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基于姿态识别的功能性深蹲智能评估研究

基于姿态识别的功能性深蹲智能评估研究

作者：闫志洋武汉体育学院

学位级别：硕士

功能性运动筛查(Functional Movement Screen,FMS)是由Gray Cook等人设计的身体功能评价方法,旨在揭示个体在特定动作模式下的弱点和不足,以确定测试者是否具有参与体育活动的最低能力水平,为制订个性化的运动建议提供了依据。FMS共包含... 详细信息

功能性运动筛查(Functional Movement Screen,FMS)是由Gray Cook等人设计的身体功能评价方法,旨在揭示个体在特定动作模式下的弱点和不足,以确定测试者是否具有参与体育活动的最低能力水平,为制订个性化的运动建议提供了依据。FMS共包含7个动作测试和3个排除性测试,其操作简单易行,适用于多种体育项目,满足不同人群的使用需求,因此备受国内外众多教练员、康复治疗师以及体育领域科研人员的青睐。近年来,随着机器学习技术的不断发展,FMS的评价模式迎来了向信息化、自动化的转变。FMS的转变方向之一是利用计算机视觉技术识别人体骨骼关键点坐标信息,然后进一步计算分析人体姿态运动。这一变革极大的提升了数据收集和分析的效率,进一步降低了FMS的测试门槛,显著提高了FMS的实用性和适用范围。本研究从实现FMS的数字化、智能化的角度出发,结合FMS的动作评价标准,引入机器学习技术,构建了一套基于姿态识别的功能性深蹲智能评估系统。论文主要包含以下几方面的研究:(1)收集标注功能性深蹲动作的视频数据。本研究需要一定数量且符合研究要求的功能性深蹲视频数据,为后续进行基于机器学习方法的模型训练工作提供支撑。因此本研究招募了192位志愿者进行了功能性深蹲测试,采集了576条视频数据,共计7.2G。研究对采集的每个视频数据,人工判断了是否达到功能性深蹲动作的四个评价标准,并标注了动作得分,分数范围为0-3分。(2)提取功能性深蹲动作的姿态特征。本研究基于Media Pipe Pose姿态估计技术,解析出视频中人体骨骼关键点的三维坐标数据,并根据功能性深蹲动作的评价标准和人体骨骼的结构特点,计算得出功能性深蹲动作四个评价条件所对应的特征角度,包括肢体与矢状面、冠状面、水平面的夹角。(3)搭建功能性深蹲动作评价模型。本研究搭建了机器学习环境,将计算得出的人体姿态特征数据和人工标注数据输入至动作评价模型中进行训练,通过不断迭代优化,最终得到了出了一种准确性高、稳定性强的功能性深蹲动作评价模型。(4)开发功能性深蹲智能评估系统。本研究使用Flask网页框架对系统进行搭建,采用Open CV对用户上传的视频数据进行读取,并将Mediapipe Pose整合在系统的后台框架中,用以进行人体骨骼点的解析。该系统能够智能地对用户上传的视频进行评估,判断功能性深蹲动作四个评价条件是否达标,进而分析测试者潜在的身体功能性不足,最终将运动得分和相应的运动建议展示给用户。智能评估系统的测试结果表明,本文提出的功能性深蹲智能评价模型是可行的。本研究根据功能性深蹲动作的评价标准,引入机器学习技术实现了功能性深蹲动作的智能评估,提高了功能性深蹲的测试效率,消除了因人为打分的主观性造成的评价偏差。本文的研究思路和方法具有推广价值,可进一步应用于FMS的其他六个动作中,有助于推动整个FMS的数字化、智能化进程,进而促进数字化测试在大众健身领域的普及和发展。

关键词：机器学习功能性深蹲人体姿态估计

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抽采钻孔蠕变规律数值模拟研究

矿业研究与开发 2024年第7期 204-212页

作者：韩颖闫志佳牛琛河南理工大学能源科学与工程学院中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心深井岩层控制与瓦斯抽采国家安监局科技支撑平台河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地河南理工大学安全科学与工程学院

为了探讨抽采钻孔蠕变对成孔质量的影响，采用数值模拟软件COMSOL,建立了考虑蠕变的含瓦斯煤流固耦合模型，研究了孔周煤体应力-应变变化规律，同时，以某煤矿为例，模拟计算了泊松比为0.2～0.34,杨氏模量为2E8～4E8条件下瓦斯压力和位... 详细信息

为了探讨抽采钻孔蠕变对成孔质量的影响，采用数值模拟软件COMSOL,建立了考虑蠕变的含瓦斯煤流固耦合模型，研究了孔周煤体应力-应变变化规律，同时，以某煤矿为例，模拟计算了泊松比为0.2～0.34,杨氏模量为2E8～4E8条件下瓦斯压力和位移变化，得到了泊松比和杨氏模量对孔周瓦斯压力及钻孔蠕变的影响规律。研究表明：随着泊松比和杨氏模量的增大，瓦斯压力梯度的变化减小，这对于煤层内瓦斯的抽采更有利；随着距钻孔的水平距离的增大，位移先降低再升高，但整体呈降低趋势；孔壁的位移随泊松比的增大而增大，随杨氏模量的增大而减小，随时间的推移逐渐趋于稳定；泊松比和杨氏模量越小，即煤岩越软，钻孔等效蠕变应变越明显；杨氏模量对钻孔蠕变的影响较泊松比更大。

关键词：钻孔蠕变瓦斯抽采流固耦合泊松比杨氏模量

民族性的东方美学呈现与媒介化再生产——2024总台春晚的文化旨归探赜

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中国广播电视学刊 2024年第4期 5-8页

作者：闫志成靳盼复旦大学新闻学院湖南师范大学新闻与传播学院

孕育于中华民族节日文化系统的总台春晚蕴藏着浓厚的民族性底色,其以民族精神为内核,通过对时空维度的精巧筹划,建构了为全体民族成员所共襄的媒介仪式。该仪式调用可由视觉辨识的代表性民族文化符号,将民族性从意识形态的抽象领域推向... 详细信息

孕育于中华民族节日文化系统的总台春晚蕴藏着浓厚的民族性底色,其以民族精神为内核,通过对时空维度的精巧筹划,建构了为全体民族成员所共襄的媒介仪式。该仪式调用可由视觉辨识的代表性民族文化符号,将民族性从意识形态的抽象领域推向现实世界的可感知范畴,以韵外之致的东方美学意趣有效实现了对民族性的赋形。总台春晚媒介仪式传播的实质是一种民族性再生产的媒介实践,促成民族文化与民族精神的复制繁衍,使民族成员得以共享相同的情感、信仰、价值观念,为铸牢中华民族共同体意识厚植坚实基础。

关键词：总台春晚民族性韵外之致中华民族共同体

民族性的再生产:博物馆空间的文本生成与叙事旨归

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山东师范大学学报（社会科学版） 2024年第2期69卷 138-146页

作者：闫志成李琦复旦大学新闻学院上海200433 湖南师范大学新闻与传播学院湖南长沙410006

作为麇集民族物质文化精粹的场域,博物馆超越了空间艺术的表达局限,内蕴时间艺术的美学特质,是以自身物质空间为尺度的传播文本,传递着铸牢民族共同体意识的话语。通过以恢弘为核心主题的差异化叙事,博物馆建筑赋形现代个体对中华民族... 详细信息

作为麇集民族物质文化精粹的场域,博物馆超越了空间艺术的表达局限,内蕴时间艺术的美学特质,是以自身物质空间为尺度的传播文本,传递着铸牢民族共同体意识的话语。通过以恢弘为核心主题的差异化叙事,博物馆建筑赋形现代个体对中华民族崇高形象的想象,相同主题文化器物的集中展陈,构筑了叙述璀璨民族文化特定组成部分的篇章。博物馆的建筑叙事与展陈叙事是意识形态建构的产物,推动了自上而下的民族性再生产。在与博物馆空间文本的日常互动中,大众践行着以选择民族、谈论民族、消费民族与表现民族为路径的读者叙事,促成自下而上的民族性再生产的实现。作为文本的博物馆空间是官方叙事与个体话语共建的产物,映射出日常生活中结构主义民族性再生产与个体主义民族性再生产的融合交织。

关键词：博物馆空间文本空间叙事民族性传播物质性

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融合多源时空数据的地下水硫酸盐预测模型

环境科学 2024年第6期45卷 3153-3164页

作者：李如跃曾妍妍周金龙孙英闫志雲新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆水文水资源工程技术研究中心乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052

准确预测地下水SO_(4)^(2-)空间变化趋势对改善地下水质量、提高区域地下水管理水平具有重要意义.以2011、2014、2017和2020年叶尔羌河流域平原区土地覆盖数据、土壤参数数据、数字高程数据等多源时空数据和地下水p H值为特征变量,分析... 详细信息

准确预测地下水SO_(4)^(2-)空间变化趋势对改善地下水质量、提高区域地下水管理水平具有重要意义.以2011、2014、2017和2020年叶尔羌河流域平原区土地覆盖数据、土壤参数数据、数字高程数据等多源时空数据和地下水p H值为特征变量,分析其与地下水SO_(4)^(2-)浓度的相关性,利用贝叶斯优化算法优化随机森林回归,建立BOA-RFR模型,并基于BOA-RFR模型对特征变量进行重要性分析,对模型预测精度进行评价,最后生成地下水SO_(4)^(2-)预测图.结果表明,p H值、地面高程(GE)和贡献区荒地(BAR)面积占比作为影响地下水水化学组分的重要参数,与地下水SO_(4)^(2-)浓度均呈现极显著负相关,对地下水SO_(4)^(2-)浓度预测的重要度均大于25%;地统计插值方法作为空间分布预测建模的辅助手段,加入辅助样本后的BOA-RFR模型,地下水SO_(4)^(2-)浓度预测的R^(2)均大于0.96,且多辅助样本构建模型的RMSE和MAE最大值较少样本模型的最小值分别降低了4.7%和23.8%;在地下水SO_(4)^(2-)浓度预测中,高SO_(4)^(2-)地下水向叶尔羌河流域平原区东北部富集,且面积呈扩张趋势.

关键词：地下水硫酸盐空间分布预测多源时空数据随机森林回归(RFR) 贝叶斯优化算法(BOA)

一种基于GRU的氢燃料重卡汽车工况下锂离子电池温度预测模型

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2330-2339,I0021页

作者：闫志远孙桓五刘世闯赵立禹太原理工大学机械与运载工程学院山西省太原市030024

针对目前氢燃料重卡在行驶过程中,动力电池工况复杂、外表面温度变化难以预测、滞后时间长等问题,以氢燃料重卡锂离子动力电池外表面温度为研究对象,提出一种类交叉熵损失函数和自适应矩估计(adaptive moment estimation,Adam)优化的改... 详细信息

针对目前氢燃料重卡在行驶过程中,动力电池工况复杂、外表面温度变化难以预测、滞后时间长等问题,以氢燃料重卡锂离子动力电池外表面温度为研究对象,提出一种类交叉熵损失函数和自适应矩估计(adaptive moment estimation,Adam)优化的改进型门控循环单元神经网络(gate recurrent unit,GRU),建立锂离子动力电池表面温度预测模型。该模型利用GRU神经网络的特殊门机制和全局处理能力,得到锂离子电池表面温度和电池充放电电流、电压、充放电时间、历史温度、当前温度以及环境温度之间的非线性关系。采用4个精度评价函数对预测模型进行评价:经过5种环境温度下的模拟工况实验,验证该模型的准确性。结果表明,基于GRU的电池温度预测模型的误差相对于反向传播(back propagation,BP)神经网络模型和循环神经网络模型(recurrent neural network,RNN)来说较小,说明GRU的锂离子电池温度预测模型具有更高的精度。该文为磷酸铁锂电池表面温度的精准预测提出了一种新的方法。

关键词：氢燃料重卡锂离子电池温度预测模型门控循环单元神经网络深度学习

贵阳市喀斯特地区表层土壤Cd空间分异特征及其影响因素

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环境科学 2024年第7期45卷 4312-4320页

作者：曾海莲陆晓辉贵州师范大学地理与环境科学学院贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地

为探究地质高背景区土壤Cd含量的空间分异特征及其变异规律，以贵阳市喀斯特地貌区表层土壤为研究对象，采集14 421件表层土壤，综合运用全局Moran's I指数、冷热点分析、半方差函数与克里金插值等方法，揭示土壤Cd含量的空间结构和分... 详细信息

为探究地质高背景区土壤Cd含量的空间分异特征及其变异规律，以贵阳市喀斯特地貌区表层土壤为研究对象，采集14 421件表层土壤，综合运用全局Moran's I指数、冷热点分析、半方差函数与克里金插值等方法，揭示土壤Cd含量的空间结构和分布规律，并通过方差分析与地理探测器分析环境因子对土壤Cd含量的影响及其主控因子.结果表明：（1）贵阳市喀斯特表层土壤ω（Cd）范围介于0.03～1.36 mg·kg-1之间，平均值为0.440 mg·kg-1，分别为贵州省土壤Cd背景值和中国土壤Cd背景值的1.77倍和5.95倍；土壤Cd超标率为30%，是我国土壤Cd超标率（7%）的4.29倍.（2）土壤Cd含量存在显著的空间正相关性，全局空间上呈现聚集分布，而局部区域上东北和西南地区表现为热点区，北部为冷点区；土壤Cd含量的块金系数为10.37%，表明土壤Cd主要受结构性因素影响.（3）空间分布上，土壤Cd呈现不同的累积趋势，息烽县、修文县、清镇市、花溪区和南明区等区域部分块状土壤ω（Cd）小于0.3 mg·kg-1；土壤ω（Cd）介于0.3～0.6 mg·kg-1分布面积最广，白云区、乌当区、观山湖区和云岩区土壤Cd整体上介于这一含量范围；土壤ω（Cd）介于0.6～0.9 mg·kg-1集中分布于清镇市西南部、花溪区南部以及开阳县北部，而土壤ω（Cd）介于0.9～1.2mg·kg-1主要聚集在清镇市西南部；土壤ω（Cd）极值(>1.2 mg·kg-1)多分布于开阳县、修文县、清镇市和花溪区等地区.（4）方差分析与地理探测器结果表明，不同环境因子对土壤Cd空间分异影响显著，但对土壤Cd含量的解释力具有差异，其大小依次为：地层（0.176 5）>土壤类型（0.026 0）>有机质（0.025 1）>海拔（0.010 5）>母岩（0.007 3）>土地利用（0.006 4）>p H（0.001 3），并且地层与任意环境因子的交互作用均最大，因此地层是影响土壤Cd含量空间分异的主要因子.

关键词：镉(Cd) 空间分异地理探测器地统计分析影响因素

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高性能SbO@C/CC锂离子电池复合电极

东华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：闫志宇王春瑞东华大学理学院

设计了以碳布（CC）为衬底，在其上生长金属有机框架的衍生物碳骨架（C），然后碳骨架内布局Sb2O4纳米棒，即Sb2O4@C/CC复合电极。Sb2O4@C/CC复合电极具有优异的电化学性能，在0.1 A/g的电流密度下，其初始比容量高到1616.1 mAh/g，在10... 详细信息

设计了以碳布（CC）为衬底，在其上生长金属有机框架的衍生物碳骨架（C），然后碳骨架内布局Sb2O4纳米棒，即Sb2O4@C/CC复合电极。Sb2O4@C/CC复合电极具有优异的电化学性能，在0.1 A/g的电流密度下，其初始比容量高到1616.1 mAh/g，在100次循环后依然可逆，容量依然可以保持在1161.5 mAh/g，接近Sb2O4的理论比容量（1227 mAh/g），优于已报道的Sb2O4基复合材料。在1 A/g电流密度下，Sb2O4@C/CC电极放电比容量高达708.1 mAh/g，经过300次循环后，其容量仍保持在686.3 mAh/g，接近初始容量的71.5%。在3 A/g的大电流密度下，Sb2O4@C/CC的可逆容量电极依然保持在311.3 mAh/g。

关键词：锂离子电池电化学性能水热法氧化锑

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液-液相分离在肿瘤中作用的研究新进展

四川大学学报（医学版） 2024年第1期55卷 24-30页

作者：陶若琳张水军郭文治闫志平郑州大学第一附属医院肝胆胰外科郑州450000 河南省消化器官移植重点实验室郑州450000

液-液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)是指细胞蛋白质和核酸等生物大分子在弱多价相互作用的驱动下,凝聚成液态无膜细胞器的可逆过程。目前检测生物大分子相分离的方法主要包括光漂白后荧光恢复法等。异常LLPS与人类多种... 详细信息

液-液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)是指细胞蛋白质和核酸等生物大分子在弱多价相互作用的驱动下,凝聚成液态无膜细胞器的可逆过程。目前检测生物大分子相分离的方法主要包括光漂白后荧光恢复法等。异常LLPS与人类多种癌症发生发展相关,肿瘤相关生物大分子(mRNA、lncRNA、肿瘤相关蛋白等)可通过发生相分离或异常相分离,影响转录翻译和DNA损伤修复、调控细胞自噬和铁死亡功能,进而调控多种肿瘤的发生发展。本文总结了LLPS在肿瘤发生发展中作用机制的最新研究进展,阐述了包括mRNA、lncRNA、蛋白质等生物分子发生异常相分离后促进/抑制自噬、肿瘤免疫、DNA损伤修复、细胞铁死亡等,进而影响肿瘤发生发展。目前研究表明,多种生物大分子能够发生相分离调控转录翻译、表达、转录后修饰、细胞信号转导等生物学过程。基于此,拓展相分离研究领域,深入研究其分子机制和调控过程具有深远的科学前景。

关键词：液-液相分离生物分子凝聚体肿瘤综述