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The Nano Research Young Innovators Awards in bio-inspired nanomaterials

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Nano Research 2024年第2期17卷 417-425页

作者： Jun Chen Shuotao Wang Department of Bioengineering University of CaliforniaLos AngelesLos AngelesCA 90095USA Key Laboratory of Bio-inspired Materials and Interfacial Science Technical Institute of Physics and ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190China

Nano Research Young Innovators(NR45)Awards are designed to acknowledge and celebrate the achievements of young researchers under 45 years of *** individuals have made significant contributions to the field of nanoscience and *** the inaugural NR45 Awards in 2018,the journal's editorial board has recognized over a hundred innovators specializing in nanobiotechnology,nano energy,two-dimensional materials,and *** focus of the 2023 NR45 Awards is on bioinspired nanomaterials,acknowledging thirty-three outstanding young innovators for their extraordinary contributions in developing these materials with applications spanning clean energy,human healthcare,monitoring,and disease treatments,as shown in *** extend our heartfelt congratulations to all the 33 NR45 Awardees in 2023!

关键词： journal materials contributions

基于数据驱动的冗余机器人末端执行器位姿控制方案

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自动化学报 2024年第3期50卷 518-526页

作者：金龙张凡刘佰阳郑宇兰州大学信息科学与工程学院兰州730000 腾讯科技(深圳)有限公司Robotics X 深圳518057

模型未知的冗余机器人执行任务的过程中会产生较大的控制误差,其末端执行器的位置与姿态也需要针对不同任务进行修正.为解决该问题,提出一种基于数据驱动的冗余机器人末端执行器位置与姿态控制方案.该方案使用在线学习技术,能够应用于... 详细信息

模型未知的冗余机器人执行任务的过程中会产生较大的控制误差,其末端执行器的位置与姿态也需要针对不同任务进行修正.为解决该问题,提出一种基于数据驱动的冗余机器人末端执行器位置与姿态控制方案.该方案使用在线学习技术,能够应用于模型未知的冗余机器人控制.同时引入四元数表示法将控制机器人末端执行器姿态问题转化为基于四元数表示的控制方法.随后,设计一种神经动力学求解器对所提方案进行求解.相关的理论分析、仿真及对比体现了所提方案的可行性、有效性与新颖性.

关键词：冗余机器人数据驱动位姿控制轨迹跟踪

台风作用下轻钢屋面自攻钉节点的静力-疲劳统一设计模型

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 67-71页

作者：杨娜白凡刘威葛瀚文北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学北京市结构风工程与城市风环境重点实验室北京100044

对已受疲劳损伤的V125型屋面板自攻钉节点进行静力拉伸试验,获得该类节点在不同幅值疲劳加载作用后的剩余承载力,并分析其在受静载作用下的损伤演化过程,提出了风致疲劳作用下的承载力折减及退化系数计算方法,建立了静力-疲劳统一设计模... 详细信息

对已受疲劳损伤的V125型屋面板自攻钉节点进行静力拉伸试验,获得该类节点在不同幅值疲劳加载作用后的剩余承载力,并分析其在受静载作用下的损伤演化过程,提出了风致疲劳作用下的承载力折减及退化系数计算方法,建立了静力-疲劳统一设计模型.根据实验结果,推导拟合了风速与风致疲劳折减系数的相关关系.根据我国沿海11个城市的台风风速概率信息,给出了适用于相应城市的V125型自攻钉节点的静力-疲劳承载力退化模型.结果表明:V125型自攻钉节点的疲劳极限为其静力极限承载力的20%;在风致疲劳作用下,中国台北的轻钢屋面自攻钉节点的疲劳损伤折减系数最大,上海地区自攻钉节点的疲劳损伤折减系数最小.

关键词：轻钢屋面系统自攻钉节点风致疲劳设计方程

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影像学预测缺血性脑卒中复发的研究进展

磁共振成像 2024年第5期15卷 198-203页

作者：白帆王效春山西医科大学医学影像学院太原030001 山西医科大学第一医院影像科太原030001

缺血性脑卒中(cerebral ischemic stroke,CIS)具有发病率高、致残率高、致死率高和复发率高等特点,复发患者具有更高的致残率和死亡率。因此,尽早确定缺血性脑卒中复发高风险人群、筛查复发相关危险因素,并进行有针对性的干预,可有效降... 详细信息

缺血性脑卒中(cerebral ischemic stroke,CIS)具有发病率高、致残率高、致死率高和复发率高等特点,复发患者具有更高的致残率和死亡率。因此,尽早确定缺血性脑卒中复发高风险人群、筛查复发相关危险因素,并进行有针对性的干预,可有效降低复发风险、延缓复发进展。本文就影像学预测CIS复发的研究进展进行综述,以期加强对复发性CIS的认识,减少复发引起的相关不良事件的发生。

关键词：缺血性脑卒中复发影像学影像组学机器学习磁共振成像

有禁飞区的时间依赖型车辆与无人机协同配送路径优化

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控制理论与应用 2024年第2期41卷 321-330页

作者：范厚明甘兰张跃光白雪大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

本文针对有禁飞区的时间依赖型车辆与无人机协同配送路径问题,综合考虑分时段禁飞的无人机禁飞区域、车辆行驶速度连续变化、车辆及无人机能耗等因素,以车辆派遣成本、车辆能耗成本、无人机能耗成本之和最小为目标建立优化模型.根据问... 详细信息

本文针对有禁飞区的时间依赖型车辆与无人机协同配送路径问题,综合考虑分时段禁飞的无人机禁飞区域、车辆行驶速度连续变化、车辆及无人机能耗等因素,以车辆派遣成本、车辆能耗成本、无人机能耗成本之和最小为目标建立优化模型.根据问题特征,设计遗传变邻域搜索算法对其进行求解.针对遗传算法易早熟、局部搜索能力较差等缺陷,将变邻域搜索算法与其结合以增强算法的局部搜索能力,引入自适应邻域搜索次数以增强对种群的搜索深度,采用精英保留策略不断改进最优解.通过多组算例验证了算法的有效性,并分析了配送模式、禁飞区数量、车辆行驶速度变化对配送方案的影响,结果表明禁飞区及车辆速度等因素在很大程度上影响物流配送成本.研究成果不仅丰富了车辆与无人机协同配送的场景,拓展了VRP问题的研究,也为物流企业制定配送方案提供了依据.

关键词：禁飞区时间依赖型车辆与无人机协同配送遗传变邻域搜索算法

微分光谱变换方法对土壤重金属含量反演精度的影响研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1449-1456页

作者：白宗璠韩玲姜旭海武春林长安大学土地工程学院陕西西安710075 西北有色地质矿业集团有限公司陕西西安710054

随着我国工农业的日益发展,土壤中以镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)等为代表的重金属污染对人类生活产生了严重影响。高光谱遥感技术具有实时、无损、快速等优点,为高效准确地获取土壤重金属含量提供了科学手段。而在利用高光... 详细信息

随着我国工农业的日益发展,土壤中以镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)等为代表的重金属污染对人类生活产生了严重影响。高光谱遥感技术具有实时、无损、快速等优点,为高效准确地获取土壤重金属含量提供了科学手段。而在利用高光谱数据反演土壤重金属含量时,微分光谱变换方法的选择对遥感反演土壤重金属含量的精度有显著影响。为明确二者关系,基于研究区采集的60个土壤样品,测定其Ni、Fe、Cr、Cu、Pb等含量以及350~2500 nm波段范围的光谱反射率。在相关系数(CC)分析法的基础上通过改进离散粒子群算法(MDBPSO)优选遥感探测土壤重金属含量的特征波段。最终以优选出的特征波段作为自变量利用随机森林(RF)算法构建了Ni、Fe、Cr、Cu、Pb等重金属含量的估测模型。在对原始反射率数据进行高斯平滑的基础上,对比分析了一阶微分(R′)、对数倒数的一阶微分(1/lgR)′、倒数的一阶微分(1/R)′、指数的一阶微分(e^(R))′四种微分光谱变换方法对土壤重金属反演精度的影响。结果表明,在CC分析法的基础上,MDBPSO算法可以有效地降低光谱数据的冗余度,提高模型的运行效率。其中R′、(1/lgR)′、(1/R)′、(e^(R))′中对Ni、Fe、Cr、Cu、Pb敏感的特征波段个数分别至少减少了154、363、135、744和889个。(1/lgR)′、R′、R′、(1/R)′、R′光谱变换方法分别应用到Ni、Fe、Cr、Cu、Pb特征波段的组合运算中,得到的估测模型的精度优于其他微分变换方法;模型检验集的决定系数分别为0.913、0.906、0.872、0.912、0.876,均方根误差分别为0.743、0.095、2.588、1.541、1.453。本研究为利用遥感数据反演土壤重金属含量微分光谱变换方法的选择提供了科学的参考,为进一步实现土壤重金属含量的大面积高精度遥感监测提供新的思路。

关键词：遥感高光谱土壤光谱变换方法重金属改进离散粒子群随机森林

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判别性特征引导的零样本三维模型分类算法

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第2期36卷 223-235页

作者：范有福白静邵会会彭斌北方民族大学计算机科学与工程学院银川750021 国家民委图像图形智能处理实验室银川750021

基于零样本学习的三维模型分类是三维视觉领域的一个新兴话题,旨在对未经训练的三维模型进行正确分类.针对零样本三维模型分类中存在重视全局而忽视局部,强制约束而无视语义-视觉跨域差异性,导致整体性能低下的问题,提出一种判别性特征... 详细信息

基于零样本学习的三维模型分类是三维视觉领域的一个新兴话题,旨在对未经训练的三维模型进行正确分类.针对零样本三维模型分类中存在重视全局而忽视局部,强制约束而无视语义-视觉跨域差异性,导致整体性能低下的问题,提出一种判别性特征引导的零样本三维模型分类算法.首先,以三维模型的多视图表征为输入,自适应地捕获三维模型的局部判别性特征,获得具有良好语义对应性的视觉特征表示;其次,以词向量的形式引入类的语义表示,结合条件生成对抗网络生成类的伪视觉特征;最后,提出语义判别损失和内容感知损失联合监督,从语义到内容共同约束真实视觉特征和伪视觉特征的对齐,鼓励模型学习具有高局部判别性的特征,实现语义-视觉的跨域细粒度对齐.在ZS3D数据集上达到了60.9%的Top-1准确率,超越当前最好方法2.3个百分点,同时在Ali数据集的3个子数据集上也分别取得31.9%,9.9%和16.6%的准确率,均达到了较好的实验效果,验证了该算法的有效性和普适性.

关键词：三维模型分类零样本学习判别性特征联合损失细粒度对齐

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机器学习在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展

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环境科学 2024年第2期45卷 1185-1195页

作者：白润昊范瑞琪刘琪刘勤严昌荣崔吉晓何文清中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国农业科学院西部农业研究中心昌吉831100

微塑料是一种新型污染物,可以在环境中长期存在并造成生态风险.目前,微塑料污染已成为全球性的重大环境问题.借助新的技术途径,提高微塑料识别的简便性和可靠性,并系统分析各类环境介质中微塑料的污染特征,明确微塑料的环境效应,对科学... 详细信息

微塑料是一种新型污染物,可以在环境中长期存在并造成生态风险.目前,微塑料污染已成为全球性的重大环境问题.借助新的技术途径,提高微塑料识别的简便性和可靠性,并系统分析各类环境介质中微塑料的污染特征,明确微塑料的环境效应,对科学准确评价微塑料污染的环境风险具有重要意义.机器学习技术通过学习和解析大量数据建立结果评估或预测模型,目前已广泛应用于微塑料领域的相关研究.机器学习的应用可以提高视觉和光谱识别微塑料的自动化程度和识别效率,为微塑料污染溯源提供方法支撑并有助于揭示微塑料的复杂环境效应机制.通过综述机器学习技术在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展,概括了机器学习在上述方向的应用特点和局限性,为机器学习在相关方向的发展和应用提出建议与展望.

关键词：微塑料机器学习识别污染特征环境效应

Trialkylsilyl-thiophene-conjugated acceptor for efficient organic solar cells compatible with spin-coating and blade-coating technologies

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Science China Chemistry 2024年

作者： Tengfei Li Qiang Wu Zefan Yao Hairui bai Wenyan Su Rui Sun Lingxiao Tang Zhaozhao Bi Xiaojun Li Weiguo Zhu Jie Min Qunping fan Wei Ma State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi'an Jiaotong University College of Chemistry and Molecular Engineering Peking University School of Materials Science and Engineering Xi'an University of Science and Technology Jiangsu Engineering Research Center of Light-Electricity-Heat Energy-Converting Materials and Applications School of Materials Science and Engineering and Changzhou University The Institute for Advanced Studies Wuhan University Beijing National Laboratory for Molecular Sciences CAS Key Laboratory of Organic Solids Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences

Sidechain engineering as an efficient and convenient strategy has been widely used to optimize molecular structure of photovoltaic materials for boosting power conversion efficiency(PCE) of organic solar cells(OSCs). Herein, a new Y-series acceptor named Y-ThSi with trialkylsilyl-substituted thiophene as conjugated sidechain is developed. Compared with its parental Y6 with multiple intermolecular interactions, Y-ThSi has a unitary molecular packing due to the additional steric hindrance from twodimensional(2D)-conjugated trialkylsilyl-thiophene. Therefore, Y-ThSi shows an obviously blue-shifted absorption with an onset of ～850 nm but significantly up-shifted lowest unoccupied molecular orbital energy level. For the PM6:Y-ThSi pair, the spin-coating OSCs achieve a decent PCE of 14.56% with an impressively high photovoltage(VOC) of 0.936 V. Inspired by its high VOCand narrow absorption, Y-ThSi is introduced into near-infrared absorbing binary PM6:BTP-eC9 host to construct ternary OSCs. Thanks to the complementary absorption, optimized morphology, and minimized energy loss properties, the PM6:BTP-eC9:Y-ThSi-based OSCs offer a higher PCE of 18.34%. Moreover, our developed strategy can overcome the commonly existed PCE drop when the blade-coating towards large-scale printing is used instead. Therefore, a comparable PCE of 18.34% is achieved, which is one of the best values for the blade-coating OSCs so far.

关键词：