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Screening COVID-19 from chest X-ray images by an optical diffractive neural network with the optimized F number

Photonics Research 2024年第7期12卷 1410-1426页

作者： jialong wang SHOUYU CHAI WENTING GU BOYI LI XUE JIANG YUNXIANG ZHANG HONGEN LIAO XIN LIU DEAN TA Academy for Engineering and Technology Fudan UniversityShanghai 200433China Center for Biomedical Engineering Fudan UniversityShanghai 200433China Department of Chemistry Fudan UniversityShanghai 200433China Department of Biomedical Engineering School of MedicineTsinghua UniversityBeijing 100084China

The COVID-19 pandemic continues to significantly impact people's lives worldwide, emphasizing the critical need for effective detection methods. Many existing deep learning-based approaches for COVID-19 detection offer high accuracy but demand substantial computing resources, time, and energy. In this study, we introduce an optical diffractive neural network(ODNN-COVID), which is characterized by low power consumption, efficient parallelization, and fast computing speed for COVID-19 detection. In addition, we explore how the physical parameters of ODNN-COVID affect its diagnostic performance. We identify the F number as a key parameter for evaluating the overall detection capabilities. Through an assessment of the connectivity of the diffractive network, we established an optimized range of F number, offering guidance for constructing optical diffractive neural networks. In the numerical simulations, a three-layer system achieves an impressive overall accuracy of 92.64% and 88.89% in binary-and threeclassification diagnostic tasks. For a single-layer system, the simulation accuracy of 84.17% and the experimental accuracy of 80.83% can be obtained with the same configuration for the binary-classification task, and the simulation accuracy is 80.19% and the experimental accuracy is 74.44% for the three-classification task. Both simulations and experiments validate that the proposed optical diffractive neural network serves as a passive optical processor for effective COVID-19 diagnosis, featuring low power consumption, high parallelization, and fast computing capabilities. Furthermore, ODNN-COVID exhibits versatility, making it adaptable to various image analysis and object classification tasks related to medical fields owing to its general architecture.

关键词： neural network offering

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南极半岛周边海域南极磷虾栖息地适应性

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水产学报 2024年第6期48卷 48-57页

作者：王嘉龙刘慧朱国平上海海洋大学海洋生物资源与管理学院上海海洋大学极地研究中心上海海洋大学大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室极地海洋生态系统研究室上海海洋大学国家远洋渔业工程技术研究中心

南极磷虾作为南极生态系统中的关键物种，其栖息地适应性研究对可持续利用磷虾资源和了解南大洋生态系统均有重要作用。然而，不同的模型算法会导致估算的磷虾栖息地适宜性出现较大的偏差。为了探索构建磷虾栖息地指数模型的合适方法，... 详细信息

南极磷虾作为南极生态系统中的关键物种，其栖息地适应性研究对可持续利用磷虾资源和了解南大洋生态系统均有重要作用。然而，不同的模型算法会导致估算的磷虾栖息地适宜性出现较大的偏差。为了探索构建磷虾栖息地指数模型的合适方法，实验利用海表温度(sea surface temperature,SST)、海平面高度(sea surface height,SSH)、海表面叶绿素(sea surface chlorophyll,SSC)、海冰密集度(sea ice concentration,SIC)等环境因子，分别采用神经网络拟合和一元非线性拟合方法，并结合最小值法、最大值法、连乘法、算术平均法、几何平均法、加权算术平均法等算法构建磷虾栖息地适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型。结果显示，神经网络模型预报结果更符合磷虾实际栖息分布情况，而一元非线性拟合预测结果较为连续。最大值法和最小值法计算结果差异较大，容易引进较大的误差。连乘法的预测效果较好，算术平均法、几何平均法和加权算术平均法的预测结果相似，且较为稳定。研究表明，神经网络模型是构建南极磷虾HSI模型的合适方法。此外，使用连乘法和加权算术平均法等算法能够提高模型预测结果的准确性和稳定性，而最大值法和最小值法要慎重使用。本研究的方法和结论有助于评估类似物种在栖息地方面的适宜性，对未来磷虾资源的评估和南极生态系统管理具有启示意义。同时，该研究也为其他生态学领域中栖息地适宜性研究提供参考。

关键词：南极磷虾栖息地适应性指数神经网络一元非线性拟合南极半岛

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广东硇洲岛火山地质与射气岩浆喷发

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岩石学报 2024年第7期40卷 2122-2134页

作者：王佳龙成智慧丁冉刘春茹岭南师范学院地理科学学院湛江524048 中国地震局地质研究所地震与火山灾害重点实验室北京100029 陆内火山与地震教育部重点实验室中国地质大学(北京)北京100083 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

硇洲岛位于雷州半岛东部海域,该岛最具特征的火山喷发形式是发生在其东南部那晏湾的射气岩浆喷发,这也是揭开硇洲岛火山喷发历史、环境和过程的窗口。本文从硇洲岛火山地质、射气岩浆喷发基浪堆积物粒度分析、有机质稳定同位素分析、电... 详细信息

硇洲岛位于雷州半岛东部海域,该岛最具特征的火山喷发形式是发生在其东南部那晏湾的射气岩浆喷发,这也是揭开硇洲岛火山喷发历史、环境和过程的窗口。本文从硇洲岛火山地质、射气岩浆喷发基浪堆积物粒度分析、有机质稳定同位素分析、电子自旋共振(ESR)测年等方法入手,分析讨论火山活动历史和射气岩浆喷发特征并追溯其基浪堆积物原始沉积环境。研究结果表明,早更新世强烈的岩浆溢流完成了岛屿的初始建造,之后硇洲岛高出海平面以上停止接受沉积;中更新世发生了两幕中小规模的火山活动,分别为距今约588ka的射气岩浆喷发和距今448ka的岩浆溢流;晚更新世在存亮湾附近可能发生了弱爆炸式火山喷发,自此硇洲岛的火山活动结束。

关键词：硇洲岛射气岩浆喷发物源分析

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The Lone Pair Electrons in Post-Transition Metal and Their Contribution to Optical Response

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新疆大学学报（自然科学版中英文） 2024年第5期41卷 579-590页

作者： wang jialong ZHANG Ruixin CUI Xiuhua CHEN Zhaohui JING Qun DUAN Haiming Xinjiang Key Laboratory of Solid State Physics and Devices School of Physical Science and TechnologyXinjiang UniversityUrumqi Xinjiang 830017China Key Laboratory of Oil&Gas Fine Chemicals Ministry of Education&Xinjiang Uygur Autonomous Region School of Chemical Engineering and TechnologyXinjiang UniversityUrumqi Xinjiang 830017China

The stereochemically active lone pairs around post-transition metal atoms play an important role in determining distorted lattice structure and optical *** lone pair electrons are characterized by crystal orbitals,electron localization function(ELF)and partial density of states(PDOS).Birefringence is evaluated by means of a Born effective charge approach based on modern polarization *** origin of the different responses of birefringence and second-harmonic generation(SHG)is explored,as well as the effect of spin-orbit coupling(SOC)on the band structure and optical properties is *** study of this paper can help to deeply understand the lone pairs and their contribution to optical property.

关键词： lone pair electrons birefringence second-harmonic generation response spin-orbit coupling first-principles

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Two-dimensional materials for future information technology: status and prospects

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Science China(Information Sciences) 2024年第6期67卷 1-147页

作者： Hao QIU Zhihao YU Tiange ZHAO Qi ZHANG Mingsheng XU Peifeng LI Taotao LI Wenzhong BAO Yang CHAI Shula CHEN Yiqi CHEN Hui-Ming CHENG Daoxin DAI Zengfeng DI Zhuo DONG Xidong DUAN Yuhan FENG Yu FU Jingshu GUO Pengwen GUO Yue HAO Jun HE Xiao HE Jingyi HU Weida HU Zehua HU Xinyue HUANG Ziyang HUANG Ali IMRAN Ziqiang KONG Jia LI Qian LI Weisheng LI Lei LIAO Bilu LIU Can LIU Chunsen LIU Guanyu LIU Kaihui LIU Liwei LIU Sheng LIU Yuan LIU Donglin LU Likuan MA Feng MIAO Zhenhua NI Jing NING Anlian PAN Tian-Ling REN Haowen SHU Litao SUN Yue SUN Quanyang TAO Zi-Ao TIAN Dong wang Hao wang Haomin wang jialong wang Junyong wang Wenhui wang Xingjun wang Yeliang wang Yuwei wang Zhenyu wang Yao WE... School of Electronic Science and Engineering Nanjing University School of Integrated Circuits Interdisciplinary Research Center for Future Intelligent Chips (Chip-X)Nanjing University School of Integrated Circuit Science and Engineering Nanjing University of Posts and Telecommunications State Key Laboratory of Infrared Physics Shanghai Institute of Technical Physics Chinese Academy of Sciences School of Physics and Key Lab of Quantum Materials and Devices of the Ministry of Education School of Electronic Science & EngineeringSoutheast University College of Integrated Circuits State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor MaterialsZhejiang University Suzhou Laboratory State Key Laboratory of Integrated Chips and Systems School of MicroelectronicsFudan University Shaoxin Laboratory Department of Applied Physics The Hong Kong Polytechnic University Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province College of Materials Science and EngineeringHunan University College of Integrated Circuits Zhejiang University Shenzhen Geim Graphene Center Shenzhen Key Laboratory of Layered Materials for Value-Added ApplicationsTsinghua-Berkeley Shenzhen Institute & Institute of Materials ResearchTsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua University State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation College of Optical Science and EngineeringInternational Research Center for Advanced PhotonicsZijingang CampusZhejiang University National Key Laboratory of Materials for Integrated Circuits Shanghai Institute of Microsystem and Information TechnologyChinese Academy of Sciences CAS Key Laboratory of Nanophotonic Materials and Devices & Key Laboratory of Nanodevices and Applications i-LabSuzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics (SINANO)Chinese Academy of Sciences College of Chemistry and Chemical Engineering Hunan University Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education) Department of PhysicsRenmin University of China School

Over the past 70 years, the semiconductor industry has undergone transformative changes,largely driven by the miniaturization of devices and the integration of innovative structures and materials. Two-dimensional(2D) materials like transition metal dichalcogenides(TMDs) and graphene are pivotal in overcoming the limitations of silicon-based technologies, offering innovative approaches in transistor design and functionality, enabling atomic-thin channel transistors and monolithic 3D integration. We review the important progress in the application of 2D materials in future information technology, focusing in particular on microelectronics and optoelectronics. We comprehensively summarize the key advancements across material production, characterization metrology, electronic devices, optoelectronic devices, and heterogeneous integration on silicon. A strategic roadmap and key challenges for the transition of 2D materials from basic research to industrial development are outlined. To facilitate such a transition, key technologies and tools dedicated to 2D materials must be developed to meet industrial standards, and the employment of AI in material growth, characterizations, and circuit design will be essential. It is time for academia to actively engage with industry to drive the next 10 years of 2D material research.

关键词： two-dimensional (2D) materials information technology production technology standardization of characterization microelectronicdevices optoelectronic devices multi-functional integration

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Investigation of the Clinical Diagnostic Significance of the T-Cell Test for Tuberculosis combined with Erythrocyte Sedimentation Test in Pulmonary Tuberculosis

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Journal of Clinical and Nursing Research 2024年第3期8卷 55-60页

作者： jialong wang Zhejiang Hangkang Medical Equipment Co. Ltd.Jinhua 321000Zhejiang ProvinceChina

Objective:To investigate the clinical diagnostic significance of peripheral blood T-cell test(T-spot test)for tuberculosis(TB)infection combined with erythrocyte sedimentation rate(ESR)in pulmonary ***:41 patients with a clinical diagnosis of TB during hospitalization from January 2020 to April 2023 in our hospital were selected as the experimental group,and 45 patients without TB(bronchopneumonia patients)were selected as the control *** diagnostic specificity,sensitivity,and accuracy of the T-spot TB test,ESR test,and the combined test of the two were calculated ***:The sensitivity,specificity,and accuracy of the T-spot TB test combined with ESR for the diagnosis of TB in the experimental group were significantly higher than the individual results of the T-spot TB test and ESR test alone(P<0.05).Conclusion:The T-spot TB test combined with the ESR test for TB diagnosis has greater clinical value than carrying out the tests individually.

关键词： Peripheral blood tuberculosis infection T-cell spot test Erythrocyte sedimentation rate test Tuberculosis Clinical diagnosis

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基于PSO-ELM的汽车发动机故障诊断模型研究

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农机使用与维修 2024年第5期 113-115页

作者：王家龙合肥腾飞高级技工学校合肥115058

汽车发动机的可靠性对交通和安全至关重要,快速而准确的故障诊断是确保道路上行车安全和维护车辆性能的关键因素。该文提出了PSO-ELM模型,基于PSO算法优化ELM网络的参数,进一步提高故障诊断的性能,构建基于PSO-ELM的故障预测系统,并对... 详细信息

汽车发动机的可靠性对交通和安全至关重要,快速而准确的故障诊断是确保道路上行车安全和维护车辆性能的关键因素。该文提出了PSO-ELM模型,基于PSO算法优化ELM网络的参数,进一步提高故障诊断的性能,构建基于PSO-ELM的故障预测系统,并对系统登录功能、数据导入功能、信号处理功能和故障预测识别功能进行设计,系统构建结束后,通过与传统方法的性能对比可知,该文提出的PSO-ELM模型在汽车发动机故障诊断方面表现出更高的准确性和效率,预测精度较传统单一ELM模型提高12.5%。研究结果可以更好地监测和预测发动机故障,有望进一步改善车辆的可靠性和安全性。

关键词：汽车发动机故障诊断 PSO ELM 数据分析实验评估

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元宇宙税收全景治理模式的实践探索与蓝图构建——基于场景应用实践的分析

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国际税收 2024年第3期 61-68页

作者：王佳龙刘泽瑜陈茹佳国家税务总局厦门市海沧区税务局

元宇宙在蓬勃发展的过程中,对原有主要以实体经济为征管对象的税收治理产生深远影响。目前国内外在行政和税务领域都针对“元宇宙+政务”及“元宇宙+税务”的应用场景开展了一系列探索。本文阐述了元宇宙提升税收治理效能、推进政府数... 详细信息

元宇宙在蓬勃发展的过程中,对原有主要以实体经济为征管对象的税收治理产生深远影响。目前国内外在行政和税务领域都针对“元宇宙+政务”及“元宇宙+税务”的应用场景开展了一系列探索。本文阐述了元宇宙提升税收治理效能、推进政府数字化转型的必要性与可行性,并对厦门税务部门探索的元宇宙涉税场景进行分析,研究当前限制元宇宙在税务领域深度应用的相关因素,在此基础上,设想并尝试构建元宇宙税收全景治理的蓝图,以期为后续完善税收治理现代化体系提供新视角与新路径。

关键词：元宇宙税收治理数字经济科技伦理

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最优尺度变换—层次分析法视角下城市内涝风险评估

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水文 2024年第4期44卷 62-68,110页

作者：任东风魏鑫王佳龙王飞跃辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000

在城市暴雨内涝频发的背景下,以辽宁省阜新市主城区为研究对象,利用无人机采集处理得到高精度正射影像和DEM,结合城市排水管网数据建立InfoWorksICM的耦合水动力模型,对城市内涝进行模拟研究和精度验证。通过对城市内涝灾害系统的三个... 详细信息

在城市暴雨内涝频发的背景下,以辽宁省阜新市主城区为研究对象,利用无人机采集处理得到高精度正射影像和DEM,结合城市排水管网数据建立InfoWorksICM的耦合水动力模型,对城市内涝进行模拟研究和精度验证。通过对城市内涝灾害系统的三个组成部分——致灾因子、孕灾环境和承灾体的分析,对其指标因子进行最优尺度变换和层次分析法分析(AHP)。利用情景模拟结果和指标体系技术建立城市内涝风险评估模型,并利用GIS空间分析技术绘制直观的风险评估图,多角度解释阜新市主城区内涝原因并提出建议,研究结果也可为其他城市内涝防治提供借鉴。

关键词： InfoWorksICM模型内涝风险评估最优尺度变换层次分析法

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基于高密度电法的抽水蓄能电站地下岩体结构探测

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科技和产业 2024年第10期24卷 252-257页

作者：李勇王佳龙黄小林湖南联智科技股份有限公司长沙410200

针对抽水蓄能电站地下岩体结构探测存在水下、地形复杂多变、对探测深度和分辨率要求较高等问题,提出了一种适应性强、稳定性高、成果信息丰富,可满足大坝地下岩体结构探测深度和分辨率要求的一种高密度电阻率探测方法。该方法对地下低... 详细信息

针对抽水蓄能电站地下岩体结构探测存在水下、地形复杂多变、对探测深度和分辨率要求较高等问题,提出了一种适应性强、稳定性高、成果信息丰富,可满足大坝地下岩体结构探测深度和分辨率要求的一种高密度电阻率探测方法。该方法对地下低阻异常具有较高的灵敏度,在探明地下破碎发育带和断层等构造优势显著。通过对西藏永木抽水蓄能电站上水库布设的3条高密度电法剖面进行分析,推断该地段基覆界线、破碎带、断层等分布情况,结合现场钻探验证结果,发现高密度电法反演解译结果与钻孔资料吻合较好,为下一步进行全区断裂划分、基覆界线确认和综合地质解释奠定了基础。结果表明高密度电法在查明抽水蓄能电站地下岩体结构的可行性和有效性。

关键词：抽水蓄能电站高密度电法低阻异常岩体结构综合地质解释

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