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作者：郭小龙武汉轻工大学

学位级别：硕士

基于LSTM的启发式SAT问题求解算法研究

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基于LSTM的启发式SAT问题求解算法研究

作者：梁小龙西安理工大学

学位级别：硕士

布尔可满足性问题（SAT）作为首个被证明的NP问题,在人工智能、电子设计自动化（EDA）、电路设计、安全协议验证等诸多实际领域发挥着重要的作用,由此实现一种可以更高效率解决SAT问题的求解算法意义重大。当前没有任何一种SAT问题求解... 详细信息

布尔可满足性问题（SAT）作为首个被证明的NP问题,在人工智能、电子设计自动化（EDA）、电路设计、安全协议验证等诸多实际领域发挥着重要的作用,由此实现一种可以更高效率解决SAT问题的求解算法意义重大。当前没有任何一种SAT问题求解算法在最坏情况下拥有多项式级别的时间复杂度,其求解效率始终困扰着世界各国学者对SAT问题的研究。经典的求解算法主要包括完备算法和局部搜索算法,局部搜索算法整体求解速度优于完备算法,但不能保证可以获取到SAT问题所有的解,而完备算法可以得到SAT问题所有的解或者给出问题不可满足的完备性证明。本文经过深入对两类经典算法的分析研究,利用LSTM深度循环网络对两类经典SAT问题求解算法（WALKSAT与DPLL算法）加以优化,取得良好的实验效果,实现求解效率的提升。基于上述思想,首先以LSTM深度循环网络为基础,构建一个端到端的SAT问题求解器模型（LSTMSAT）进行训练,模型输出0或者1来表示每一个SAT问题的可满足性。训练阶段结束后,对其激活层的高纬度词嵌入向量进行提取,并分别进行主成分分析与聚类分析,进而将分析结果代入经典求解器进行验证,最后将所得到的结果当作一组SAT问题解的初值指派,分别对解决SAT问题的两类经典算法WALKSAT与DPLL算法进行启发,加速其求解过程。为了验证模型的先进性与有效性,实验中将不同规模的SAT实例转化为CNF范式的形式分别代入LSTMSAT以及经过LSTMSAT优化后的WALKSAT与DPLL算法进行求解,实验结果表明,将LSTMSAT用于SAT问题的求解时,在模型不变的情况下,仅需在推理阶段提升循环网络中的迭代次数,问题求解的准确率便可得到显著提升,由此可见模型表现出了极佳的适应性。之后利用LSTMSAT得到的初始变量赋值作为启发,应用到WALKS AT与DPLL算法中,结果表明无论对于完备算法或是局部搜索的SAT求解算法,准确率都得到显著提升,因此通过对比实验验证了深度循环网络的先进性以及对SAT问题求解的有效性,同时对深度学习技术涉足SAT问题的求解给出一定参考。

关键词：深度学习消息传递网络 LSTM SAT问题 NPC

人眼来源的多种细胞中表达的一个未知miRNA鉴定及在RPE细胞中作用的初步研究

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人眼来源的多种细胞中表达的一个未知miRNA鉴定及在RPE细胞中作用...

作者：刘小龙南昌大学

学位级别：硕士

基于神经网络嵌接有限元的蠕变时效形性演变预测

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基于神经网络嵌接有限元的蠕变时效形性演变预测

作者：李小龙西安理工大学

学位级别：硕士

高强铝合金整体壁板类构件作为航空航天飞行器的关键组成部分,是当前高端装备制造业中亟待发展与优化的核心部件,保证其尺寸的精确性和性能的稳定性对于提升飞行器的整体性能具有至关重要作用。蠕变时效成形(Creep Age Forming,CAF)技... 详细信息

高强铝合金整体壁板类构件作为航空航天飞行器的关键组成部分,是当前高端装备制造业中亟待发展与优化的核心部件,保证其尺寸的精确性和性能的稳定性对于提升飞行器的整体性能具有至关重要作用。蠕变时效成形(Creep Age Forming,CAF)技术凭借蠕变变形和时效强化同步进行的特性,在降低成本的同时提升装备制造效率,有望为高性能构件形性一体化精确制造带来重大突破。然而,热-力复合场下的蠕变时效过程受到诸多因素的动态强交互耦合影响,形性演变规律极为复杂。目前,基于物理机制的本构建模在精确预测变形和性能方面陷入瓶颈,预测精度提升成本高昂。因此,迫切需要探索新的方法,为蠕变时效成形研究注入新的活力,以更好地降低建模成本并提升预测精度。本文提出机器学习(Machine Learning,ML)嵌接有限元的方法,利用神经网络(Neural Network,NN)强大的学习能力绕过复杂物理机制探寻过程,直接获取实验数据背后的蠕变时效本构关系,再通过优化NN的训练性能,实现低成本、高效率的蠕变时效全过程形性演变预测,为整体壁板精确成形提供理论指导。主要研究内容及结果如下:(1)针对NN内在缺陷,设计合理的梯度下降优化策略,并提出局部极值飞跃搜索(Local Extremum Leap Hunt,LELH)算法优化初始权值和偏置,以提升深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)的学习性能。(2)研究蠕变时效关键影响因素确定DNN的输入和输出,针对输入输出特征设计蠕变时效热模拟试验和力学性能测试方案,量化关键因素的影响程度,构建CAF全过程的机器学习实验数据集。通过多个数据集的验证,与元启发式算法相比,LELH算法优化能力显著,最终构建基于LELH-DNN的蠕变时效本构模型。(3)提出ＮＮ嵌接有限元的具体方法,通过ABAQUS的CREEP子程序成功实现LELH-DNN与有限元分析的深度结合,完成7050铝合材金板材蠕变时效成形全过程热-力耦合有限元仿真,实现对板材形状和性能的精准预测。与试验件真实回弹和基于物理机制本构模型的预测回弹相比,将挠度预测误差由4.02%降至0.46%,达成了CAF全过程形性演变精准预测的目标。

关键词：蠕变时效成形机器学习神经网络局部极值飞跃搜索有限元

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基于神经辐射场的动态人体三维重建方法研究

基于神经辐射场的动态人体三维重建方法研究

作者：谢小龙南昌大学

学位级别：硕士

三维人体重建旨在从二维图像或视频数据中创建人体的三维几何模型,在游戏、虚拟试衣、动画制作和VR/XR等领域有着重要的研究和应用价值。目前,一些研究方法依赖多相机视角或昂贵的相机阵列来捕获多视角图片集,通过神经辐射场技术实现隐... 详细信息

三维人体重建旨在从二维图像或视频数据中创建人体的三维几何模型,在游戏、虚拟试衣、动画制作和VR/XR等领域有着重要的研究和应用价值。目前,一些研究方法依赖多相机视角或昂贵的相机阵列来捕获多视角图片集,通过神经辐射场技术实现隐式重建渲染。然而,这类方法主要针对静态场景,并不直接适用于动态场景中的目标,尤其是移动中的人体对象。此外,从这种稀疏数据集建模动态人体和精细的服装变形是充满挑战性的。部分方法利用深度数据进行三维人体建模,在计算效率、网格一致性以及分辨率和拓扑的灵活性方面存在局限性。例如,使用隐式函数重建形状并提取每帧的显式网格需要高昂的计算成本,且难以保证跨帧的连贯网格。为了克服这些局限性,本文开展了针对多视角人体渲染效果提升以及从2D移动人类单目视频渲染重建人体的研究。(1)提出了一种非刚性调节神经辐射场方法,有效提升新视角和新姿势渲染质量。该方法通过整合线性混合蒙皮函数将相机射线采样点从姿势空间映射到规范空间,并采用条件变分自动编码器构建残差向量场,以纠正映射偏差。实验结果证明,当前方法显著提升了人体几何形状和纹理细节的捕获精度,在ZJU-Mocap和H36M数据集上相较于基线模型取得了更好的效果。(2)提出了非刚性变形场与2D-3D特征融合场模块,优化基于Ne RF的人体渲染重建流程,实现减少多视角动态人体重建中的伪影和视角不一致性。其中非刚性变形场有效提升了规范空间中人体姿势的映射精度,而2D-3D特征融合场通过提取场景中的二维图像特征和三维特征显著提升了重建质量。(3)提出了一种用于从单目2D视频对穿着衣服的人类进行3D建模的新方法,实现从隐式Ne RF模型中导出带纹理的高保真Mesh模型。所提方法在第一阶段定义了一个神经场实现对动态人体进行建模,并在第二阶段导出粗糙网格并进行迭代细化,同时基于多视角渲染图片学习网格模型的纹理。能够在实现逼真的人体渲染的同时,快速生成任意姿势的带纹理网格模型。所提方法结合了神经场和显式网格建模的优点,以实现高效且详细的人体建模。本文通过改进基于SMPL模板的动态人体重建方法中的姿势空间到规范空间的映射过程,提取二维与三维特征进行融合,增强信息细节以提升渲染效果,并实现了从隐式Ne RF模型导出显式带纹理Mesh模型的过程。实验证明,本文提出的研究方案能有效提升人体渲染图像的质量,并导出高质量带纹理人体Mesh模型。

关键词：人体重建神经辐射场条件变分自动编码器特征融合网格优化

人参皂苷Rb1碳量子点在小鼠脑出血中的应用

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人参皂苷Rb1碳量子点在小鼠脑出血中的应用

作者：汤小龙南昌大学

学位级别：硕士

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湘艺版小学钢琴音乐作品欣赏教学实践研究

湘艺版小学钢琴音乐作品欣赏教学实践研究

作者：曹小龙西北师范大学

学位级别：硕士

三维可视化成像技术在机器人辅助肾部分切除术治疗复杂肾肿瘤中的应用研究

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三维可视化成像技术在机器人辅助肾部分切除术治疗复杂肾肿瘤中的...

作者：杨小龙河北大学

学位级别：硕士

研究背景及目的:肾肿瘤是泌尿系统中发病率仅次于膀胱癌及前列腺癌的肿瘤,其发病率约为2%～3%,并呈现持续上升趋势,极大的危害了人类的健康。肾部分切除术是T1期肾肿瘤的首选治疗方式。达芬奇手术机器人具有高清的视野、灵活的手臂以及... 详细信息

研究背景及目的:肾肿瘤是泌尿系统中发病率仅次于膀胱癌及前列腺癌的肿瘤,其发病率约为2%～3%,并呈现持续上升趋势,极大的危害了人类的健康。肾部分切除术是T1期肾肿瘤的首选治疗方式。达芬奇手术机器人具有高清的视野、灵活的手臂以及对生理震颤的识别过滤,在缝合重建手术中优势显著。目前已广泛应用于肾肿瘤的外科治疗。然而R.E.N.A.L评分较高的复杂肾肿瘤,因肿瘤体积较大或解剖结构特殊,从而增加了机器人辅助肾部分切除术（RAPN）的操作难度。热缺血时间延长、术后尿瘘、标本切缘阳性等一系列手术并发症,严重制约着泌尿外科医生临床工作的开展。近年来,随着医学影像技术的发展,三维可视化成像技术应运而生,该技术为复杂肾肿瘤的RAPN治疗提供了术前规划和术中导航的帮助。本研究通过对比三维可视化组与传统CT组患者围手术期相关指标,探讨三维可视化成像技术在RAPN治疗复杂肾肿瘤中的应用价值。方法:本研究回顾性分析河北大学附属医院2020年05月至2023年12月收治的92例T1期复杂肾肿瘤患者的临床资料。所有患者术前均行腹部平扫+增强CT检查。根据患者术前是否行三维可视化模型的制作,将其分为三维可视化组和传统CT组。三维可视化组术前将患者二维CT影像数据导入至三维重建系统,构建出个体化的肾肿瘤三维可视化模型,借助模型进行手术评估与规划,并在三维可视化图像与术中真实场景融合下开展实时导航手术。传统CT组则参照CT图像完成手术评估与规划并实施手术。三维可视化组共43例,其中男性26例,女性17例,年龄（57.35±10.26）岁,肿瘤最大直径（3.97±1.17）cm,肿瘤R.E.N.A.L评分（8.10±0.51）分。传统CT组共49例,其中男性38例,女性11例,年龄（58.37±11.76）岁,肿瘤最大直径（3.88±1.24）cm,肿瘤R.E.N.A.L评分（8.00±0.48）分。在两组患者术前资料差异无统计学意义的前提下,比较两组患者的手术持续时间、肾脏热缺血时间、术后24h内血肌酐和血红蛋白变化值、术后引流管拔除时间、术后胃肠功能恢复时间、术后住院时间,以及术中术后并发症的发生率等相关指标,从而分析三维可视化成像技术在RAPN治疗复杂肾肿瘤中的应用价值。结果:1、两组患者均完成RAPN手术,无中转开放病例。术后病理结果均为恶性肾肿瘤,且切缘均为阴性。2、经统计学分析,三维可视化组相比传统CT组肾脏热缺血时间显著缩短[（21.23±6.31）min Vs（28.29±5.85）min,P=0.001]、术后24h内血红蛋白下降值明显减少[（10.40±6.70）g/L Vs（16.65±10.08）g/L,P=0.001]、术后住院时间显著缩短[（7.12±0.96）d Vs（11.29±6.17）d,P=0.011],以上指标差异具有统计学意义（P0.05）。4、在手术安全方面,三维可视化组和传统CT组并发症发生率分别为4.7%、12.2%。三维可视化组有2例患者出现术中集合系统损伤,无术中血管损伤及术后尿瘘等并发症发生;传统CT组有4例患者出现术中集合系统损伤,其中1例术后出现尿瘘,于术后第3天行输尿管支架置入术后好转。有1例患者因术中血管损伤导致出血,给予输血治疗后安全完成手术。结论:1、肾肿瘤三维可视化模型,能够全方位、多角度、精准反映肾脏和肿瘤的三维形态,肿瘤与动静脉血管以及集合系统的解剖毗邻关系,为复杂肾肿瘤患者的手术评估与规划提供立体、直观的参考。2、将三维可视化成像技术应用于R.E.N.A.L评分7～9分的复杂性肾肿的RAPN中,不仅能有效缩短热缺血时间,减少术中出血量,缩短术后住院时间,而且能够减少手术并发症,提高手术成功率,促进患者术后快速康复,具有较大的临床应用价值,值得在复杂肾肿的RAPN中推广。

关键词：肾肿瘤三维可视化成像机器人辅助肾部分切除术术前规划导航手术

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基于锥形束CT的上颌窦底形态及骨分隔研究

基于锥形束CT的上颌窦底形态及骨分隔研究

作者：贺小龙湖北医药学院

学位级别：硕士

目的:通过锥形束CT(Cone-beam computed tomography,CBCT)研究上颌窦底形态分型、窦底骨分隔的解剖特征,为上颌窦底提升术提供理论依据和临床指导。方法:选取CBCT双侧上颌窦影像清晰完整的496例成年患者,纳入标准为中国汉族人群,无面部... 详细信息

目的:通过锥形束CT(Cone-beam computed tomography,CBCT)研究上颌窦底形态分型、窦底骨分隔的解剖特征,为上颌窦底提升术提供理论依据和临床指导。方法:选取CBCT双侧上颌窦影像清晰完整的496例成年患者,纳入标准为中国汉族人群,无面部发育缺陷或畸形,无明显上颌骨及上颌窦病变,无外来植入物,未行正畸治疗。以性别和年龄段进行分组研究,采用一致化的CBCT拍摄方法,确定本研究中骨分隔高度2.5mm以上定义为骨分隔,上颌窦底形态分型的观测标准化,将其分为平坦型、凹陷型和分隔型三种类型,观测上颌窦底形态分型比率,及其与分侧、性别、年龄的关系,统计上颌窦底骨分隔数目、发生的位置、高度、形态,分析骨分隔发生率及其年龄、性别及缺失牙的关系,并探究上颌窦底形态分型与牙槽骨高度之间的联系。结果:本课题共纳入496例患者为研究对象,共992个上颌窦,其中男性281例,女性215例,年龄分布在18-79岁,平均年龄50±14.7岁。(1)496例患者中,性别、左右侧的上颌窦底形态分型无差异(P>0.05)。(2)992个上颌窦中,窦底形态为平坦型最多见,占比为42.94%,其次为凹陷型和分隔型,占比分别为31.96%、25.10%。(3)不同年龄组的窦底形态比较,P>0.05,差异没有统计学意义。(4)在496名患者中,发现骨分隔者有153例,发生率为30.85%;992个上颌窦中249个出现骨分隔,发生率为25.10%。(5)缺牙组骨分隔发生率显著高于非缺牙组(P=0.0110.05)。(9)在缺牙情况的比较中,P<0.05,三组牙列状态上颌窦分隔发生率的差异有统计学意义。(10)上颌牙槽骨高度与窦底形态分型的相关性研究中,二者存在较强的相关性。结论:1.上颌窦底的形态以平坦型、凹陷型多见,年龄、性别、左右侧对窦底形态没有影响;2.上颌窦底骨分隔发生率为25.10%(以上颌窦为研究对象),多发生在第一磨牙区域,其发生率与年龄、性别及个体左右侧无关,而与上颌后牙缺失情况有关,上颌窦骨分隔发生率缺牙组显著高于不缺牙组;3.上颌牙槽骨高度与窦底形态分型之间有相关性,牙槽骨高度越大,窦底形态越趋向于平坦型,凹陷型和分隔型比率减少。

关键词：锥形束CT 上颌窦底形态骨分隔上颌窦底提升术

健康素养和饮食行为在大学生体育锻炼与亚健康间的链式中介效应研究

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健康素养和饮食行为在大学生体育锻炼与亚健康间的链式中介效应研...

作者：阎美英长春中医药大学

学位级别：硕士

目的:本研究通过分析长春市某高校大学生体育锻炼、健康素养、饮食行为和亚健康的现状,探讨某高校大学生体育锻炼和亚健康之间的关系,并以健康素养和饮食行为作为中介变量探讨其在体育锻炼对亚健康的影响路径中所起的作用,进而丰富大学... 详细信息

目的:本研究通过分析长春市某高校大学生体育锻炼、健康素养、饮食行为和亚健康的现状,探讨某高校大学生体育锻炼和亚健康之间的关系,并以健康素养和饮食行为作为中介变量探讨其在体育锻炼对亚健康的影响路径中所起的作用,进而丰富大学生亚健康的相关研究,从社会发展大健康的角度来为当今大学生的身体健康问题提供预防与解决方案。方法:本研究采用健康素养问卷、饮食行为问卷、亚健康自评状态量表和体质测量对长春市某高校大一到大三年级1203名学生进行问卷调查和体质测量,共收回有效问卷1060份,运用SPSS 25.0软件进行数据分析,基本情况采用描述性分析;人口学变量上的差异比较采用t/F检验或非参数检验;运用Pearson和Spearman相关分析相关性;采用线性回归分析其关联性;选用PROCESS插件中的Model 6模型检验健康素养和饮食行为在大学生体育锻炼和亚健康间的链式中介作用。结果:(1)某高校大学生体育锻炼平均得分为63.462±10.841分,处于在及格的最低范围左右;健康素养平均得分为19.129±4.484分,未达到健康素养的掌握水平;饮食行为平均得分为21.177±4.303分,处于中等水平;亚健康中位数得分为45分,处于轻度亚健康范围。(2)大学生体育锻炼得分在性别、是否为独生子女、年级和体质指数间存在显著性差异。在性别方面,女生体育锻炼得分显著高于男生(P<0.001);在是否为独生子女方面,非独生子女的大学生体育锻炼得分显著高于独生子女的大学生(P<0.01);在年级之间,大二年级和大一年级体育锻炼得分显著高于大三年级,大二年级显著高于大一年级(P<0.001);在体质指数方面,体育锻炼得分随着体质指数的增高而降低(P<0.001)。(3)大学生健康素养得分在性别、年级和监护人文化程度间存在显著性差异。在性别方面,女生健康素养得分显著高于男生(P<0.001);在年级之间,大三年级健康素养得分显著高于大二年级和大一年级,大二年级得分显著高于大一年级(P<0.05);在监护人文化程度方面,监护人文化程度为高中以上健康素养得分显著高于监护人文化程度为高中及高中以下(P<0.001)。(4)大学生饮食行为得分在性别、是否为独生子女、年级和体质指数间存在显著性差异。在性别方面,男生饮食行为得分显著高于女生(P<0.05);在是否为独生子女方面,非独生子女的大学生饮食行为得分显著高于独生子女的大学生(P<0.001);在年级之间,大一年级饮食行为得分显著大于大二年级(P<0.001);体质指数方面,正常、超重和肥胖体质的大学生饮食行为得分显著高于低体重体质的大学生(P<0.05)。(5)大学生亚健康状态得分在性别、年级、监护人文化程度间存在显著性差异。性别方面,男生亚健康得分显著高于女生(P<0.01);在年级之间,大一年级亚健康得分显著大于大三年级(P<0.01);在监护人文化程度方面,监护人文化程度为高中以上亚健康得分显著高于监护人文化程度为高中及高中以下(P<0.001)。(6)某高校大学生体育锻炼与健康素养呈显著正相关(r=0.085,P<0.01),大学生体育锻炼与饮食行为、亚健康呈显著负相关(r=-0.096,P<0.001;r=-0.126,P<0.01)。大学生健康素养与饮食行为、亚健康呈负相关(r=-0.206,P<0.001;r=-0.276,P<0.01)。大学生饮食行为与亚健康呈正相关(r=0.279,P<0.01)。(7)某高校大学生健康素养与饮食行为在体育锻炼和亚健康之间分别起中介作用;健康素养与饮食行为在体育锻炼和亚健康之间还起到链式中介作用。结论:(1)某高校大学生体育锻炼平均水平在及格的最低范围波动;健康素养平均水平未达到掌握水平;饮食行为平均处于中等水平;亚健康集中处于轻度亚健康范围。(2)某高校大学生体育锻炼、健康素养和饮食行为与亚健康都具有相关性。可以通过加强体育锻炼,提高健康素养水平以及养成良好的饮食行为来改善亚健康状态。(3)某高校大学生健康素养在体育锻炼和亚健康之间起中介作用,即进行体育锻炼的大学生可以通过良好的健康素养进一步提高健康水平;某高校大学生饮食行为在体育锻炼和亚健康之间起中介作用,即进行体育锻炼的大学生也可以通过改变不良的饮食行为进一步改善亚健康状态。(4)某高校大学生健康素养与饮食行为在体育锻炼和亚健康之间还起到链式中介作用,积极的体育锻炼能够帮助学生形成良好的健康素养,再通过调整饮食行为后,有助于预防大学生亚健康状态的发生,从而促进大学生身心健康的全面发展。

关键词：体育锻炼健康素养饮食行为亚健康链式中介作用