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SeeMore: a spatiotemporal predictive model with bidirectional distillation and level-specific meta-adaptation

Science China(Information Sciences) 2024年第8期67卷 147-171页

作者： Yuqing MA Wei LIU Yajun GAO Yang YUAN shihao bai Haotong QIN Xianglong LIU State Key Lab of Software Development Environment Beihang University

Predicting future frames using historical spatiotemporal data sequences is challenging and critical, and it is receiving a lot of attention these days from academic and industrial scholars. Most spatiotemporal predictive algorithms ignore the valuable backward reasoning ability and the disparate learning complexities among different layers and hence, cannot build good long-term dependencies and spatial correlations,resulting in suboptimal solutions. To address the aforementioned issues, we propose a two-stage coarse-to-fine spatiotemporal predictive model with bidirectional distillation and level-specific meta-adaptation(See More)in this paper, which includes a bidirectional distillation network(BDN) and a level-specific meta-adapter(LMA), to gain bidirectional multilevel reasoning. In the first stage, BDN concentrates on bidirectional dynamics modeling and coarsely constructs spatial correlations of different layers, while LMA is introduced in the second fine-tuning stage to refine the multilevel spatial correlations from a meta-learning *** particular, BDN mimics the forward and backward reasoning abilities of humans in a distillation manner,which aids in the development of long-term dependencies. The LMA views learning of different layers as disparate but related tasks and guides the transfer of learning experiences among these tasks through learning complexities. Thus, each layer could be closer to its solutions and could extract more informative spatial correlations. By capturing the enhanced short-term spatial correlations and long-term temporal dependencies,the proposed model could extract adequate knowledge from sequential historical observations and accurately predict future frames whose backtracking preconditions are consistent with the historical sequence. Our work is general and robust enough to be integrated into most spatiotemporal predictive models without requiring additional computation or memory cost during inference. Extensive experimen

关键词： spatiotemporal predictive learning knowledge transfer bidirectional distillation network level-specific meta-adapter coarse-to-fine training

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A meaningful learning method for zero-shot semantic segmentation

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Science China(Information Sciences) 2023年第11期66卷 35-53页

作者： Xianglong LIU shihao bai Shan AN Shuo WANG Wei LIU Xiaowei ZHAO Yuqing MA State Key Lab of Software Development Environment Beihang University JD Health International Inc.

Zero-shot semantic segmentation, which is developed to segment unseen categories, has attracted increasing attention due to its strong practicability. Previous approaches usually applied semantic-visual mapping based on seen categories to unseen categories, and thus failed to generate meaningful unseen visual representations and struggled to balance the seen and unseen concepts in the classifier. To overcome the above limitations, we propose a novel meaningful learning method that could be embedded into any generationbased zero-shot semantic segmentation model, borrowing the idea from the educational psychology field. The proposed meaningful learning method refers to the process that the new concepts could be learned by relating to existing comprehensible concepts and harmoniously incorporated into the concept schema. Specifically, we introduce a generator with conjugate conceptual correlation(G3C) which generates meaningful unseen visual information through anchoring into existing concepts. Moreover, simulating the rational thinking mechanism,we introduce a fast-slow concept modulator to alleviate the noisy over-correlation problem introduced by G3C and further construct a comprehensive concept schema. Extensive experiments conducted on three benchmarks demonstrate the superior performance of our method, especially according to the commonlyacknowledged h-m Io U(e.g., 4% improvement on the Pascal-VOC dataset).

关键词： meaningful learning zero-shot learning semantic segmentation conjugate conceptual correlation fast-slow conceptual modulator

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A multifunctional flexible sensor based on PI-MXene/SrTiO_(3) hybrid aerogel for tactile perception

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The Innovation 2024年第3期5卷 44-54页

作者： shihao Deng Yue Li Shengzhao Li Shen Yuan Hao Zhu Ju bai Jingyi Xu Lu Peng Tie Li Ting Zhang Nano Science and Technology Institute University of Science and Technology of China(USTC)Suzhou 215123China i-lab Nano-X Vacuum Interconnected WorkstationKey Laboratory of Multifunctional Nanomaterials and Smart SystemsSuzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics(SINANO)Chinese Academy of Sciences(CAS)Suzhou 215123China School of Nano-Tech and Nano-Bionics University of Science and Technology of China(USTC)Hefei 230026China Jiangxi Institute of Nanotechnology 278 Luozhu RoadXiaolan Economic and Technological Development ZoneNanchang 330200China

The inadequacy of tactile perception systems in humanoid robotic manipulators limits the breadth of available robotic ***,we designed a multifunctional flexible tactile sensor for robotic fingers that provides capabilities similar to those of human skin sensing *** sensor utilizes a novel PI-MXene/SrTiO_(3) hybrid aerogel developed as a sensing unit with the additional abilities of electromagnetic transmission and thermal insulation to adapt to certain complex ***,polyimide(PI)provides a high-strength skeleton,MXene realizes a pressure-sensing function,and MXene/SrTiO_(3) achieves both thermoelectric and infrared radiation response ***,via the pressure response mechanism and unsteady-state heat transfer,these aerogel-derived flexible sensors realize multimodal sensing and recognition capabilities with minimal *** can differentiate among 13 types of hardness and four types of material from objects with accuracies of 94%and 85%,respectively,using a decision tree *** addition,based on the infrared radiation-sensing function,a sensory array was assembled,and different shapes of objects were successfully *** findings demonstrate that this PI-MXene/SrTiO_(3) aerogel provides a new concept for expanding the multifunctionality of flexible sensors such that the manipulator can more closely reach the tactile level of the human *** advancement reduces the difficulty of integrating humanoid robots and provides a new breadth of application scenarios for their possibility.

关键词： utilize integrating insulation

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Combinatorial cell surface display system in Escherichia coli for noninvasive colorectal cancer detection

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Journal of Bio-X Research 2019年第4期2卷 185-196页

作者： Hsiao Chiayi Fang Qingwei Zheng Shuyu He Peixiang Zhang Kairan Hong Yirui Ran Yuncong Sun Shiyu Liu Zhixiang Liang Zhihan Zhong Bozitao Wu Weiwen Xia Ruoyu bai shihao Yao Kuan Wang Yushu He Lin Ma Gang Bio-X-Renji Hospital Research Center Renji HospitalSchool of MedicineShanghaiChina Bio-X Institutes Key Laboratory for the Genetics of Developmental and Neuropsychiatric Disorders(Ministry of Education)ShanghaiChina 2018 SJTU-BioX-Shanghai Team for The International Genetically Engineered Machine Competition(iGEM) Shanghai Jiao Tong UniversityShanghaiChina Shanghai Jiao Tong University School of MedicineShanghaiChina

Navigation and recognition of disease lesions remain challenging during colorectal cancer diagnosis and treatment,given that the precision and capacity of using specific surface antigens as recognition sites are relatively ***,the low penetration rate of noninvasive detection methods has delayed disease diagnosis in developing *** developed a bacterial device targeting the Thomsen-Friedenreich antigen,which is abundant on lesion tissue,and produced vesicles that serve as markers for ultrasonic *** device uses a bacterial cell surface display system and acoustic reporter gene to function as a screening device for colorectal cancer *** diagnostic efficiency of this device was determined by flow cytometry,immunohistochemistry,microfluidic chip-based assay,and ultrasonic examinations on both cellular and tissue *** all scales and experiments,our device showed great feasibility upon differentiating disease lesion and normal tissue,while foundation of the usage of vesicle reporter system as noninvasive method has also been *** application of this device provides insight into the practicability and prospect of bacterial detecting agents in the field of *** animal studies were approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of Shanghai Jiao Tong University,China(approval No.201801015)on February 23,2018.

关键词： colorectal cancer cell-surface display ice nucleation protein ultrasonic detection

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热环境视角下的最小生态安全距离——以大连北三市为例

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生态学报 2019年第18期39卷 6860-6868页

作者：杨俊白世豪金翠乔莹莹辽宁师范大学人居环境研究中心大连116029 东北大学江河建筑学院沈阳110169 辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心大连116029

随着2014年国家环保部首次提出了“最小生态安全距离”的概念,城市内部与城市间的生态安全逐渐受到社会重视,而且基于热环境的最小生态安全距离也逐渐成为人们关注的焦点。基于热环境视角下最小生态安全距离的实质内涵,结合遥感影像、... 详细信息

随着2014年国家环保部首次提出了“最小生态安全距离”的概念,城市内部与城市间的生态安全逐渐受到社会重视,而且基于热环境的最小生态安全距离也逐渐成为人们关注的焦点。基于热环境视角下最小生态安全距离的实质内涵,结合遥感影像、行政边界、建成区边界,利用高斯混合模型及热岛信号函数,对 2013 年至 2016 年大连市北三市的热岛面积及最小生态安全距离进行测算。研究表明,2013年至2016年间,大连市北三市的城市热岛总面积已由694.10km^2扩张到1864.30km^2。同时,普兰店市与瓦房店市之间的最小生态安全距离由 8.70 km 衰减至-3.10 km,热环境出现叠加情况,相对危险。而普兰店市与庄河市之间的最小生态安全距离,由 73.47 km 衰减至 58.24 km,热环境未出现叠加情况,相对安全。总体上呈现出城市热岛面积逐渐扩张趋势,城市间最小生态安全距离逐渐衰减的趋势。

关键词：最小生态安全距离高斯混合模型热岛信号函数地表温度反演聚类分析

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海工混凝土结构用环氧树脂固化体系性能研究

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材料开发与应用 2023年第1期38卷 81-84页

作者：徐姗姗白师豪马志超陈程中国船舶集团有限公司第七二五研究所厦门材料研究院福建厦门361101 福建科胜加固材料有限公司福建厦门361027

随着我国海洋经济的飞速发展,对海工混凝土结构腐蚀修复补强技术的需求日益增大。现有地面以上混凝土结构修复技术非常成熟,环氧树脂固化体系对于海洋环境的适用性是其应用环境由地面拓展到海工领域的关键。本研究遴选出7种市售固化剂,... 详细信息

随着我国海洋经济的飞速发展,对海工混凝土结构腐蚀修复补强技术的需求日益增大。现有地面以上混凝土结构修复技术非常成熟,环氧树脂固化体系对于海洋环境的适用性是其应用环境由地面拓展到海工领域的关键。本研究遴选出7种市售固化剂,通过固化剂及树脂体系黏度、水下凝胶时间对其进行初步筛选,并研究了固化环境、固化时间、固化剂用量对树脂体系的压缩性能影响。最终,通过对拉伸性能、黏结性能的研究,得到海水环境下综合性能表现最优的为810固化剂。结果表明:当环氧树脂E51与固化剂810质量比为2∶1时,在海水中养护7 d,水下凝胶时间为65 min,压缩强度为101.59 MPa,拉伸强度为32.59 MPa,断裂伸长率为4.09%,黏结强度为3.52 MPa。

关键词：海工混凝土结构环氧树脂固化性能

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鸡DCAF1生物信息学分析及对J亚群禽白血病病毒复制的影响

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中国畜牧兽医 2024年第5期51卷 1837-1845页

作者：潘诗雨尹娜王佳兴王强州陈世豪白皓常国斌扬州大学表观遗传学与表观基因组学研究所扬州225009 扬州大学兽医学院扬州225009

【目的】为分析鸡损伤特异性DNA结合蛋白和泛素连接酶复合物骨架蛋白库林4相关因子1(DDB1and CUL4associatedfactor1,DCAF1)蛋白的生物学特性,构建DCAF1基因的真核表达载体,并初步探究其对J亚型禽白血病病毒(ALV-J)复制的影响。【方法】... 详细信息

【目的】为分析鸡损伤特异性DNA结合蛋白和泛素连接酶复合物骨架蛋白库林4相关因子1(DDB1and CUL4associatedfactor1,DCAF1)蛋白的生物学特性,构建DCAF1基因的真核表达载体,并初步探究其对J亚型禽白血病病毒(ALV-J)复制的影响。【方法】在NCBI中下载相关物种DCAF1蛋白氨基酸序列,采用Mega11.0软件构建系统进化树;利用ProtParam、ProtScale、TMHMM等在线程序分析鸡DCAF1蛋白的氨基酸序列,预测其理化性质、保守结构域及二、三级结构和互作蛋白等生物信息;构建鸡DCAF1基因重组真核表达载体,通过实时荧光定量PCR和Westernblotting技术检测ALV-J感染对DCAF1mRNA和ALV-JEnv蛋白表达水平的影响及过表达DCAF1对ALV-J复制的影响。【结果】鸡DCAF1蛋白由1496个氨基酸组成,其分子质量约为170ku;系统进化树结果表明,鸡与红鸭亲缘关系最近,与斑马鱼亲缘关系最远。生物信息学预测结果表明,鸡DCAF1蛋白无跨膜结构域,无信号肽表达,包含ARM折叠、LisH和WD40重复3个主要结构域与末尾1个酸性结构域,其互作蛋白为DDB1、CUL4A、SAMHD1等。鸡DCAF1蛋白二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成,分别占比44.85%和41.18%,延伸链和β-折叠占比次之,分别是9.76%和4.21%。三级结构与二级结构基本一致,建模一致性为93.79%。ALV-J感染24、48h后,DCAF1基因和蛋白表达水平均极显著高于感染0h时(P<0.01);过表达DCAF1后,与感染对照组相比,ALV-JEnv蛋白显著升高(P<0.05)。【结论】鸡DCAF1蛋白由1496个氨基酸组成,分子质量约170ku,属于稳定的亲水蛋白,不含跨膜结构域。本研究成功构建了DCAF1基因真核表达载体。在ALV-J感染的细胞中,DCAF1蛋白和基因表达水平极显著升高,而过表达DCAF1则显著促进ALV-J复制。研究结果为进一步阐明鸡DCAF1的生物学功能及其与ALV-J互作的分子机制奠定了基础。

关键词：鸡 DCAF1 ALV-J 真核表达载体生物信息学

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井下硐室柴油蒸气泄漏扩散规律

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煤矿安全 2024年第5期55卷 140-150页

作者：李世豪白纪成宋双林姜文忠梁运涛林琦煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122 平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山243002

随着柴油单轨吊和无轨胶轮车等辅助运输装置在煤矿井下的推广应用,在井下运输和加注柴油的频率越来越高,运输和加注柴油过程中泄漏的柴油和挥发的柴油蒸气会污染井下空气环境,严重时还可能造成燃烧与爆炸事故。针对煤矿井下柴油运输及... 详细信息

随着柴油单轨吊和无轨胶轮车等辅助运输装置在煤矿井下的推广应用,在井下运输和加注柴油的频率越来越高,运输和加注柴油过程中泄漏的柴油和挥发的柴油蒸气会污染井下空气环境,严重时还可能造成燃烧与爆炸事故。针对煤矿井下柴油运输及加注过程的环境特点,构建了井下流态环境泄漏柴油蒸发扩散模型,建立了基于风速和蒸发速率的柴油蒸气体积分数峰值预测方法,研究了不同环境风速及柴油蒸发速率条件下的柴油蒸气体积分数分布规律,提出了煤矿井下柴油蒸气-瓦斯混合环境防火防爆措施。结果表明:在井下流态环境中,柴油蒸气扩散呈现出明显的沉降、分层及分段特性,风流对柴油蒸气扩散具有促进作用;当柴油泄漏后20s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧10 m;当柴油泄漏后40 s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧15 m;当柴油泄漏后70 s时,硐室中各监测点柴油蒸气体积分数达到峰值并趋于稳定;柴油蒸气体积分数峰值点位于泄漏点下风侧1 m处;可通过采用降低硐室环境温度、减少泄漏面积和增加风速等措施防止柴油蒸气-瓦斯混合气体燃烧和爆炸。

关键词：煤矿开采加油硐室柴油蒸气泄露扩散规律体积分数峰值预测

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湿式双离合变速器油的研制

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河南科技 2018年第10期37卷 124-126页

作者：白士豪孙志强华北水利水电大学

为了满足汽车主机厂和汽车售后市场的需求, 本文拟研制一种新型的湿式双离合变速器油, 要求该变速箱油具有良好的抗氧化性能、抗磨损性能、清净分散性和摩擦特性, 能实现对湿式双离合变速器的有效保护.经过一年多的实际使用证明, 研制... 详细信息

为了满足汽车主机厂和汽车售后市场的需求, 本文拟研制一种新型的湿式双离合变速器油, 要求该变速箱油具有良好的抗氧化性能、抗磨损性能、清净分散性和摩擦特性, 能实现对湿式双离合变速器的有效保护.经过一年多的实际使用证明, 研制的湿式双离合变速器油在抗氧化性能、清净分散性、摩擦特性等方面受到广大用户的一致好评, 可有效地保护湿式双离合变速器.

关键词：湿式双离合变速器油粘温性能摩擦性能

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玉米不同株型及种植密度对间作大豆产量和养分吸收利用的影响

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草业科学 2021年第1期38卷 136-146页

作者：陈远学彭丹丹胡斐胡月秋白世豪徐开未四川农业大学资源学院四川成都611130

种植密度是影响间作体系产量潜力发挥的一个重要因素。为明确不同株型玉米(Zea mays)与大豆(Glycine max)间作搭配的适宜种植密度,本研究以紧凑型‘登海605’(DH605)和平展型‘川单428’(CD428)玉米及辽鲜一号菜用毛豆为试材,在同一施... 详细信息

种植密度是影响间作体系产量潜力发挥的一个重要因素。为明确不同株型玉米(Zea mays)与大豆(Glycine max)间作搭配的适宜种植密度,本研究以紧凑型‘登海605’(DH605)和平展型‘川单428’(CD428)玉米及辽鲜一号菜用毛豆为试材,在同一施肥水平下,设置4个玉米种植密度(45000、52500、60000和67500株·hm^-2),研究玉米不同株型和密度对间作大豆地上部干物质积累、氮磷钾养分吸收及利用、产量和产量构成及群体产量的影响。结果表明,随玉米种植密度的增加,间作大豆各时期地上部干物质积累量、产量、单株荚数、鲜百粒重、地上部氮磷钾积累量和氮磷钾偏生产力均显著降低(P<0.05)。相同密度下,与CD428间作的大豆产量、生物量、氮磷钾积累量均低于与DH605间作大豆。综合群体产量分析,认为适合紧凑型DH605玉米间作大豆的种植密度为60000株·hm^-2,适宜平展型CD428玉米间作大豆的种植密度为52500株·hm^-2。

关键词：玉米株型密度大豆间作干物质积累产量养分吸收利用

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