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On-chip spiking neural networks based on add-drop ring microresonators and electrically reconfigurable phase-change material photonic switches

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Photonics Research 2024年第4期12卷 755-766页

作者： QIANG ZHANG NING JIANG YIQUN ZHANG ANRAN LI huanhuan xiong GANG HU YONGSHENG CAO KUN QIU School of Information and Communication Engineering University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 611731China

We propose and numerically demonstrate a photonic computing primitive designed for integrated spiking neural networks (SNNs) based on add-drop ring microresonators (ADRMRs) and electrically reconfigurable phasechange material (PCM) photonic switches. In this neuromorphic system, the passive silicon-based ADRMR,equipped with a power-tunable auxiliary light, effectively demonstrates nonlinearity-induced dual neural dynamics encompassing spiking response and synaptic plasticity that can generate single-wavelength optical neural spikes with synaptic weight. By cascading these ADRMRs with different resonant wavelengths, weighted multiple-wavelength spikes can be feasibly output from the ADRMR-based hardware arrays when external wavelengthaddressable optical pulses are injected;subsequently, the cumulative power of these weighted output spikes is utilized to ascertain the activation status of the reconfigurable PCM photonic switches. Moreover, the reconfigurable mechanism driving the interconversion of the PCMs between the resonant-bonded crystalline states and the covalent-bonded amorphous states is achieved through precise thermal modulation. Drawing from the thermal properties, an innovative thermodynamic leaky integrate-and-firing (TLIF) neuron system is proposed. With the TLIF neuron system as the fundamental unit, a fully connected SNN is constructed to complete a classic deep learning task:the recognition of handwritten digit patterns. The simulation results reveal that the exemplary SNN can effectively recognize 10 numbers directly in the optical domain by employing the surrogate gradient algorithm. The theoretical verification of our architecture paves a whole new path for integrated photonic SNNs, with the potential to advance the field of neuromorphic photonic systems and enable more efficient spiking information processing.

关键词： neural networks precise

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Mining Myb transcription factors related to wood development in Larix olgensis

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Journal of Forestry Research 2020年第6期31卷 2453-2461页

作者： Jiali Zhao huanhuan xiong Junhui Wang Hanguo Zhang Lei Zhang State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding Northeast Forestry UniversityHarbin 150040People’s Republic of China State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding Chinese Academy of ForestryBeijing 100081People’s Republic of China

Larix olgensis A.Henry is a fast-growing tree used for aff orestation in northeastern China and has great ecological and economic value.For studying developmental genes in the xylem of this species,we investigated the Myb transcription factor family,one of the largest families of transcription factors in plants,which plays an important role in the regulation of lignifi cation in plant secondary walls.By sequencing a L.olgensis cDNA library using the Illumina HiSeq2500 high-throughput sequencing platform,we obtained 58,683 unigene sequences,of which 16,554 unigenes were longer than 1000 bp,accounting for 28.2%of the total database.The alignment of these genes with the GO,COG,KEGG,Swiss-Prot and NR databases resulted in annotated 29,350 unigenes.We obtained a total of 1460 differentially expressed genes,of which 453 were upregulated and 1007 were downregulated at the two developmental stages analyzed.The gene annotations showed a wide range of biological functions and metabolic pathways.The 10 Myb transcription factors that were obtained from the diff erentially expressed genes were analyzed by real-time quantitative PCR(qRT-PCR).The results showed that four Myb transcription factors may be associated with xylem development in L.olgensis.Due to the large genome size of conifers,genomics research on these species has lagged behind that for other plant groups.Our data provide the basis for further studies on xylem development in L.olgensis.

关键词： Larix olgensis RNA-seq Myb transcription factors Diff erentially expressed genes

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基于EMD分量与小波包能量熵的轧辊磨削颤振在线预测

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金刚石与磨料磨具工程 2024年第1期44卷 73-84页

作者：朱欢欢迟玉伦张梦梦熊力应晓昂上海市高级技工学校制造工程系上海200437 上海理工大学机械工程学院上海200093 上海工程技术大学高职学院上海200437

针对轧辊磨削颤振时的时频域单一处理方法存在部分特征丢失的问题,提出了时频域相结合的方法对信号进行特征处理,并利用智能算法实现轧辊磨削颤振的在线预测。首先,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法对振动传感... 详细信息

针对轧辊磨削颤振时的时频域单一处理方法存在部分特征丢失的问题,提出了时频域相结合的方法对信号进行特征处理,并利用智能算法实现轧辊磨削颤振的在线预测。首先,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法对振动传感器信号进行分解获得各固有模态函数(intrinsic mode function,IMF),剔除“虚假分量”后计算表征轧辊磨削颤振的时域特征。然后,利用小波包能量熵对声发射传感器信号求解频率段节点能量熵值,获得表征轧辊磨削颤振的频域特征。最后,将上述时频域特征降维后代入智能算法模型实现对轧辊磨削加工的在线预测。结果表明:LV-SVM模型的磨削颤振分类平均准确率达92.75%,模型平均响应时间为0.7765 s;验证了时频域特性的EMD和小波包能量熵方法的LV-SVM在线预测轧辊磨削颤振的有效性。

关键词：轧辊磨削颤振 EMD分解固有模态函数小波包能量熵最小二乘支持向量机

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科研项目成果在通识课程中的教学实践与探索

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生物学杂志 2024年第2期41卷 126-130页

作者：阎臻杨健熊莉樊佳张大伟林宏辉刘唤唤四川大学生命科学学院生物科学国家级实验教学示范中心生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心成都610064

以“众里寻他千百度——核酸检测的应用”实验项目为例,探索将科研项目的部分内容应用于高校生物类通识课程的实践经验。该项目以拟南芥T-DNA插入突变体为材料,通过基因组DNA的提取、PCR检测和条带分析等,探讨核酸检测技术在科学研究和... 详细信息

以“众里寻他千百度——核酸检测的应用”实验项目为例,探索将科研项目的部分内容应用于高校生物类通识课程的实践经验。该项目以拟南芥T-DNA插入突变体为材料,通过基因组DNA的提取、PCR检测和条带分析等,探讨核酸检测技术在科学研究和医学检验中的应用,涵盖一个完整的富含生物学特色的科研过程。该项目在通识课程中的实践,使非生物专业的学生在获得生物学核酸提取相关知识点和实验技能点的同时,了解生物学科研项目的实施过程;同时,通过鼓励学生思考核酸检测技术手段发展的背景、过程和意义,培养学生的发散性思维和创新实践能力,为培养新时代全面创新型人才奠定基础。

关键词：科研项目转化通识课程实验教学核酸检测

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电容法测定化妆品保湿功效不确定度评估

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中国洗涤用品工业 2024年第3期 85-93页

作者：傅环环李海军叶琳洋熊俊北京睿迩检测技术有限公司北京100000

通过分析建立数学模型,对测定化妆品涂抹8 h前后皮肤角质层水分含量差值的不确定度进行评估,主要包括前后两次角质层水分含量测定中的随机波动,测试及称量仪器未查明的系统误差,测试及称量仪器的分辨力,测量结果修约误差,以及不确定度... 详细信息

通过分析建立数学模型,对测定化妆品涂抹8 h前后皮肤角质层水分含量差值的不确定度进行评估,主要包括前后两次角质层水分含量测定中的随机波动,测试及称量仪器未查明的系统误差,测试及称量仪器的分辨力,测量结果修约误差,以及不确定度的潜在来源样品取样量、环境温湿度等方面,最后计算合成标准不确定度及扩展不确定度。依据不确定度传播率,考虑自变量的相关性,通过评估结果的验证,化妆品保湿功效测定中用于统计推断的样品使用前后皮肤角质层水分含量差值,其合成标准不确定度公式宜采用前后两次测试标准不确定度之差。

关键词：不确定度保湿化妆品功效

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hs-cTnI、Myo、CK-MB联合检测在急性心肌梗死中的诊断价值

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中外医学研究 2024年第16期22卷 77-80页

作者：刘吉能李道霞熊欢欢周小琴赵立群仁怀市人民医院贵州仁怀564500

目的:探讨高敏心肌肌钙蛋白I(hs-cTnI)、肌红蛋白(Myo)及肌酸激酶同工酶(CK-MB)联合检测在急性心肌梗死中的诊断价值。方法:选取2021年6月—2022年6月仁怀市人民医院收治的100例急性心肌梗死患者作为观察组,另选取同期100例住院患者作... 详细信息

目的:探讨高敏心肌肌钙蛋白I(hs-cTnI)、肌红蛋白(Myo)及肌酸激酶同工酶(CK-MB)联合检测在急性心肌梗死中的诊断价值。方法:选取2021年6月—2022年6月仁怀市人民医院收治的100例急性心肌梗死患者作为观察组,另选取同期100例住院患者作为对照组。两组均检测hs-cTnI、Myo、CK-MB水平。比较两组hs-cTnI、Myo、CK-MB水平,分析hs-cTnI、Myo、CK-MB及三者联合检测在急性心肌梗死中的诊断价值。结果:观察组hs-cTnI、Myo、CK-MB水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。绘制受试者工作特征(ROC)曲线显示,hs-cTnI、Myo、CK-MB联合检测诊断急性心肌梗死的曲线下面积(AUC)最高。结论:hs-cTnI、Myo、CK-MB在急性心肌梗死诊断中具有一定价值,联合检测价值最高,有助于患者尽早开展针对性治疗,以改善预后。

关键词：心肌梗死高敏心肌肌钙蛋白I 肌红蛋白诊断效能

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联合检验高敏肌钙蛋白Ⅰ、肌红蛋白及心肌酶谱在心肌梗死中的诊断效能

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系统医学 2024年第8期9卷 89-91,95页

作者：刘吉能李道霞熊欢欢周小琴赵立群仁怀市人民医院检验科贵州仁怀564500

目的探讨联合检验高敏肌钙蛋白Ⅰ(High-sensitive Cardiac TroponinⅠ,hs-cTnⅠ)、肌红蛋白(Myoglobin,Myo)及心肌酶谱在心肌梗死中的诊断效能。方法选取仁怀市人民医院于2021年6月—2022年6月收治的100例心肌梗死患者及100名健康体检... 详细信息

目的探讨联合检验高敏肌钙蛋白Ⅰ(High-sensitive Cardiac TroponinⅠ,hs-cTnⅠ)、肌红蛋白(Myoglobin,Myo)及心肌酶谱在心肌梗死中的诊断效能。方法选取仁怀市人民医院于2021年6月—2022年6月收治的100例心肌梗死患者及100名健康体检者分别为观察组、对照组,均采血检测hs-cTnI、Myo、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase-MB,CK-MB)水平,比较两组血清hs-cTnI、Myo、CK-MB水平差异,并绘制受试者操作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线分析血清各指标及联合检测在心肌梗死中的诊断效能。结果观察组血清hs-cTnI、Myo、CK-MB水平为(0.28±0.05)μg/L、(95.63±7.25)μg/L、(75.63±6.35)U/L,高于对照组的(0.04±0.01)μg/L、(41.47±4.31)μg/L、(20.32±2.14)U/L,差异有统计学意义(t=47.068、64.213、82.541,P均<0.05)。ROC曲线显示,血清hs-cTnI、Myo、CK-MB联合检测诊断心肌梗死价值最高。结论血清hs-cTnI、Myo、CK-MB在心肌梗死诊断中具有一定价值,联合检测价值更高,有助于患者尽早开展针对性治疗,以改善预后。

关键词：心肌梗死高敏肌钙蛋白I 肌红蛋白心肌酶谱诊断效能

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乳酸菌第二信使分子c-di-AMP研究进展

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工业微生物 2024年第2期54卷 79-84页

作者：范艺周李欢欢喻林兵曹佳尧艾连中熊智强上海理工大学健康科学与工程学院/上海食品微生物工程技术研究中心上海200093

微生物依赖信号识别和信号传递来感知并响应外界环境变化。c-di-AMP作为第二信使分子在信号传导过程中发挥着关键作用,其通过酶、转录调控因子和核糖开关等受体靶标来调控细胞生长、生物膜形成、K^(+)稳态、DNA完整性、细胞壁合成和脂... 详细信息

微生物依赖信号识别和信号传递来感知并响应外界环境变化。c-di-AMP作为第二信使分子在信号传导过程中发挥着关键作用,其通过酶、转录调控因子和核糖开关等受体靶标来调控细胞生长、生物膜形成、K^(+)稳态、DNA完整性、细胞壁合成和脂肪酸合成等与生理功能相关的基因和蛋白的表达。尽管对于c-di-AMP代谢调控在枯草芽孢杆菌、单增李斯特氏菌和金黄色葡萄球菌等细菌中的研究较为深入,但对其在乳酸菌中的研究却相对较少。基于此,文章重点关注乳酸菌中cdi-AMP的代谢及其在K^(+)稳态和抑制甘氨酸甜菜碱转运中的信号传导作用;同时,通过总结现有研究中的乳酸菌c-di-AMP代谢调控,深化对乳酸菌第二信使分子信号调控的认知。

关键词：乳酸菌第二信使分子环二腺苷酸

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A simple fluorescent sensor for highly sensitive detection of UO_(2)2+

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Chinese Chemical Letters 2023年第4期34卷 420-423页

作者： huanhuan Ding Chenguang Li Hailing Zhang Na Lin Wen-Sheng Ren Shicheng Li Weidong Liu Zhonghua xiong Binyuan Xia Chong-Chen Wang Institute of Materials China Academy of Engineering PhysicsMianyang 621907China Beijing Key laboratory of Functional Materials for Building Structure and Environment Remediation/Beijing Energy Conservation&Sustainable Urban and Rural Development Provincial and Ministry Co-construction Collaboration Innovation Center Beijing University of Civil Engineering and ArchitectureBeijing 100044China

Extensive application of nuclear energy has caused widespread environmental uranium contamination.New detection approaches without complicated sample pretreatment and precision instruments are in demand for on-site and in-time determination of uranyl ions in environmental monitoring, especially in an emergency situation. In this work, a simple and effective fluorescent sensor(Z)-N’-hydroxy-4-(1,2,2-triphenylvinyl)benzimidamide(TPE-A) with aggregation-induced emission(AIE) character was established and studied. It could realize to detect UO_(2)2+via quenching the fluorescence of its aggregation-induced emission, with good selectivity and sensitivity. Such strategy shows a wide linear range from 5.0 × 10^(-8)mol/L to 4.5 × 10^(-7)mol/L(R^(2)= 0.9988) with exceptional sensitivity reaching 4.7 × 10^(-9)mol/L, which is far below the limit for uranium in drinking water(30 μg/L, ca. 1.1 × 10-7mol/L) stipulated by the WHO.A response time less than four minutes make it rapid for uranyl ion measurement. It was applied for detection of uranyl ion in spiked river water samples with recoveries in the range of 98.7%-104.0%, comparable to those obtained by ICP-MS. With the advantages of portable apparatus, rapid detection process and high sensitivity, TPE-A can serve as a promising fluorescent sensor for the detection of UO_(2)2+in environmental water samples.

关键词： Uranyl ion Trace analysis Aggregation-induced emission Fluorescent sensor Intramolecular charge transfer

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基于浮动电源供电技术的多节电池监控电路测试解决方案分析

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集成电路应用 2024年第2期41卷 4-5页

作者：刘思嘉李明明郭焕焕熊耀斌于望中国运载火箭技术研究院物资中心北京100076

阐述针对多节电池监控电路LTC6803,采用浮动电源供电方案,通过集成和优化模数转换器测试技术、模拟开关测试技术以及数字电路测试技术等多种方法,完成对此款电池监控芯片的测试开发。

关键词：电池组监控电路模数转换器模拟开关数字电路

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