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Accelerated design of high-performance Mg-Mn-based magnesium alloys based on novel bayesian optimization

Journal of Magnesium and Alloys 2024年第2期12卷 750-766页

作者： xiaoxi mi Lili Dai Xuerui Jing Jia She Bjørn Holmedal Aitao Tang Fusheng Pan College of Materials Science and Engineering Chongqing UniversityChongqing 400044China Southwest Technology and Engineering Research Institute Chongqing 400039China National Engineering Research Center for Magnesium Alloys Chongqing UniversityChongqing 400044China Department of Materials Science and Engineering Norwegian University of Science and Technology(NTNU)Trondheim 7051Norway

Magnesium(Mg),being the lightest structural metal,holds immense potential for widespread applications in various *** development of high-performance and cost-effective Mg alloys is crucial to further advancing their commercial *** the rapid advancement of machine learning(ML)technology in recent years,the“data-driven''approach for alloy design has provided new perspectives and opportunities for enhancing the performance of Mg *** paper introduces a novel regression-based Bayesian optimization active learning model(RBOALM)for the development of high-performance Mg-Mn-based wrought *** employs active learning to automatically explore optimal alloy compositions and process parameters within predefined ranges,facilitating the discovery of superior alloy *** model further integrates pre-established regression models as surrogate functions in Bayesian optimization,significantly enhancing the precision of the design *** RBOALM,several new high-performance alloys have been successfully designed and ***,after mechanical property testing of the designed alloys,the Mg-2.1Zn-2.0Mn-0.5Sn-0.1Ca alloy demonstrates exceptional mechanical properties,including an ultimate tensile strength of 406 MPa,a yield strength of 287 MPa,and a 23%fracture ***,the Mg-2.7Mn-0.5Al-0.1Ca alloy exhibits an ultimate tensile strength of 211 MPa,coupled with a remarkable 41%fracture elongation.

关键词： Mg-Mn-based alloys High-performance Alloy design Machine learning Bayesian optimization

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机器学习技术在材料科学领域中的应用进展

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材料导报 2021年第15期35卷 15115-15124页

作者：米晓希汤爱涛朱雨晨康靓潘复生重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

材料是国民经济的基础,新材料的发现是推动现代科学发展与技术革新的源动力之一,传统的实验“试错型”研究方法具有成本高、周期长和存在偶然性等特点,难以满足现代材料的研究需求。近些年,随着人工智能和数据驱动技术的飞速发展,机器... 详细信息

材料是国民经济的基础,新材料的发现是推动现代科学发展与技术革新的源动力之一,传统的实验“试错型”研究方法具有成本高、周期长和存在偶然性等特点,难以满足现代材料的研究需求。近些年,随着人工智能和数据驱动技术的飞速发展,机器学习作为其主要分支和重要工具,受到的关注日益增加,并在各学科领域展现出巨大的应用潜力。将机器学习技术与材料科学研究相结合,从大量实验与计算模拟产生的数据中挖掘信息,具有精度高、效率高等优势,给新材料的研发和材料基础理论的研究提供了新的契机。机器学习技术结合了计算机科学、概率论、统计学、数据库理论以及工程学等知识,计算速度快、泛化能力强,能有效地处理一些难以运用传统实验及模拟计算方法解决的体系和问题。近10年,机器学习在材料科学研究中的应用呈现出爆炸式的增长,尤其在新材料的合成设计、性能预测、材料微观结构深入表征以及改进材料计算模拟方法几个方面,均有着出色的表现。当然,作为一项数据驱动技术,如何获取大量实验数据并将其构建为行之有效的数据集仍是现阶段机器学习技术在材料科学领域应用的热点和难点。本文概述了机器学习技术的基本原理、主要工作流程和常用算法,简述了机器学习技术在材料科学领域中的研究重心及应用进展,分析了机器学习在材料学研究中尚存在的问题,并对未来此领域的发展热点进行了展望。

关键词：机器学习性能预测结构表征计算模拟

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人工神经网络在材料科学中的研究进展

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材料导报 2020年第21期34卷 21172-21179页

作者：康靓米晓希王海莲吴璐孙凯汤爱涛重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 中国核动力研究设计院成都610005

传统的“试错”型材料研究方法存在周期长、成本高和偶然性大等不足,已经不能满足现代材料研发的需求,提高研发针对性、缩短材料研发周期、降低材料研发成本成为全世界的研究热点。随着数据量的不断累积以及计算机技术的不断发展,数据... 详细信息

传统的“试错”型材料研究方法存在周期长、成本高和偶然性大等不足,已经不能满足现代材料研发的需求,提高研发针对性、缩短材料研发周期、降低材料研发成本成为全世界的研究热点。随着数据量的不断累积以及计算机技术的不断发展,数据密集型科学逐渐成为科学研究的第四范式。从大量数据中寻找能反映材料本征的“基因”,是材料现行的研究趋势。人工神经网络方法因具备自学习、联想存储以及高速寻找优化解的能力的优点而被广泛应用于材料科学领域。研究者利用人工神经网络等机器学习模型对材料的试验或理论计算数据进行挖掘,在专家经验和理论指导下转化为可靠的知识并能够辅助智能决策,从而建立材料从微观结构到宏观性能间的一一映射关系。早期,人工神经网络主要被用于寻求材料的宏观参数与材料宏观性能之间的关系,如材料的成分设计,加工过程的工艺参数优化,以及寻找影响材料使用性能的环境参数;人工神经网络通过对第一性原理计算结果进行学习,被用于描述原子尺度下体系之间的作用关系,以此实现计算速度与精度的平衡;而卷积神经网络等深度神经网络方法在图像处理上的独到优势,使得其在材料表征领域得到了更广泛的应用,如SEM、TEM中微结构识别与重构。借助人工神经网络等方法,实现材料微观、介观到宏观性能之间跨尺度的联系,是实现材料设计这一终极目标的可能途径。本文回顾了人工神经网络的发展历史,对目前材料领域应用最为广泛的BP神经网络与卷积神经网络原理进行了阐释,综述了人工神经网络在材料宏观性能、计算模拟、材料表征等领域的应用,探讨了人工神经网络在材料领域应用存在的不足,最后对未来的发展趋势进行了展望。

关键词：人工神经网络 BP网络性能预测机器学习卷积网络

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高温激光共聚焦显微镜在熔渣与钢润湿性能研究中的应用

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炼钢 2017年第3期33卷 38-44页

作者：贾成橙唐萍米晓希文光华刘强侯自兵重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

为控制汽车面板等超低碳钢由凝固钩所引起的表面夹杂缺陷,须研究结晶器弯月面熔融保护渣与初生凝固坯壳间的润湿性问题,提出了一种用高温激光共聚焦显微镜(CLSM)测定熔渣在钢上的铺展面积,计算熔渣在钢基底上接触角的方法。结果表明,通... 详细信息

为控制汽车面板等超低碳钢由凝固钩所引起的表面夹杂缺陷,须研究结晶器弯月面熔融保护渣与初生凝固坯壳间的润湿性问题,提出了一种用高温激光共聚焦显微镜(CLSM)测定熔渣在钢上的铺展面积,计算熔渣在钢基底上接触角的方法。结果表明,通过与座滴法、文献测定对比,CLSM法能准确的测算熔渣与固态钢之间的接触角,偏差在0°~2°;为克服钢样表面粗糙度对测试精度的影响,CLSM法测试用渣质量须大于2.00mg;随着温度升高,渣钢接触角减小,润湿性增强。

关键词：连铸保护渣润湿性接触角高温激光共聚焦显微镜

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基于人工神经网络的RPV材料辐照脆化预测模型研究

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核动力工程 2020年第6期41卷 92-95页

作者：康靓孙凯米晓希吴璐毛建军张烁雷阳潘荣剑汤爱涛重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 中国核动力研究设计院成都610213

在分析一定量随站测试样品的基础上,构建了具有较高精度的反应堆压力容器(RPV)材料韧脆转变温度(DBTT)预测的人工神经网络模型,并利用模型研究了中子注量和中子注量率对RPV材料DBTT的影响。结果表明,材料DBTT随着中子注量增加出现先线... 详细信息

在分析一定量随站测试样品的基础上,构建了具有较高精度的反应堆压力容器(RPV)材料韧脆转变温度(DBTT)预测的人工神经网络模型,并利用模型研究了中子注量和中子注量率对RPV材料DBTT的影响。结果表明,材料DBTT随着中子注量增加出现先线性上升,然后平缓上升,最后饱和的趋势,而中子注量率对RPV材料辐照脆化的影响不明显。

关键词：反应堆压力容器(RPV) 误差逆向传播的神经网络模型(BP-ANN) 辐照脆化韧脆转变温度(DBTT)

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交叉定位模糊区的精确几何分析

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电光与控制 2012年第3期19卷 17-20页

作者：王洪迅弥小溪皇甫惠栋王星王超空军工程大学工程学院中国人民解放军93802部队中国人民解放军63655部队

针对近似几何方式无法准确衡量交叉定位误差的问题,研究了交叉定位模糊区与目标方位的关系。基于精确几何法展开分析,通过对模糊区与目标几何关系的研究,数学推导得出模糊区的完整数学表达,描述了模糊区面积的变化规律。模糊区面积的最... 详细信息

针对近似几何方式无法准确衡量交叉定位误差的问题,研究了交叉定位模糊区与目标方位的关系。基于精确几何法展开分析,通过对模糊区与目标几何关系的研究,数学推导得出模糊区的完整数学表达,描述了模糊区面积的变化规律。模糊区面积的最小值出现在两个测向站附近,测向交叉点(θ1=π/6,θ2=5π/6)的模糊区面积是局部极值,并与近似几何方式的结论进行了对比,讨论了两者的适用范围。在特定条件下,近似几何分析可以代替精确几何分析。通过仿真验证了相关结论的合理性,从而可实现定位策略的优化。

关键词：无源定位交叉定位模糊区几何法误差分析

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渤海湾盆地南堡凹陷碳酸盐岩潜山储层裂缝发育特征及分布规律预测

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天然气地球科学 2024年第6期35卷 925-937页

作者：巩磊秦欣楠卢俊高阳孟令箭袁红旗卢崎尹晓曦东北石油大学环渤海能源研究院河北秦皇岛066004 东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 江苏省地质局江苏南京210007 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油冀东油田勘探开发研究院河北唐山063004

天然裂缝系统在渤海湾盆地黄骅坳陷南堡凹陷古潜山碳酸盐岩致密油气的成储成藏过程中发挥关键作用,影响着优质储层的分布和油气的运移与聚集。利用野外露头、岩心、微观薄片以及成像测井等资料,对南堡凹陷古潜山碳酸盐岩储层裂缝在纵横... 详细信息

天然裂缝系统在渤海湾盆地黄骅坳陷南堡凹陷古潜山碳酸盐岩致密油气的成储成藏过程中发挥关键作用,影响着优质储层的分布和油气的运移与聚集。利用野外露头、岩心、微观薄片以及成像测井等资料,对南堡凹陷古潜山碳酸盐岩储层裂缝在纵横向上的发育规律开展定量化描述,明确了裂缝发育的主控因素。在此基础上,利用构造应力场数值模拟技术,对南堡凹陷古潜山碳酸盐岩储层裂缝发育规律进行定量预测。研究区古潜山碳酸盐岩储层主要发育构造裂缝、成岩裂缝、风化裂缝和溶蚀裂缝4种类型,以构造裂缝为主。裂缝矿物填充程度不高,有效性较好,59%为有效裂缝。岩心构造裂缝线密度分布在3~10条/m之间,平均为5.6条/m,构造裂缝高度一般小于30 cm,主要分布在5~20 cm之间。微观裂缝面密度分布在25~50 cm/cm^(2)之间,平均为32.3 cm/cm^(2),微观裂缝孔隙度主要分布在0.24%~0.69%之间,平均为0.55%。微观裂缝为致密储层提供了有效的油气储集空间,同时使孔隙连通性增强,有利于流体运移聚集。研究区主要发育3组裂缝,以近E—W向和NE—SW向最发育,其次为NW—SE向。南堡凹陷致密碳酸盐岩储层裂缝的发育程度主要受岩性、岩石力学层和断层的影响。储层裂缝在白云岩和白云质灰岩中发育较好,在泥岩中往往不发育。不同级别岩石力学界面影响着裂缝的几何形态、规模和发育强度。层控裂缝一般垂直并终止于岩石力学界面,穿层裂缝可以跨越多个岩石力学层,受更高级别的岩石力学界面控制。断层是控制裂缝非均质发育的重要因素,在断层核附近的裂缝发育程度高,尤其是断层端部、叠覆区、交叉区以及断层伴生褶皱的转折端等构造部位是裂缝发育密集带,而随着远离断层带,裂缝数量呈递减趋势。

关键词：南堡凹陷古潜山碳酸盐岩储层裂缝发育特征定量预测

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人类免疫缺陷病毒高值假阳性样本2例分析报告

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实用医技杂志 2024年第2期31卷 87-89页

作者：米慧孙秀明吴虹张玉洁李敏杨伟黄成毅刘小溪孙磊长治市人民医院检验科长治046000 长治市人民医院感染科长治046000 迈克生物股份有限公司研发中心成都610000

目的对山西省长治市人民医院检验科2022年化学发光法筛选出的人类免疫缺陷病毒(HIV)高值假阳性患者2例血清样本进行分析报告。方法2份标本均采用直接化学发光法(CmiA法)复检,对其进行干扰原因分析,使用类风湿因子(RF)测定试剂盒测定RF,... 详细信息

目的对山西省长治市人民医院检验科2022年化学发光法筛选出的人类免疫缺陷病毒(HIV)高值假阳性患者2例血清样本进行分析报告。方法2份标本均采用直接化学发光法(CmiA法)复检,对其进行干扰原因分析,使用类风湿因子(RF)测定试剂盒测定RF,用2-巯基乙醇、异嗜性抗体封闭管、6%的聚乙二醇和12%的聚乙二醇处理样本后用HIV抗原抗体检测试剂盒复检。结果2份样本CmiA法结果为有反应,经过处理后结果降为阴性。结论样本1中干扰物质可能同时与P24-Fab端和P24-Fc端产生非特异性吸附,导致检测结果为假阳性,而2-巯基乙醇可以破坏干扰物质,6%聚乙二醇(PEG6000)和12%PEG6000可以沉淀干扰物质,因此处理后结果将为阴性;样本2可能是由于异嗜性抗体吸附P24-Fc端、HIV-Ⅱ型抗原以及磁珠产生的假阳性,根据PEG6000处理后的结果推测异嗜性抗体存在IgM型和IgG型。

关键词： HIV 发光测定法假阳性反应

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Comorbid conditions related to readmissions of Chinese older patients

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Chinese Medical Journal 2022年第6期135卷 741-743页

作者： Chunyang Li Hyokyoung GHong Zhiye Ying xiaoxi Zeng Yi Li West China Biomedical Big Data Center West China HospitalSichuan UniversityChengduSichuan 610041China Medical Big Data Center Sichuan UniversityChengduSichuan 610041China Department of Statistics and Probability Michigan State UniversityEast LansingMIUSA Department of Biostatistics School of Public HealthUniversity of MichiganAnn ArborMIUSA

To the Editor:China is the most populated country,and it is aging more quickly than almost any other country in the *** to Worldometer,[1]the population size of China,as of 2020,is around 1.4 billion,with the proportion of the 60-year olds and older being 17.30%in 2017 and expected to reach 35%in *** age tended to be closely correlated with *** and Schiller[2]reported that 65%of men and 72%of women aged>65 years in the US had at least two chronic conditions in ***,older adults living with multiple chronic conditions tend to be readmitted after discharge,further leading to increased expenditure and more utilization of medical *** studies have reported higher read mission rates in elderly ***,previous studies have focused on investigating the factors that influence read mission for a single disease,rather than for the chronic comorbid conditions in the initial hospitalization and the changes in these conditions from initial hospitalization to read mission among the elderly in ***,most studies have focused on Caucasian patients and have been conducted in the *** is known about Chinese patients due to the lack of large-scale *** the common chronic comorbid conditions and the changes in these conditions from initial hospitalization to read mission among older people is important as it will help in the understanding of the chronic conditions leading to avoidable read mission and facilitate the development of efficient intervention strategies for the reduction of read missions.

关键词： conditions among admitted

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Expanding the Scope of Multivariate Regression Approaches in Cross-Omics Research

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Engineering 2021年第12期7卷 1725-1731页

作者： xiaoxi Hu Yue Ma Yakun Xu Peiyao Zhao Jun Wang CAS Key Laboratory of Pathogenic microbiology and Immunology Institute of MicrobiologyChinese Academy of SciencesBeijing 100101China Bloomberg School of Public Health Johns Hopkins UniversityBaltimoreMD 21205USA University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Department of Biostatistics University of MichiganAnn ArborMI 48109-2029USA

Recent technological advancements and developments have led to a dramatic increase in the amount of high-dimensional data and thus have increased the demand for proper and efficient multivariate regression *** traditional multivariate approaches such as principal component analysis have been used broadly in various research areas,including investment analysis,image identification,and population genetic structure ***,these common approaches have the limitations of ignoring the correlations between responses and a low variable selection ***,in this article,we introduce the reduced rank regression method and its extensions,sparse reduced rank regression and subspace assisted regression with row sparsity,which hold potential to meet the above demands and thus improve the interpretability of regression *** conducted a simulation study to evaluate their performance and compared them with several other variable selection *** different application scenarios,we also provide selection suggestions based on predictive ability and variable selection ***,to demonstrate the practical value of these methods in the field of microbiome research,we applied our chosen method to real population-level microbiome data,the results of which validated our *** method extensions provide valuable guidelines for future omics research,especially with respect to multivariate regression,and could pave the way for novel discoveries in microbiome and related research fields.

关键词： Multivariate regression methods Reduced rank regression Sparsity Dimensionality reduction Variable selection

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