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Mechanism and experimental study on the fruit detachment of Chinese wolfberry through reciprocating vibration

INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 2024年第2期17卷 47-58页

作者： Mei, Song wang, jinpeng Song, Zhiyu Tang, Dunbing Shen, Cheng Nanjing Univ Aeronaut & Astronaut Coll Mech & Elect Engn Nanjing 210016 Peoples R China Minist Agr & Rural Affairs Nanjing Res Inst Agr Mechanizat Nanjing 210014 Peoples R China Nanjing Univ Aeronaut & Astronaut Intelligent Agr Coll Mech & Elect Engn 29 Yudao St Nanjing 210016 Peoples R China Nanjing Forestry Univ Nanjing 210037 Peoples R China

In order to realize the efficient and high-quality mechanical picking for Chinese wolfberry, firstly, the forced reciprocating vibration picking principle of the Chinese wolfberry branch was studied, and the mechanical model of vibration picking was established based on the simplified cantilever model, and the response analysis and solution of all positions for the branch were carried out. At the same time, the critical mechanical model of fruit detachment under the condition of fruit hanging on branches was established, and the theoretical values of inertia force for each component of the branch were obtained. Secondly, through actual measurement and finite element modeling, the natural frequency and forced vibration response simulation for each component of the branch of Chinese wolfberry terminal branch model were both studied, and the relationship between single-point periodic excitation force and high-quality fruit shedding parameters was obtained. Thirdly, according to the conclusion of the picking model, a test bench with many groups of adjustable parameters was built. Finally, the last branch of fruit-hanging Chinese wolf berry for Ningqi No.1 was taken as the experimental object, a four-level orthogonal experiment was designed with three factors: frequency, amplitude and entrance angle. Meanwhile, the net picking rate, damage rate and false picking rate were taken as the evaluating indicators, referring to the comprehensive scores of the three factors. It was concluded that the primary and secondary relations of factors affecting the picking effect are frequency, amplitude and entrance angle, and the best operation parameters are frequency of 20 Hz, amplitude of 15 mm, and entrance angle of 45 degrees, then, a hand-held vibration picker with setting parameters was trial-produced, and the optimal parameter combination was verified in the Chinese wolfberry planting base of the National Chinese wolfberry Engineering and Technology Research Center. The results

关键词： Chinese wolfberry branches reciprocating vibration inertial force orthogonal experiment

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Engineered exosome hybrid copper nanoscale antibiotics facilitate simultaneous self-assembly imaging and elimination of intracellular multidrug-resistant superbugs

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Chinese Chemical Letters 2024年第7期35卷 319-324页

作者： Zengchao Guo Weiwei Liu Tengfei Liu jinpeng wang Hui Jiang Xiaohui Liu Yossi Weizmann Xuemei wang State Key Laboratory of Digital Medical Engineering School of Biological Science and Medical EngineeringSoutheast UniversityNanjing 210096China Department of Chemistry Ben-Gurion University of the NegevBeer-Sheva 8410501Israel

With the increasing emergence of bacterial infections,especially multidrug-resistant(MDR)bacteria,poses an urgent *** study demonstrated a novel multifunctional nanotheranostics platform developed by the strategic integration of both in-situ bio-assembly imaging and target bacteria *** the introduction of copper ions into bacteria,the Cu^(2+)could spontaneously bio-selfassembled into a multifunctional copper nanoclusters(NCs)which efficiently enhanced epigallocatechin gallate(EGCG)uptake into *** visualizing the bacteria,the developed theranostic nanoplatform exhibited highly efficient disinfection activities with negligible side effects as reflected by higher cell viability and insignificant hemolytic ***,the exosomal formulation of EGCG integrated with Cu^(2+)showed an increased intracellular antibacterial activity,which could eliminate most of the methicillin-resistant Staphylococcus aureus(MRSA)phagocytosed by macrophages,guide macrophages toward M2-like phenotype polarization and alleviate inflammation,without exhibiting obvious cytotoxicity on host *** regimen could be viewed as an effective strategy for the sterilization of intractable bacterial infections.

关键词： In situ self-assembled Exosome Antibacterial agents Bioimaging Intracellular infection

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Allotetraploidization event of Coptis chinensis shared by all Ranunculales

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Horticultural Plant Journal 2024年第1期10卷 288-303页

作者： Yan Zhang Weina Ge Jia Teng Yanmei Yang Jianyu wang Zijian Yu Jiaqi wang Qimeng Xiao Junxin Zhao Shaoqi Shen Yishan Feng Shoutong Bao Yu Li Yuxian Li Tianyu Lei Yuxin Pan Lan Zhang jinpeng wang Department of Bioinformatics School of Life SciencesNorth China University of Science and TechnologyTangshanHebei 063000China School of Life Sciences North China University of Science and TechnologyTangshanHebei 063000China State Key Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany Institute of BotanyChinese Academy of ScienceBeijing 100093China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Coptis chinensis Franch.,also named Chinese goldthread is a member of Ranunculaceae in the order Ranunculales and represents an important lineage of early eudicots with traditional medicinal *** our study,by using syntenic analysis combined with phylogenomic analysis of *** and four other representative genomes from basal and core eudicots,we confirmed that the WGD event in *** was shared by Aquilegia coerulea and Papaver somniferum *** quickly occurred after Ranunculales diverged from other eudicots,likely a Ranunculales common tetraploidization(RCT).The synonymous nucleotide substitutions at synonymous sites distribution of syntenic blocks across these genomes showed that the evolutionary rate of the *** genome is faster than that of the *** genome by approximately 13.7%,possibly due to Papaveraceaes having an additional special tetraploidization event(PST).After Ks correction,the RCT dated to 115—130 million years ago(MYA),which was close to the divergence of Ranunculaceaes and Papaveraceaes approximately115.45—130.51 ***,we identified homologous genes related to polyploidization and speciation and constructed multiple sequence alignments with different reference ***,the event-related subgenomes in the basal genomes all showed genomic fractionation bias,suggesting a likely allopolyploid nature of the RCT,PST and T-Alpha and T-Beta events in Tetracentron *** addition,we detected that the sixteen P450 subfamilies were markedly expanded in the genomes of Ranunculales,and most of them were related to the RCT and PST *** constructed a new platform for Early Eudicot Comparative Genomic Research(http://***/***)to store more *** summary,our findings support the WGD of *** shared by Ranunculales,which is likely an allotetraploidization *** present effort offered new insights into the evolution of key polyploidization events and the genes related to second

关键词： Coptis chinensis Ranunculales Polyploidization Genomic fractionation P450 genes

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A likely paleo-autotetraploidization event shaped the high conservation of Nyssaceae genome

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Horticultural Plant Journal 2024年第3期10卷 911-930页

作者： Yishan Feng Zhenyi wang Qimeng Xiao Jia Teng Jianyu wang Zijian Yu Jiaqi wang Qiang Xu Yan Zhang Shaoqi Shen Shoutong Bao Yu Li Zimo Yan Yue Ding Zihan Liu Yuxian Li Tianyu Lei Min Yuan Xiu-Qing Li jinpeng wang Department of Bioinformatics School of Life SciencesNorth China University of Science and TechnologyTangshanHebei 063000China Fredericton Research and Development Centre Agriculture and Agri-Food CanadaFrederictonNew Brunswick E3B 4Z7Canada State Key Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany Institute of BotanyChinese Academy of ScienceBeijing 100093China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Scientific knowledge about the ancestral genome of core eudicot plant kingdom can potentially have profound impacts on both basic and applied research,including evolution,genetics,genomics,ecology,agriculture,forestry,and global *** investigate which plant conserves best the core eudicots common ancestor genome,we compared Arcto-Tertiary relict Nyssaceae and 30 other eudicot plant *** genomes of Davidia involucrata(a known living fossil),Camptotheca acuminata and Nyssa sinensis,one per existent genus of Nyssaceae,were performed comparative genomic *** found that Nyssaceae originated from a single Nyssaceae common tetraploidization event(NCT)-autotetraploidization 28-31 Mya after the core eudicot common hexaploidization(ECH).We identified Nyssaceae orthologous and paralogous genes,determined its chromosomal evolutionary trajectory,and reconstructed the Nyssaceae most recent ancestor *** genome contained the entire seven paleochromosomes and 17 ECH-generated eudicot common ancestor chromosomes and was the slowest in mutation among the analyzed 42 species of 31 plant *** both its high retention of paleochromosomes and its low mutation rate,*** provides the best case in conservation of the core eudicot paleogenome.

关键词： Nyssaceae Polyploidization Multigenome alignment Evolutionary rate Autotetraploidization Karyotype evolution

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基于改进COF-YOLO v8n的油茶果静态与动态检测计数方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 193-203页

作者：王金鹏何萌甄乾广周宏平南京林业大学机械电子工程学院南京210037

针对自然环境下油茶果存在严重遮挡、近景色、小目标等现象,使用YOLO网络存在检测精度低、漏检现象严重等问题,提出对YOLO v8n网络进行改进。首先使用MPDIOU作为YOLO v8n的损失函数,有效解决因为果实重叠导致的漏检问题;其次调整网络,... 详细信息

针对自然环境下油茶果存在严重遮挡、近景色、小目标等现象,使用YOLO网络存在检测精度低、漏检现象严重等问题,提出对YOLO v8n网络进行改进。首先使用MPDIOU作为YOLO v8n的损失函数,有效解决因为果实重叠导致的漏检问题;其次调整网络,向其中加入小目标检测层,使网络能够关注小目标油茶以及被树叶遮挡的油茶;最后使用SCConv作为特征提取网络,既能兼顾检测精度又能兼顾检测速度。改进COF-YOLO v8n网络精确率、召回率、平均精度均值分别达到97.7%、97%、99%,比未改进的YOLO v8n分别提高3.2、4.8、2.4个百分点,其中严重遮挡情况下油茶检测精确率、召回率、平均精度均值分别达到95.9%、95%、98.5%,分别比YOLO v8n提高4.0、9.1、4.6个百分点。因此改进后COF-YOLO v8n网络能够明显提高油茶在严重遮挡、近景色、小目标均存在情况下的识别精度,减小油茶的漏检。此外,模型能够实现动、静态输入条件下油茶果计数。动态计数借鉴DeepSORT算法的多目标跟踪思想,将改进后COF-YOLO v8n的识别输出作为DeepSORT的输入,实现油茶果实的追踪计数。所得改进模型具有很好的鲁棒性,且模型简单可以嵌入到边缘设备中,不仅可用于指导自动化采收,还可用于果园产量估计,为果园物流分配提供可靠借鉴。

关键词：油茶果机器视觉 COF-YOLO v8n 计数产量估计

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基于COF-YOLOv5s的油茶果识别定位

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农业工程学报 2024年第13期40卷 179-188页

作者：王金鹏何萌甄乾广周宏平南京林业大学机械电子工程学院

针对自然环境下油茶果存在多种类、多遮挡及小目标等问题，该研究基于YOLOv5s提出COFYOLOv5s(camellia oleifera fruit-you only look once)油茶果识别模型，实现油茶果的高精度检测。通过添加小目标检测层、将FasterNet中的轻量化模块F... 详细信息

针对自然环境下油茶果存在多种类、多遮挡及小目标等问题，该研究基于YOLOv5s提出COFYOLOv5s(camellia oleifera fruit-you only look once)油茶果识别模型，实现油茶果的高精度检测。通过添加小目标检测层、将FasterNet中的轻量化模块Faster Block嵌入到C3模块及添加Biformer注意力机制对YOLOv5s进行改进。试验结果表明，改进后网络在测试集上的精度、召回率、平均精度均值分别为97.6%、97.8%、99.1%，比YOLOv5s分别提高5.0、7.5、4.4个百分点，推理时间为10.3 ms。将模型部署到Jetson Xavier NX中，结合ZED mini相机进行油茶果识别与定位试验。室内试验得到COF-YOLOv5s的召回率为91.7%，室外绿油茶果的召回率为68.8%，小目标红油茶果在弱光条件下的召回率为64.3%。研究结果可为实现油茶产业的智能化和规模化提供理论支持。

关键词：深度学习目标检测油茶果采收定位

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基于改进YOLOv7的苹果生长状态及姿态识别

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农业工程学报 2024年第6期40卷 258-266页

作者：陈青殷程凯郭自良吴玄博王金鹏周宏平南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037 南京林业大学机械电子工程学院南京210037

针对目前苹果在复杂环境下难以进行生长状态分类识别、姿态信息同步获取等问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的苹果生长状态分类和果实姿态融合识别方法。首先改进多尺度特征融合网络,在骨干网络中增加160×160的特征尺度层,用于增... 详细信息

针对目前苹果在复杂环境下难以进行生长状态分类识别、姿态信息同步获取等问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的苹果生长状态分类和果实姿态融合识别方法。首先改进多尺度特征融合网络,在骨干网络中增加160×160的特征尺度层,用于增强模型对微小局部特征的识别敏感度;其次引入注意力机制CBAM(convolutional block attention module),改善网络对输入图片的感兴趣目标区域的关注度;最后采用Soft-NMS算法,能够有效避免高密度重叠目标被一次抑制从而发生漏检现象。此外,结合UNet分割网络和最小外接圆及矩形特征获取未遮挡苹果姿态。试验结果表明,改进YOLOv7的识别精确率、召回率和平均识别精度分别为86.9%、80.5%和87.1%,相比原始YOLOv7模型分别提高了4.2、2.2和3.7个百分点,另外苹果姿态检测方法的准确率为94%。该文模型能够实现苹果生长状态分类及果实姿态识别,可为末端执行器提供了抓取方向,以期为苹果无损高效的采摘奠定基础。

关键词：图像处理 YOLOv7 分类识别姿态识别深度学习苹果

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不同冲洗介质在冠状动脉光学相干断层成像中的应用比较

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中华心血管病杂志 2024年第2期52卷 144-149页

作者：李波李智博王金鹏赵雷王智慧武军铎刘斌吉林大学第二医院心血管内科长春130000

目的在使用光学相干断层扫描(OCT)指导经皮冠状动脉介入治疗(PCI)过程中,观察造影剂与肝素化生理盐水1∶1混合介质及单纯肝素化生理盐水作为替代介质对OCT成像质量的影响及其安全性。方法本研究为单中心前瞻性队列研究。入选2021年10月... 详细信息

目的在使用光学相干断层扫描(OCT)指导经皮冠状动脉介入治疗(PCI)过程中,观察造影剂与肝素化生理盐水1∶1混合介质及单纯肝素化生理盐水作为替代介质对OCT成像质量的影响及其安全性。方法本研究为单中心前瞻性队列研究。入选2021年10月至2022年8月在吉林大学第二医院心血管内科行PCI并完成OCT检查的慢性稳定型心绞痛或急性冠脉综合征患者。在病变血管相同位置分别使用造影剂(造影剂组)、造影剂与肝素化生理盐水1∶1混合介质(混合介质组)及单纯肝素化生理盐水(生理盐水组)作为冲洗介质行OCT检查。由独立观察者分析所有影像结果并判断管腔成像质量,以清晰成像区域比例(CIF%)作为评价指标对结果进行定量分析。同时测量血管腔平均直径,对比分析3种冲洗介质成像测量的管腔平均直径,观察3种介质对管腔解剖结构、病变病理特征及支架等的成像质量。结果共入选了105例患者,包括110支靶血管。入选患者年龄为(60.5±8.4)岁,男性60例(57.1%)。3组均未观察到与冲洗介质相关的并发症,且在管腔解剖结构、病变特征及支架相关特征方面显示了相同的图像质量。混合介质组在左右冠状动脉的检查中均达到与造影剂组相当的CIF%[右冠状动脉100.0%(100.0%,100.0%)比100.0%(100.0%,100.0%),P>0.05,左冠状动脉100.0%(95.9%,100.0%)比100.0%(100.0%,100.0%),P>0.05];生理盐水组在对右冠状动脉的检查中,达到与造影剂组相当的CIF%[100.0%(97.6%,100.0%)比100.0%(100.0%,100.0%),P>0.05],而在左冠状动脉CIF%较低[84.9%(75.9%,93.4%)比100.0%(100.0%,100.0%),P0.05)。结论肝素化生理盐水1∶1混合介质可以替代造影剂在PCI中作为冲洗介质进行OCT检查,单纯生理盐水亦在右冠状动脉OCT检查中有良好的效果,且两者作为替代介质进行OCT检查均是安全的。

关键词：光学相干断层扫描造影剂肝素化生理盐水腔内影像

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果蔬采摘机器人末端执行器研究现状

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中国农机化学报 2024年第4期45卷 231-236页

作者：胡皓若张跃跃周佳良陈青王金鹏南京林业大学机械电子工程学院南京市210037

目前果蔬采摘大多以人工采摘为主,存在效率低、采摘成本大等缺点,同时随着人口老龄化问题的日益严重,劳动力紧缺,制约农业的快速发展。末端执行器作为果蔬采摘机器人的关键部件,在很大程度上影响着采摘机器人的采摘率和损伤率,对末端执... 详细信息

目前果蔬采摘大多以人工采摘为主,存在效率低、采摘成本大等缺点,同时随着人口老龄化问题的日益严重,劳动力紧缺,制约农业的快速发展。末端执行器作为果蔬采摘机器人的关键部件,在很大程度上影响着采摘机器人的采摘率和损伤率,对末端执行器的研究具有至关重要的意义。充分阐述当前国内外果蔬采摘机器人的研究现状。根据采摘方式和驱动方式的不同对采摘末端执行器进行归纳,总结出采摘过程中致损原因。通过列举典型采摘末端执行器,分析末端执行器在采摘过程中果实致损的原因;通过对现有采摘机器人末端执行器方案的具体参数对比梳理,提出存在识别定位不准、采摘效率低等问题,并从损伤率、采摘效率等方面对未来末端执行器进行展望。

关键词：果蔬采摘末端执行器机器人果实致损智能化机械化

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电-氢混合储能参与的多能系统低碳优化

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电网与清洁能源 2024年第2期40卷 21-29页

作者：潘超郭晨雨刘继哲王锦鹏孟涛现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院吉林长春130021

针对可再生能源高渗透率的多能系统的未来发展,基于多能流交互拓扑,研究电-氢混合储能参与的IES灵活协同调控。考虑电-氢混合储能影响,构建以经济成本、风光使用率和碳排放量为多评价指标,研究多能流的多能调控策略。基于多能流的碳排信... 详细信息

针对可再生能源高渗透率的多能系统的未来发展,基于多能流交互拓扑,研究电-氢混合储能参与的IES灵活协同调控。考虑电-氢混合储能影响,构建以经济成本、风光使用率和碳排放量为多评价指标,研究多能流的多能调控策略。基于多能流的碳排信息,提出电-氢混合多能系统碳流倒推方法,利用多能流的碳流拓扑辅助多能调控决策。通过对实际电网的仿真,分析电-氢混合储能对系统综合效益的改善效果,研究源-荷-储互动特性,验证该文方法的有效性和合理性。

关键词：多能系统电-氢混合低碳

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