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Advances and applications of machine learning and intelligent optimization algorithms in genome‑scale metabolic network models

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Systems Microbiology and Biomanufacturing 2023年第2期3卷 193-206页

作者： Lidan Bai Qi You Chenyang Zhang Jun Sun Long liu Hengyang Lu qidong Chen Jiangsu Provincial Engineering Laboratory of Pattern Recognition and Computational Intelligence WuxiJiangsuChina Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology Ministry of EducationJiangnan UniversityWuxi 214122China Science Center for Future Foods Jiangnan UniversityWuxi 214122China

Due to the increasing demand for microbially manufactured products in various industries,it has become important to find optimal designs for microbial cell factories by changing the direction of metabolic flow and its flux size by means of metabolic engineering such as knocking out competing pathways and introducing exogenous pathways to increase the yield of desired products.Recently,with the gradual cross-fertilization between computer science and bioinformatics fields,machine learning and intelligent optimization-based approaches have received much attention in Genome-scale metabolic network models(GSMMs)based on constrained optimization methods,and many high-quality related works have been published.Therefore,this paper focuses on the advances and applications of machine learning and intelligent optimization algorithms in metabolic engineering,with special emphasis on GSMMs.Specifically,the development history of GSMMs is first reviewed.Then,the analysis methods of GSMMs based on constraint optimization are presented.Next,this paper mainly reviews the development and application of machine learning and intelligent optimization algorithms in genome-scale metabolic models.In addition,the research gaps and future research potential in machine learning and intelligent optimization methods applied in GSMMs are discussed.

关键词： Genome-scale metabolic models Machine learning Intelligent optimization Metabolic engineering

应用于325 nm波段高透过低降解液晶材料

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液晶与显示 2024年第1期39卷 10-16页

作者：刘怀宇刘永刚王启东穆全全杨小东彭增辉中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

液晶空间光调制器通过改变驱动电压强度控制液晶分子排布实现对光的调制。紫外区域可用的液晶空间光调制器随光聚合式3D打印等应用的兴起,重要性日益显现。然而绝大多数液晶材料都是有机物,在紫外波段存在光吸收和光反应。为了拓宽液晶... 详细信息

液晶空间光调制器通过改变驱动电压强度控制液晶分子排布实现对光的调制。紫外区域可用的液晶空间光调制器随光聚合式3D打印等应用的兴起,重要性日益显现。然而绝大多数液晶材料都是有机物,在紫外波段存在光吸收和光反应。为了拓宽液晶材料的应用波段,本文通过选择在应用波段不发生紫外吸收和光反应的官能团,设计了一类可在325~400 nm波段应用不发生光吸收和光反应的液晶材料,并对液晶材料的紫外-可见光光谱进行仿真以验证设计的合理性。将耐紫外液晶化合物配置成混合液晶材料后与常见的两种混合液晶材料的紫外稳定性进行比较。在经过120 min的325 nm紫外光源的辐照后,液晶材料的吸光度和相变温度几乎不变,双折射率变化0.04%,阈值电压变化1.39%,响应时间变化0.32%。

关键词：液晶材料紫外稳定性双折射率

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大型大豆预处理车间生产工艺研究与设计应用

中国油脂 2019年第8期44卷 153-160页

作者：蒋守业吴金锐郝克非刘启东章新平国粮武汉科学研究设计院有限公司武汉430079 武汉友谊食品工程有限公司武汉430200 中粮集团有限公司北京100020 中储粮镇江粮油有限公司江苏镇江212006

针对大型大豆预处理车间生产工艺,以工程设计的新理念、新技术为中心,以剖析生产运营工厂实践案例为依据,以统计分析加工车间一手数据为手段,分析典型工艺设计和设备选型的机理,创新性地提出加强前清筛分工艺效果的设计方法和新型热量... 详细信息

针对大型大豆预处理车间生产工艺,以工程设计的新理念、新技术为中心,以剖析生产运营工厂实践案例为依据,以统计分析加工车间一手数据为手段,分析典型工艺设计和设备选型的机理,创新性地提出加强前清筛分工艺效果的设计方法和新型热量回收节能减排方案,以期为新建、改扩建项目工艺优化、设备选型、运行成本、特征指标和操作安全等方面提供参考。

关键词：大豆预处理工艺设计设备选型节能减排

拉西瓦水电站700 MW全空冷水轮发电机的设计

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水力发电 2009年第11期35卷 37-38,79页

作者：冶海廷张东胜刘启栋王建刚青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司青海贵德811700 哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040

拉西瓦水电站全空冷水轮发电机额定容量757 MV.A,额定电压18 kV,额定转速142.9 r/min,采用全空冷冷却方式,发电机为主轴半伞式三相凸极同步发电机;转子采用无轴结构;上、下机架为优质钢板焊接结构;推力轴承采用镜板泵外循环润滑冷却系... 详细信息

拉西瓦水电站全空冷水轮发电机额定容量757 MV.A,额定电压18 kV,额定转速142.9 r/min,采用全空冷冷却方式,发电机为主轴半伞式三相凸极同步发电机;转子采用无轴结构;上、下机架为优质钢板焊接结构;推力轴承采用镜板泵外循环润滑冷却系统。发电机的电磁参数及结构设计通过众多国内知名专家的严格审查,机组具有优良的性能,首批2台机组已于2009年5月18日并网发电。

关键词：水轮发电机全空冷结构拉西瓦水电站

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风电机组变桨轴承失效原因分析

科学技术创新 2023年第26期 68-71页

作者：刘启栋严得鑫芦彪宋首先左仲林孙志远李霖青海黄河风力发电有限责任公司青海共和

风电机组桨轴承的早期故障率很高,变桨轴承故障诊断的一项关键工作是找到覆盖故障轴承信号的最佳频带,曲线图是一种用于表征信号中隐藏的非平稳性的高级技术。因此,允许对给定的问题作出响应。它包括确定谐振中心频率和使峰度最大化的... 详细信息

风电机组桨轴承的早期故障率很高,变桨轴承故障诊断的一项关键工作是找到覆盖故障轴承信号的最佳频带,曲线图是一种用于表征信号中隐藏的非平稳性的高级技术。因此,允许对给定的问题作出响应。它包括确定谐振中心频率和使峰度最大化的适当带宽。本研究在分析了失效原因基础之上,提出了一种基于平方包络的光谱峰度法诊断变桨轴承打滑的方法。我们已经使用传动系风电机组的实际测量数据验证了光谱峰度诊断策略在改善单个缺陷诊断性能方面的潜力。

关键词：风电机组变桨轴承失效原因频谱峰度

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中国“夹层型”页岩油勘探开发现状及前景

石油钻采工艺 2019年第1期41卷 63-70页

作者：付茜刘启东刘世丽张健伟段宏亮徐焕友中国石化江苏油田分公司

页岩油资源是重要石油接替资源。夹层型页岩油富集主控因素为储集物性、排烃强度和异常压力,开发关键技术是薄层分布预测和压裂改造工艺。在调研相关文献的基础上,介绍了中国夹层型页岩油油气藏分布、勘探历程及勘探开发现状。从夹层型... 详细信息

页岩油资源是重要石油接替资源。夹层型页岩油富集主控因素为储集物性、排烃强度和异常压力,开发关键技术是薄层分布预测和压裂改造工艺。在调研相关文献的基础上,介绍了中国夹层型页岩油油气藏分布、勘探历程及勘探开发现状。从夹层型页岩油基础理论、理论技术、勘探技术、工程技术等方面分析了夹层型页岩油藏勘探开发面临的挑战。展望了中国夹层型页岩油藏勘探开发前景。

关键词：非常规油气夹层型页岩油勘探开发综述现状挑战前景

糖类与甜味剂的肠-脑轴效应研究进展及评估方法分析

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食品科学 2024年第9期45卷 322-329页

作者：史清照刘富强张启东范武柴国璧毛健王焕丽姬凌波冯伟华宗国浩曹培健卢鹏谢剑平中国烟草总公司郑州烟草研究院河南郑州450001 北京生命科技研究院北京102299

尽管甜味剂能够提供类似糖类的风味感受和远高于糖类的甜味强度,但仍旧不能完全替代糖类所带来的满足感,明确该现象的生物学机制对于完善甜味剂的功能评估体系和指导甜味剂的创新发展方向都具有十分重要的意义。本文系统综述了糖类与甜... 详细信息

尽管甜味剂能够提供类似糖类的风味感受和远高于糖类的甜味强度,但仍旧不能完全替代糖类所带来的满足感,明确该现象的生物学机制对于完善甜味剂的功能评估体系和指导甜味剂的创新发展方向都具有十分重要的意义。本文系统综述了糖类与甜味剂引发的动物行为偏好差异、动物脑区活动差异和肠-脑轴神经激活模式差异3个方面的研究进展,揭示了大脑可以辨别糖和甜味剂,从而产生个体行为偏好差异的深层原因,提出动物行为学、脑区神经活动和关键受体激活能力可用于评估甜味剂肠-脑轴效应,可为甜味剂领域的创新发展提供参考。

关键词：糖类甜味剂肠-脑轴行为学偏好神经活动

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支气管哮喘疗效预测模型构建的研究

北京中医药大学学报 2024年第5期47卷 729-740页

作者：黄麒东李民玺李逸龙邵婉琪赵舒梅龚晓燕赵林度刘兰英南京中医药大学附属医院江苏省中医院东南大学南京中医药大学针药结合教育部重点实验室

目的利用咳喘停穴位贴敷治疗支气管哮喘（简称“哮喘”）患者的数据，探讨中医药疗效预测模型构建方法及要点。方法在哮喘慢病管理科研平台上，选择2018—2021年的6—8月于江苏省中医院针灸康复科接受咳喘停穴位贴敷治疗6周的支气管... 详细信息

目的利用咳喘停穴位贴敷治疗支气管哮喘（简称“哮喘”）患者的数据，探讨中医药疗效预测模型构建方法及要点。方法在哮喘慢病管理科研平台上，选择2018—2021年的6—8月于江苏省中医院针灸康复科接受咳喘停穴位贴敷治疗6周的支气管哮喘患者的数据资料，共303例。统计分析使用Python 3.10软件，对影响因素进行初步筛选，将保留的影响因素采用Logistic回归、支持向量机、K-均值聚类算法、贝叶斯算法、随机森林法和轻量梯度提升机算法（LightGBM）分别构建模型，以哮喘控制测试评分（ACT）、第1秒用力呼气量（FEV1）及呼出气一氧化氮（FeNO）是否改善为结局指标，对各模型进行比较分析。然后，采用较优的模型，通过在训练集上建模、在验证集上验证，得到准确率，并筛选出重要的影响因素。结果 LightGBM模型被采用。通过LightGBM模型建立的咳喘停穴位贴敷治疗哮喘的疗效预测模型准确率均超过70%;最终筛选出烟酒嗜好、过敏病史、贴敷时间、治疗前ACT及治疗前FeNO共5个重要的影响因素。重要影响因素的分级分组与因变量关系的分析结果显示，咳喘停穴位贴敷对无过敏史、无烟酒嗜好和治疗前哮喘控制水平很差（ACT 5～15分）人群的ACT改善更明显（P50×10-9)的少数患者FeNO（P>0.05）起改善作用。结论穴位贴敷对哮喘控制水平的改善作用较明显，对气道炎症的改善作用有限；利用哮喘慢病管理科研平台的数据进行预测模型构建具有一定可行性；根据本研究的数据所建立的预测模型经过优化和测试后有可能为临床针对性治疗提供有效的测评工具。

关键词：支气管哮喘咳喘停穴位贴敷疗效预测轻度梯度提升机算法模型

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电控EGR阀综合性能测试系统的研制

计算机测量与控制 2017年第1期25卷 9-11,15页

作者：毛翎蒋庆刘琦岽陈泽熹中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

电控EGR阀是废气再循环技术中重要部件,主要包括步进电机式、电磁式和直流电机式,目前针对电控EGR阀测试系统研究尚不充分;为了实现对电控EGR阀各项技术指标的测试,研制了一套电控EGR阀综合性能测试系统;系统由驱动单元、控制单元、测... 详细信息

电控EGR阀是废气再循环技术中重要部件,主要包括步进电机式、电磁式和直流电机式,目前针对电控EGR阀测试系统研究尚不充分;为了实现对电控EGR阀各项技术指标的测试,研制了一套电控EGR阀综合性能测试系统;系统由驱动单元、控制单元、测试单元组成;驱动单元以电控EGR阀驱动器为驱动核心,控制单元以可编程控制器为控制核心,测试单元由各项指标的测试模块组成;通过对各项技术指标测试工艺流程设计,系统实现了对电控EGR阀流量特性、内漏性能、响应时间和阀内位置感应器性能的自动测试;实验结果表明,该系统稳定可靠,各项参数的机器能力指数Cmk均超过1.67,满足技术要求;系统提供了一种针对电控EGR阀综合性能的测试方案,并成功应用于某企业电控EGR阀生产测试车间。

关键词：电控EGR 综合性能测试机器能力指数