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Wearable Leg Movement Monitoring System for High-Precision Real-Time Metabolic Energy Estimation and Motion Recognition

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Research 2024年第2期2023卷 417-429页

作者： Jinfeng Yuan yuzhong zhang Shiqiang Liu Rong Zhu State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments Department of Precision InstrumentTsinghua UniversityBeijing 100084China

Comprehensive and quantitative assessment of human physical activity in daily life is valuable for healthcare,especially for those who suffer from obesity and neurological disorders or are at high risk of *** wearable devices,e.g.,smartwatches,are insufficient and inaccurate for monitoring highly dynamic limb movements and assessing human ***,we report a new wearable leg movement monitoring system incorporating a custom-made motion sensor with machine learning algorithm to perceive human motion accurately and comprehensively during diverse walking and running *** system enables real-time multimodal perceptions of personal identity,motion state,locomotion speed,and energy expenditure for wearers.A general law of extracting real-time metabolic energy from leg movements is verified although individual gaits show *** addition,we propose a novel sensing configuration combining unilateral lower leg movement velocity with its angular rate to achieve high accuracy and good generalizability while simplifying the wearable *** performances in personal identification(accuracy of 98.7%)and motion-state recognition(accuracy of 93.7%)are *** wearable system also exhibites high-precision real-time estimations of locomotion speed(error of 3.04%to 9.68%)and metabolic energy(error of 4.18%to 14.71%)for new subjects across various time-varying *** wearable system allows reliable leg movement monitoring and quantitative assessment of bodily kinematic and kinetic behaviors during daily activities,as well as safe identity authentication by gait parameters,which would greatly facilitate smart life,personal healthcare,and rehabilitation training.

关键词： smart enable monitoring

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Superhydrophobic Co/Fe sulfide nanoparticles and single-atoms doped carbon nanosheets composite air cathode for high-performance zinc-air batteries

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Journal of Energy Chemistry 2024年第9期96卷 568-577页

作者： Yan Tan Yijie Wang Aoshuang Li Xiucai Jiang yuzhong zhang Chuanwei Cheng Shanghai Key Laboratory of Special Artificial Microstructure Materials and Technology School of Physics Science and EngineeringTongji UniversityShanghai 200092China

Development of a high-performance bifunctional catalyst is essential for the actual implementation of zinc-air batteries in practical ***,a bifunctional cathode of Co_(3)S_(4)/FeS heterogeneous nanoparticles embedded in Co/Fe single-atom-loaded nitrogen-doped carbon nanosheets is ***-iron sulfides and single atomic sites with Co-N_(4)/Fe-N_(4)configurations are confirmed to coexist on the carbon matrix by EXAFS spectroscopy.3D self-supported super-hydrophobic multiphase composite cathode provides abundant active sites and facilitates gas–liquid-solid three-phase interface reactions,resulting in excellent electrocatalytic activity and batteries performance,i.e.,an OER overpotential(η_(10))of 260 mV,a half-wave potential(E_(1/2))of 0.872 V for ORR,aΔE of 0.618 V,and a discharge power density of 170 mW cm^(−2),a specific capacity of 816.3 mAh g^(−1).DFT analysis shows multiphase coupling of sulfide heterojunction through single-atomic metal doped carbon nanosheets reduces offset on center of electronic density of states before and after oxygen adsorption,and spin density of adsorbed oxygen with same spin orientation,leading to weakened charge/spin interactions between adsorbed oxygen and substrate,and a lowered oxygen adsorption energy to accelerate OER/ORR.

关键词： Zn-air battery Superhydrophobic interface Metal sulfide Heterostructure Spin density

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基于对抗性弱化的多阶段钢材表面缺陷分类算法

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组合机床与自动化加工技术 2024年第7期 170-176,181页

作者：罗晶周威张昱中周雷上海理工大学健康科学与工程学院上海200093

针对钢材表面缺陷分类中缺陷特征类间差异小或类内差异大等难题,提出了一种多阶段钢材表面缺陷分类算法。首先,提出了一种基于图像拼接的数据预处理方法,在调整图像大小的同时保证了缺陷区域质量,增加了可识别的缺陷区域;然后,基于此预... 详细信息

针对钢材表面缺陷分类中缺陷特征类间差异小或类内差异大等难题,提出了一种多阶段钢材表面缺陷分类算法。首先,提出了一种基于图像拼接的数据预处理方法,在调整图像大小的同时保证了缺陷区域质量,增加了可识别的缺陷区域;然后,基于此预处理方法设计了一个多阶段分类网络来识别缺陷,网络中提出了一种基于对抗性弱化的缺陷区域挖掘模块,使得二阶段分类网络更侧重于一阶段分类网络未被注意的缺陷区域,从而计算得到更加完整的缺陷区域;最后,通过两阶段特征融合的方式得到网络的分类结果。此外,算法利用特征金字塔结构和通道-空间注意力机制设计了一种高效的特征提取网络用于各阶段分类网络实现高效的特征提取。在两个钢材缺陷数据集上进行了对比和消融实验,实验结果表明所提出的算法优于现有分类模型,同时在实际生产环境测试中也展示出良好的适用性。

关键词：钢材缺陷分类多阶段分类对抗性弱化特征金字塔注意力机制

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区块链技术中的运筹学

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曲阜师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 1-8页

作者：张玉忠曲阜师范大学运筹学研究院山东省日照市276826

该文阐述了区块链技术及其在世界技术革命与当今社会发展中的意义和作用.针对区块链技术,提出了与之密切相关的组合最优化问题,证明了它们与现有的组合优化问题(如排序问题、背包问题等)之间的联系甚至等价性.同时探究了区块链技术在农... 详细信息

该文阐述了区块链技术及其在世界技术革命与当今社会发展中的意义和作用.针对区块链技术,提出了与之密切相关的组合最优化问题,证明了它们与现有的组合优化问题(如排序问题、背包问题等)之间的联系甚至等价性.同时探究了区块链技术在农业机械调度、能源调度等领域的最优化问题中的应用.

关键词：区块链技术排序近似算法计算复杂性 NP-难问题

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自发性颈内动脉海绵窦瘘二例报告及文献复习

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中华脑血管病杂志（电子版） 2024年第3期18卷 289-293页

作者：张誉中陈蓉海南医学院第一附属医院神经内科海口570100

颈内动脉海绵窦瘘(carotid-cavernous fistula,CCF)是一种罕见的脑血管疾病,发病率为0.17%~0.27%,其中大部分为外伤性CCF,自发性CCF仅占15%~25%。CCF的临床症状有结膜红肿、搏动或不搏动性突眼、眼眶疼痛、视力下降、复视、斜视等,其特... 详细信息

颈内动脉海绵窦瘘(carotid-cavernous fistula,CCF)是一种罕见的脑血管疾病,发病率为0.17%~0.27%,其中大部分为外伤性CCF,自发性CCF仅占15%~25%。CCF的临床症状有结膜红肿、搏动或不搏动性突眼、眼眶疼痛、视力下降、复视、斜视等,其特征性体征是可闻及与血管搏动一致的颅内杂音或耳鸣。该疾病诊断的金标准是数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA),同时它也是确定下一步治疗方案的关键。本文报道了2例自发性CCF患者,并对该疾病进行文献复习及总结,以提升临床医师对该疾病的认知度。

关键词：颈内动脉海绵窦瘘血管搏动临床医师数字减影血管造影搏动性突眼脑血管疾病疾病诊断认知度

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工件权重带限制的最小化最大加权完工时间的单机在线排序问题

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运筹学学报（中英文） 2024年第2期28卷 71-80页

作者：徐娟年马冉韩雯雯张玉忠青岛理工大学管理工程学院山东青岛266525 曲阜师范大学管理学院、运筹学研究院山东日照276826

本文考虑了最小化最大加权完工时间的单机在线排序问题,要求工件的权重在工件加工时间一定范围之内且工件的权重和工件加工时间具有一致性,即apj≤wj≤bpj(a≥(√5−1/2)b,b≥a)且若wi>wj则pi≥pj,如果wi=wj则pi=pj。工件以时间在线的方... 详细信息

本文考虑了最小化最大加权完工时间的单机在线排序问题,要求工件的权重在工件加工时间一定范围之内且工件的权重和工件加工时间具有一致性,即apj≤wj≤bpj(a≥(√5−1/2)b,b≥a)且若wi>wj则pi≥pj,如果wi=wj则pi=pj。工件以时间在线的方式到达,只有工件Jj在达到释放时间rj后,决策者才知晓工件的基本信息,如加工时间pj和权重wj。对于此问题,首先利用对手法证明了其下界为1+b/(b+a),随后给出了竞争比为1+b/(b+a)的最好可能的在线算法。特别地,当a=(√5−1/2)b时,该算法的竞争比为(5√+1)/2。

关键词：单机在线排序在线算法加权完工时间

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Ultrapermeable membranes based on connected cluster of hollow polydimethylsiloxane nanoparticles for gas separation

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Particuology 2023年第8期79卷 45-53页

作者： Xiaoli Ding Fangfang Tan Hongyong Zhao Qingping Xin yuzhong zhang State Key Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes National Center for International Joint Research on Separation MembranesTiangong UniversityTianjin300387China Tianjin Key Laboratory of Hollow Fiber Membrane Materials and Processes(Tiangong University) Tianjin300387China

Mixed matrix membranes(MMMs)with the performance between the matrix and the filler is a promising strategy for membranes with excellent gas *** this study,the hollow polydimethylsiloxane nanoparticles were synthesized and then incorporated with the poly(oxide ethylene)monomer and tri-functional cross-linker to form mixed matrix membranes by in situ *** hollow nanoparticles formed the independent closed nanocavities in membranes,which enhanced the gas permeability contributed by both the improved diffusivity and *** high loading,the hollow polydimethylsiloxane nanoparticle was converted into the continuous phase with the cross-linked poly(oxide ethylene)as the dispersed *** preferred to permeate through the connected cluster of hollow polydimethylsiloxane nanoparticles,finally leading to ultrahigh gas per-meabilities far going beyond the instinct values of polydimethylsiloxane and the cross-linked poly(oxide ethylene).The optimized membrane with 34 wt%hollow nanoparticles loadings exhibited ultrahigh permeabilities with the values of 44186 Barrer for CO_(2) and 11506 Barrer for O_(2),accompanied with a CO_(2)/N_(2) selectivity of 9.9 and an O_(2)/N_(2) selectivity of 2.6,which exceeded the 2008 Robeson upper bound for O_(2)/N_(2) and located at the 2008 Robeson upper bound for CO_(2)/N_(2).

关键词： Hollow nanoparticles Polydimethylsiloxane nanoparticles Mixed matrix membranes Nanocavity Gas separation

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钙钛矿LaNiO_(3)热烧结过程中相转变机理的研究

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电子显微学报 2024年第1期43卷 18-28页

作者：刘涵钰朱柳张宇中陈越史博文胡阳彭勇兰州大学材料与能源学院&兰州大学电镜中心甘肃兰州730000 兰州大学物理科学与技术学院甘肃兰州730000 兰州大学化学化工学院&兰州大学电镜中心甘肃兰州730000

本文针对钙钛矿结构的LaNiO_(3)在热烧结过程中物相转变机制,利用离位及原位电镜结合宏观光谱进行了观测和分析研究。实验结果表明,通过静电纺丝法制备的PVP/PAN/Ni(NO_(3))_(2)/La(NO_(3))_(3)前驱体纤维能够通过高温烧结形成LaNiO3的... 详细信息

本文针对钙钛矿结构的LaNiO_(3)在热烧结过程中物相转变机制,利用离位及原位电镜结合宏观光谱进行了观测和分析研究。实验结果表明,通过静电纺丝法制备的PVP/PAN/Ni(NO_(3))_(2)/La(NO_(3))_(3)前驱体纤维能够通过高温烧结形成LaNiO3的钙钛矿结构。研究发现在温度作用下,晶体生长过程中碳聚合物基体不断受热分解,浸渍在聚合物基体上的金属离子受热与气氛中的氧结合,形成氧化物晶胚,呈现典型的奥斯瓦尔德熟化生长过程,在600℃左右,LaNiO_(3)的晶体相生成,随着温度的进一步升高,晶粒互相融合形成了纳米颗粒堆垛成的一维LaNiO_(3)纳米线。实验揭示了LaNiO_(3)纳米线的微观生长机制,为材料的生长调控和性能改性提供了思路。

关键词：钙钛矿结构物相转变奥斯瓦尔德熟化生长原位电子显微学

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合成氨企业二氧化碳高值化利用探讨

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氮肥技术 2024年第2期45卷 1-2,8页

作者：赵云莉王德忠张玉忠河南晋开化工投资控股集团有限责任公司河南开封475004

在“双碳”目标下二氧化碳气体高值化利用成为合成氨企业碳减排的有效途径。本文研究分析了合成氨企业二氧化碳高价值产品方案,建议合成氨企业要因地制宜选址二氧化碳产品方案,为合成氨企业碳减排提供参考。

关键词：双碳合成氨二氧化碳利用

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人工智能在角膜疾病中的应用前景

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中华眼外伤职业眼病杂志 2024年第2期46卷 156-160页

作者：刘伟张昱中王庆杰杨勋苏州大学苏州医学院苏州215031 宿迁市第一人民医院眼科、南京医科大学附属宿迁第一人民医院宿迁223812 上海理工大学健康科学与工程学院上海200082 苏州大学附属理想眼科医院苏州215021

角膜裂伤及角膜炎等角膜疾病为全球致盲的重要原因之一。随着人工智能技术在眼科领域的越来越多地应用,特别是视网膜疾病和青光眼领域的最新进展和潜在前景,人工智能研究人员和临床医生现在正将注意力转向研究较少的眼前段领域。目前,... 详细信息

角膜裂伤及角膜炎等角膜疾病为全球致盲的重要原因之一。随着人工智能技术在眼科领域的越来越多地应用,特别是视网膜疾病和青光眼领域的最新进展和潜在前景,人工智能研究人员和临床医生现在正将注意力转向研究较少的眼前段领域。目前,大多数研究都集中于视网膜疾病,而对角膜疾病研究报道所见不多,故作者对人工智能在角膜疾病的应用前景作一综述,以期为人工智能在角膜疾病领域进一步发挥其作用提供参考。此外,文中阐述了与人工智能中机器学习和深度学习等技术相关的基本原理和术语,以期有助于提高眼科医生对这些人工智能技术的理解、研究,从而更好辅助眼科相关临床实施。

关键词：智能,人工学习,机器角膜,圆锥裂伤,角膜角膜炎

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