胶囊(MiPCM)。MiPCM通过内部芯材在... 详细信息

为减少建筑物的能耗,响应“碳中和”“碳达峰”国家政策,本工作基于原位聚合法,以正十八烷-正二十烷混合物为二元相变芯材,甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为外层壁材,制备了一种适用于保温节能水泥砂浆的相变微胶囊(MiPCM)。MiPCM通过内部芯材在相变过程中吸热或放热的特性,降低外界环境对水泥砂浆内部温度的影响,从而减少人们对空调等电器的依赖程度,达到节能减排的目的。MiPCM呈球霰状,无团聚现象,具备明显的芯-壁结构,其相变温度区间和潜热分别为17.8~36.7℃和74.72 J/g。TG分析和热循环试验结果表明,MiPCM具备良好的热稳定性。将MiPCM掺加到水泥砂浆中进行温升实验。结果表明,在红外热源照射环境中,MiPCM明显减缓了水泥砂浆中心温度的变化速率,水泥砂浆石的峰值温度降低了7℃。因此,以MiPCM为外加剂的水泥砂浆符合保温节能的设计理念。

关键词：相变材料微胶囊技术水泥砂浆保温节能

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功能油脂-EGCG纳米乳液的制备及应用

功能油脂-EGCG纳米乳液的制备及应用

作者：王宇安浙江农林大学

学位级别：硕士

纳米乳液作为一种高效的包埋运载体系可以对物质进行有效地保持其稳定性,功能性油脂的亚麻油和香榧油富含高营养价值的不饱和脂肪酸,利用纳米乳液技术可以改善其水溶性并抑制其在加工贮藏过程中的降解,将其应用于高油食品能够改善品质... 详细信息

纳米乳液作为一种高效的包埋运载体系可以对物质进行有效地保持其稳定性,功能性油脂的亚麻油和香榧油富含高营养价值的不饱和脂肪酸,利用纳米乳液技术可以改善其水溶性并抑制其在加工贮藏过程中的降解,将其应用于高油食品能够改善品质、降低油脂使用量从而满足人们健康生活需求,具有广阔应用前景。本研究利用超声乳化法,以油脂(亚麻油、香榧油)与表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)为原料,制备具有优异稳定性能的纳米乳液。通过不同表面活性剂配比、油水比例和EGCG含量优化纳米乳液制备方法;研究不同油水比、EGCG含量的纳米乳液在不同贮藏温度和时间的稳定性;进一步将优化后的纳米乳液应用于高油食品(沙拉酱和月饼)并分析其对品质影响。研究结果对于开发和生产含功能性油脂纳米乳液奠定理论基础,为食品工业的体系化研发生产提供帮助。主要的研究结果如下:以亚麻油和香榧油分别为油料,加入表面活性剂(棕榈酸钠、大豆软磷脂、蔗糖脂肪酸酯)和EGCG,通过超声乳化法制备纳米乳液。结果表明,功能性油脂复合EGCG纳米乳液体系的性状稳定,(Zeta电位绝对值达到50 m V以上,初始粒径大小为175 nm左右,PDI小于0.2)。EGCG含量和油水比对纳米乳液的表征具有一定影响。综合理化表征及营养成分配比,功能性油脂复合EGCG纳米乳液最佳制备条件为4.0 g/L柠檬酸水溶液作为水相、表面活性剂比例1:1:8、油水比1:9、EGCG含量0.5%。对比纳米乳液在常温(25℃)和低温(4℃)条件下贮藏稳定性,结果表明,相同乳液制备条件下,低温更有利于维持稳定性,其EGCG含量损失少(贮藏10个月损失率为43.4-72.4%),氧化褐变时间长程度低,贮藏过程中纳米表征变化较小(贮藏后粒径分布在198.9-374.2 nm、PDI变化区间为0.199-0.317,Zeta电位绝对值>40);常温贮藏EGCG降解率高(贮藏10个月损失66.9-85.9%),褐变程度随贮藏时间延长而加深,贮藏后纳米乳液表征为粒径211.4-324.8 nm、PDI 0.176-0.296,Zeta电位绝对值>40;长时间贮藏过程中高添加量EGCG(2%)相较其他低添加量纳米乳液体褐变程度高,纳米表征不佳,但EGCG损失率显著减小;同时,较高的油相含量会导致贮藏过程中更高的过氧化物生成(过氧化物含量:油水比3:7时为0.39 g/100 g,2:8时为0.35 g/100 g,1:9时为0.32 g/100 g)。添加优化制备的纳米乳液对于高油食品(沙拉酱和月饼)的品质具有显著影响,结果表明,添加1/10复合EGCG纳米乳液、0.2%新甲基橙皮苷二氢(NHDC)的沙拉酱较于基础沙拉酱具有更好的感官风味(最高评分分别为88.1±0.7和87.7±0.8),乳液体系可以很好的维持沙拉酱的初始颜色和p H值;在月饼中添加复合EGCG纳米乳液能缓解烘制过程中丙烯酰胺的积累(200/170℃亚麻油纳米乳液较于直接添加亚麻油少生成32%,香榧油纳米乳液较于直接添加香榧油少生成44%)和代表性不饱和脂肪酸的损失(200/170℃亚麻油乳液较于直接添加亚麻油多10-12%,香榧油乳液较于直接添加香榧油多8-9%),具有较好的抗氧化作用,从而保持功能性油脂的高不饱和脂肪酸的营养价值。

关键词：纳米乳液亚麻油香榧油 EGCG 稳定性食品应用

基于Sinkhorn分布鲁棒优化的综合能源系统最优能流方法

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 28-35页

作者：魏春蒋繁王宇蝶白晓清浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310012 广西大学广西电力系统最优化及节能技术重点实验室广西南宁530004

针对风电接入综合能源系统所带来的不确定性问题,提出一种基于Sinkhorn分布鲁棒优化的动态最优能流模型及求解方法。将风电的不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集,并将其构造为以风电出力经验分布为中心,以Sinkhorn距离为半径... 详细信息

针对风电接入综合能源系统所带来的不确定性问题,提出一种基于Sinkhorn分布鲁棒优化的动态最优能流模型及求解方法。将风电的不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集,并将其构造为以风电出力经验分布为中心,以Sinkhorn距离为半径的Sinkhorn球。采用二分搜索的批量梯度下降法求解,以降低风电不确定性所带来的影响,并减少计算复杂度。算例结果表明,所提方法与随机优化和传统鲁棒优化方法相比,能更有效地平衡系统的鲁棒性与经济性。此外,所提方法在不同样本规模下的计算时间及目标函数均优于Wasserstein方法。

关键词：综合能源系统鲁棒优化最优能流风电不确定性模糊不确定集