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基于机器学习的演化多任务优化框架

计算机学报 2024年第1期47卷 29-51页

作者：麦伟杰刘伟莉钟竞辉华南理工大学计算机科学与工程学院广州510006 广东技术师范大学计算机科学学院广州510665

演化多任务优化是近年来计算智能领域的研究热点之一,其原理是通过任务间的知识转移提高演化算法同时求解多个任务的效率.由于任务间相似性对促进任务之间的正向知识转移具有重要的影响,因此,如何度量任务间的相似性成为了重点研究方向... 详细信息

演化多任务优化是近年来计算智能领域的研究热点之一,其原理是通过任务间的知识转移提高演化算法同时求解多个任务的效率.由于任务间相似性对促进任务之间的正向知识转移具有重要的影响,因此,如何度量任务间的相似性成为了重点研究方向之一.目前,演化多任务优化在处理两个任务时,辅助任务的选取仅限于两者之一,且在处理超多任务时对任务间知识的转移缺乏灵活性.为此,本文提出一个基于机器学习的演化多任务优化框架,命名为MaTML.该框架联合所有任务关联的子种群形成一个统一的初始化种群,利用目标任务的技能因子及其对应的种群个体分别构建标签和训练集,应用十折交叉法拟合模型,并运用模型预测与目标任务相似的个体以组成辅助种群,从而促进演化优化中的正向知识转移.本文提出的算法能够在动态的种群个体中找到目标任务的辅助种群,不仅可以为三个或以上的多任务优化灵活地选取相似辅助任务,而且解决了当任务数量为两个时有效地选择辅助任务的问题.通过与现阶段的多任务算法和超多任务算法分别在CEC2017问题测试集和WCCI2020SO问题测试集进行比较,实验结果证实MaTML在优化多任务问题时具有更优或竞争性的性能.此外,文中还详细研究了MaTML的计算资源、模型性能、模型稳定性以及相关组件.最后,本文还基于真实问题的测试进一步验证了MaTML的有效性.

关键词：演化多任务优化机器学习任务间相似性知识转移辅助任务

重度非增殖期糖尿病视网膜病变行视网膜激光光凝后神经节细胞-内丛状层变化的分析

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重度非增殖期糖尿病视网膜病变行视网膜激光光凝后神经节细胞-内...

作者：包莉甘肃中医药大学

学位级别：硕士

高烈度地区高层基础隔震结构模型振动台试验研究

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工程抗震与加固改造 2024年第5期46卷 62-70页

作者：许航莉福建江夏学院福建福州350108

高层基础隔震结构在我国高烈度地区城市应用前景广阔,开展此类型结构地震反应研究十分必要。以一幢典型办公楼为原型,开展1/15缩尺地震模拟振动台试验,通过不同地震波输入,获得模型结构的动力特性、绝对加速度响应、层间位移响应及隔震... 详细信息

高层基础隔震结构在我国高烈度地区城市应用前景广阔,开展此类型结构地震反应研究十分必要。以一幢典型办公楼为原型,开展1/15缩尺地震模拟振动台试验,通过不同地震波输入,获得模型结构的动力特性、绝对加速度响应、层间位移响应及隔震层响应等参数,并对结构高层部分特殊的突变放大现象进行分析。结果表明:高层基础隔震结构总体具有良好的耗能能力及减震性能;结构可能存在由于高层部分自振频率与整体结构某高阶频率相同而产生的高阶效应,同时高阶效应可能由于结构高层部分自振频率与场地卓越频率相近而愈发强烈;高阶效应使得隔震层上部结构突变处在罕遇地震作用下超越弹塑性层间位移角,同时加剧提离摇摆效应,带动隔震支座受拉超限,需采取振动控制措施以抑制高阶效应。

关键词：高层基础隔震振动台试验高阶效应地震响应

金属催化γ-取代-α,β-丁烯酸内酯和亚胺酸酯的不对称环加成反应研究

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金属催化γ-取代-α,β-丁烯酸内酯和亚胺酸酯的不对称环加成反应...

作者：罗赛莉北京化工大学

学位级别：硕士

手性吡咯烷是一种广泛存在于天然产物和生物活性分子中的重要结构单元,不对称环加成反应是构建手性吡咯烷的最有用的合成方法之一。由于金属催化剂具有高效性等优势,利用其催化不对称反应受到了广泛关注。而以醛亚胺甘氨酸酯作为1,3-偶... 详细信息

手性吡咯烷是一种广泛存在于天然产物和生物活性分子中的重要结构单元,不对称环加成反应是构建手性吡咯烷的最有用的合成方法之一。由于金属催化剂具有高效性等优势,利用其催化不对称反应受到了广泛关注。而以醛亚胺甘氨酸酯作为1,3-偶极子,以丁烯内酯作为亲偶极子,制备含有连续五个手性中心的吡咯烷化合物的研究至今未有报道。针对这种现状,本论文开展了如下工作:第一部分主要开展了以Cu（OTf）2/（S）-DTBM-Seg Phos为催化剂,醛亚胺酸酯与γ-取代-α,β-丁烯内酯的不对称环加成反应研究。高立体选择性（up to 99%ee,>20:1 dr）地合成了一系列含有连续五个手性中心的外型吡咯烷化合物。该反应具有广泛的底物适用性,可以用于合成生物分子衍生物。理论计算结果表明该反应是具有异步特性的。同时,烷基化、酰化和氧化等一系列官能团转化实验证明了该反应产物的多功能性。第二部分主要开展了以Ag OAc/（Sp,S）-L31为催化剂,醛亚胺酸酯与γ-取代-α,β-丁烯内酯的不对称环加成反应研究。成功以高立体选择性（up to 97%ee,>20:1 dr）合成了内型吡咯烷产物。该催化体系的适用范围广泛,兼容多种给电子基团和吸电子基团,可应用于醛亚胺席夫碱二肽底物。我们计算了八种可能途径的自由能变化,理论计算结果与实验结果相符。通过吡咯烷产物的差向异构化,可以获得手性吡咯烷化合物的其他非对映异构体。本文以醛亚胺酸酯与γ-取代-α,β-丁烯内酯为底物,分别开发了Cu（OTf）2/（S）-DTBM-Seg Phos以及Ag OAc/（Sp,S）-L31催化体系,通过动力学拆分方式实现了含连续五个手性中心吡咯烷的高立体选择性合成,并且通过改变催化剂类型,实现对产物外型和内型的立体选择性控制。

关键词：不对称环加成金属催化亚甲胺叶立德动力学拆分吡咯烷

直接反馈和元语言反馈对高中生英语写作准确性的影响研究

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直接反馈和元语言反馈对高中生英语写作准确性的影响研究

作者：冉茂莉西北师范大学

学位级别：硕士

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复杂网络社团检测与节点重要性研究

复杂网络社团检测与节点重要性研究

作者：罗红莉北京邮电大学

学位级别：硕士

透射式光纤SPR的痕量重金属离子传感器的设计及其传感性能研究

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透射式光纤SPR的痕量重金属离子传感器的设计及其传感性能研究

作者：徐源莉重庆理工大学

学位级别：硕士

水体的重金属离子污染,直接威胁人和水体生物的健康和生命安全。这些重金属离子会通过食物链进入人体内,直接影响人体和环境生物的生长和发育,甚至还会使生态系统失衡,严重危害人类赖以生存的环境,并给人类社会造成严重的经济损失。因此... 详细信息

水体的重金属离子污染,直接威胁人和水体生物的健康和生命安全。这些重金属离子会通过食物链进入人体内,直接影响人体和环境生物的生长和发育,甚至还会使生态系统失衡,严重危害人类赖以生存的环境,并给人类社会造成严重的经济损失。因此,探索新的有效、快速、适用于环境和生物系统的离子检测方法成为一个重要目标。开发新的传感器以快速、方便地检测重金属是十分有必要的。基于表面等离子体共振的光纤传感器的传感单元集成度高,具有较高的灵敏度,而且该技术在三价铬离子(Cr)方面的研究较少。本文提出了一种基于表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）技术,用于检测水中的痕量Cr的透射式光纤SPR传感器,同时对传感器的选择性、pH、重复性以及温度交叉敏感性进行了评估。主要研究工作如下:（1）将单模光纤（Single mode fiber,SMF）作为传感区域,并在SMF两端级联多模光纤（Multimode fiber,MMF）,形成MMF1-SMF（粗锥）-MMF2结构的传感单元。基于硫化锌（ZnS）-硫化钼（MoS）复合材料,制备了一种透射式光纤SPR的痕量Cr检测的传感器。在SMF的外表面上沉积一层银膜,将ZnS-MoS涂敷到在光纤表面,并用巯基丁二酸（MSA）修饰Ag-ZnS-MoS使光纤对Cr具有特异选择性。结果表明,该传感器对Cr离子浓度在0-1.2μΜ范围内共振波长红移约64.198nm,具有良好的线性响应,线性度为0.99。该光纤SPR传感器的灵敏度（28.08nm/μM）,检测限（Limit of detection,LOD）为0.07μΜ（约3.64ppb）,远低于国际标准（50ppb）。提出的ZnS-MoS光纤SPR传感器具有好的灵敏度,选择性和稳定性。（2）提出了基于巯基十一烷酸（MUA）,非离散型聚丙烯酰胺（NPAM）和氧化锌（ZnO）复合膜涂覆三芯光纤的透射式光纤SPR传感器,用于检测水中痕量Cr。在三芯光纤两端熔接MMF,形成MMF1-三芯光纤-MMF2结构的传感单元。在三芯光纤的外表面上沉积一层银膜,银膜外均匀涂覆一层MUA/NPAM/ZnO复合膜。该传感器通过银膜激发SPR效应,MUA/NPAM/ZnO作为Cr特定敏感的传感膜。结果表明,MUA/NPAM/ZnO复合传感膜对Cr具有较好的传感性能。吸附Cr后,敏感膜的折射率改变,共振峰向长波方向移动约62nm,线性度为0.98。传感器的LOD为0.029μΜ（约1.5ppb）,Cr最小检测浓度为0.2μM（约10ppb）,远低于国际标准（50ppb）。与其他常见的重金属离子传感器相比,该传感器对Cr的检测表现出优异的选择性,且采用该方法检测Cr灵敏度高,稳定性好,具有良好的重复性,在未来的环境监测应用中具有广阔的前景。（3）基于二氧化钛（TiO）-硫化钼（MoS）-金纳米颗粒（Au NPs）纳米复合材料制备了一种透射式光纤SPR的痕量Cr检测的传感器。在薄芯光纤的中间拉锥,并在两端熔接MMF,形成MMF1-薄芯光纤-MMF2结构的传感单元。通过物理气相沉积的方法在传感区域蒸镀银膜,采用自组装方法,将TiO-MoS-Au NPs固定在光纤表面,并用MSA修饰TiO-MoS-Au NPs使光纤对Cr具有特异选择性。结果表明,该传感器对Cr离子浓度在0-1.3μΜ范围内共振波长红移约63.44nm,具有良好的线性响应,线性度为0.99。该光纤SPR传感器的灵敏度为49.89nm/μM,检测限为0.04μΜ（约2.08ppb）,远低于国际标准（50ppb）。基于TiO-MoS-Au NPs异质结的光纤SPR传感器具有良好的灵敏度,选择性,稳定性和重复性。

关键词：表面等离子体共振透射式结构多模光纤三价铬离子