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基于改进YOLO v5n的舍养绵羊行为识别方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 231-240页

作者：翟亚红王杰徐龙艳祝岚原红光赵逸凡湖北汽车工业学院电气与信息工程学院十堰442002 沁阳市北盛牧业有限公司沁阳454550

日常行为是家畜健康状况的重要体现,在传统的行为识别方法中,通常需要人工或者依赖工具对家畜进行观察。为解决以上问题,基于YOLO v5n模型,提出了一种高效的绵羊行为识别方法,利用目标识别算法从羊圈斜上方的视频序列中识别舍养绵羊的... 详细信息

日常行为是家畜健康状况的重要体现,在传统的行为识别方法中,通常需要人工或者依赖工具对家畜进行观察。为解决以上问题,基于YOLO v5n模型,提出了一种高效的绵羊行为识别方法,利用目标识别算法从羊圈斜上方的视频序列中识别舍养绵羊的进食、躺卧以及站立行为。首先用摄像头采集养殖场中羊群的日常行为图像,构建绵羊行为数据集;其次在YOLO v5n的主干特征提取网络中引入SE注意力机制,增强全局信息交互能力和表达能力,提高检测性能;采用GIoU损失函数,减少训练模型时的计算开销并提升模型收敛速度;最后,在Backbone主干网络中引入GhostConv卷积,有效地减少了模型计算量和参数量。实验结果表明,本研究提出的GS-YOLO v5n目标检测方法参数量仅为1.52×10^(6),相较于原始模型YOLO v5n减少15%;浮点运算量为3.3×10^(9),相较于原始模型减少30%;且平均精度均值达到95.8%,相比于原始模型提高4.6个百分点。改进后模型与当前主流的YOLO系列目标检测模型相比,在大幅减少模型计算量和参数量的同时,检测精度均有较高提升。在边缘设备上进行部署,达到了实时检测要求,可准确快速地对绵羊进行定位并检测。

关键词：舍养绵羊智慧养殖行为识别注意力机制 YOLO v5n 绵羊数据集

葡萄糖对Starmerella bacillaris香草醛耐受能力的影响

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食品科学 2024年第4期45卷 96-107页

作者：张清燕赵君张哲陈雄姚兰湖北工业大学生命科学与健康工程学院湖北武汉430068 中国轻工武汉设计工程有限责任公司湖北武汉430060

分析典型酚类抑制剂香草醛对酵母Starmerella bacillaris R5生长和产乙醇的影响,同时分析改变葡萄糖的质量分数对其生长和发酵性能的影响。结果表明在3 g/L香草醛质量浓度下,将培养基中的葡萄糖质量分数从2%提高至6%可将延滞期缩短25.9... 详细信息

分析典型酚类抑制剂香草醛对酵母Starmerella bacillaris R5生长和产乙醇的影响,同时分析改变葡萄糖的质量分数对其生长和发酵性能的影响。结果表明在3 g/L香草醛质量浓度下,将培养基中的葡萄糖质量分数从2%提高至6%可将延滞期缩短25.92%,比生长速率提高82.1%,乙醇转化率提高17.88%。进一步分析表明葡萄糖质量分数的提高还使含有活性氧的细胞比例增加、膜渗透率及胞内H2O2含量降低。过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性分别提高58%、35.5%和2.3倍,胞内甘油质量浓度提高1.82倍。另外与糖代谢相关的丙酮酸激酶活性降低54.5%,己糖激酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性提高4.16倍和11.8倍,NADPH浓度提高19.4%,己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、异柠檬酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、乙醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶、醛酮还原酶基因水平分别上调4.6、2.5、13.9、12.2、17.5、34.8、34.9倍。葡萄糖质量分数的增加主要是通过提高细胞内抗氧化酶的活性,减弱氧化损伤,为酵母提供更多的腺苷三磷酸以及还原力以应对胁迫环境,从而提高乙醇的转化速率。本研究结果可为进一步利用S. bacillaris产纤维素乙醇提供新思路。

关键词：纤维素乙醇葡萄糖香草醛氧化应激 Starmerella bacillaris

mRNA纳米递送系统在CAR-T肿瘤免疫治疗中的应用

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生物工程学报 2024年第5期40卷 1338-1351页

作者：曾毅魏诗瑶孙健红许娜武汉科技大学生命科学与健康学院湖北武汉430065

嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cells, CAR-T)免疫疗法能够激活系统特异性免疫来实现抗肿瘤效应,近年来取得了令人振奋的进展。mRNA纳米递送系统以纳米颗粒包裹肿瘤免疫治疗相关抗原的mRNA,一方面能直接靶向于T细胞生... 详细信息

嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cells, CAR-T)免疫疗法能够激活系统特异性免疫来实现抗肿瘤效应,近年来取得了令人振奋的进展。mRNA纳米递送系统以纳米颗粒包裹肿瘤免疫治疗相关抗原的mRNA,一方面能直接靶向于T细胞生成CAR-T细胞,直接作用于相应肿瘤细胞;另一方面可以通过靶向递送至抗原提呈细胞,辅助性增强CAR-T细胞功能,进一步诱导对肿瘤细胞产生特异性免疫反应,因而在CAR-T肿瘤免疫治疗中展现出巨大的潜力。本文就mRNA纳米递送系统的合成及其在CAR-T肿瘤免疫治疗中的研究和应用进行了综述。

关键词：体外转录mRNA 纳米递送系统肿瘤免疫治疗嵌合抗原受体T细胞

水位变化对沮漳河河漫滩湿地土壤种子库的影响

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应用生态学报 2024年第4期35卷 1044-1054页

作者：王梦丽余海波高禾苗袁龙义任爱天长江大学园艺园林学院湖北荆州434025

为了解土壤种子库对不同水位变化的响应,以沮漳河河漫滩湿地为研究对象,沿水位梯度(常淹区,未淹区)调查地上植被和土壤种子库,采用结构方程模型,探讨水位变化对种子库的直接和间接影响,采用非度量多维尺度(NMDS)分析研究种子库在植被重... 详细信息

为了解土壤种子库对不同水位变化的响应,以沮漳河河漫滩湿地为研究对象,沿水位梯度(常淹区,未淹区)调查地上植被和土壤种子库,采用结构方程模型,探讨水位变化对种子库的直接和间接影响,采用非度量多维尺度(NMDS)分析研究种子库在植被重建中的潜力。结果表明:未淹区的短暂种子库和持久种子库密度分别比常淹区提高36.9%和7.8%。种子库和地上植被的Shannon指数和Pielou指数受水位和采样地点双因素的显著影响。水位显著影响种子库与地上植被的相似性,持久种子库与地上植被的相似性显著高于短暂种子库。结构方程模型表明,水位变化对种子库密度有直接影响,并通过土壤pH和NH_(4)^(+)-N间接影响种子库密度和丰富度。NMDS结果显示,水位变化对持久种子库和秋季地上植被群落组成没有显著影响,但显著改变了短暂种子库群落组成。短暂种子库主要受地上植被和土壤理化性质的影响,而持久种子库由地上植被和水位共同决定。在河漫滩湿地中,种子库再生潜力较低,但在水位变化过程中,种子库对湿地扰动后繁殖体多样性的恢复作用不容忽视,持久种子库可能是地上物种多样性的重要来源。

关键词：河漫滩土壤种子库植被组成水位湿地

少油设备PD绝缘缺陷油面特征气体的变化特性

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高电压技术 2024年第3期50卷 1281-1288页

作者：张国治黄雅兰叶高翔刘翔闫伟阳张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430068 湖北省电力有限公司经济技术研究院武汉430077 襄阳湖北工业大学产业研究院襄阳441100

少油设备存在油量非常少、钢性全密封结构以及缺少防爆措施的客观特征,长期的局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷会诱发设备爆炸、起火等安全事故的发生,而少油设备一直缺乏有效的PD绝缘缺陷检测、诊断技术。基于此,通过搭建110 k... 详细信息

少油设备存在油量非常少、钢性全密封结构以及缺少防爆措施的客观特征,长期的局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷会诱发设备爆炸、起火等安全事故的发生,而少油设备一直缺乏有效的PD绝缘缺陷检测、诊断技术。基于此,通过搭建110 kV正立式电流互感器PD绝缘缺陷油面气体检测实验平台,试验研究了少油设备不同PD强度下油面特征气体变化规律及其与油中溶解气体的关联特性,试验结果表明:PD特征气体H_(2)、CH_(4)、CO在油面上富集明显,且浓度增速远大于油中的值,基于油面气体的PD检测较油色谱检测有着更高的灵敏度;当PD绝缘缺陷严重劣化时,油中溶解气体浓度增速无明显提升且关键气体C_(2)H_(2)未达到预警值,而油面特征气体浓度均出现明显突增,其中H_(2)、C_(2)H_(2)的浓度增量最为显著,C2H2体积分数可以达到17.41×10^(–6),在放电缺陷劣化过程中通过捕捉该变化能够有效预警击穿放电的发生。油面气体浓度能够有效表征少油设备内部PD缺陷的产生、发展,该研究成果为少油设备PD绝缘缺陷的高灵敏监测提供了新的解决思路。

关键词：少油设备局部放电油面特征气体溶解气体分析产气规律

秋水仙碱对LPS诱导内皮间质转化的影响及机制

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中国药理学通报 2024年第2期40卷 243-248页

作者：郭俊唐光能赵祺曹政涂强中国医学科学院阜外医院北京100037 十堰市太和医院湖北十堰442000

目的研究秋水仙碱(colchicine,Col)对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的人脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein vascular endothelial cells,HUVECs)内皮间质转化的影响及相关机制。方法采用LPS处理HUVECs建立内皮间质转化(endothelial to mesenchymal transition,EndMT)模型。CCK-8法检测细胞增殖率,LDH实验检测细胞毒性,筛选最适药物浓度。将细胞分为正常对照组,正常对照+秋水仙碱(10 nmol·L^(-1))组,LPS(10 mg·L^(-1))模型组,LPS+秋水仙碱(10 nmol·L^(-1))组。倒置显微镜观察细胞形态学变化情况,Transwell实验检测细胞迁移能力,小管形成实验检测小管形成能力,Western blot检测内皮标志物(CD31/VE-cadherin)及间质转化标志物(α-SMA/FSP-1)表达情况;使用NF-κB信号通路抑制剂处理,检测相关信号通路变化情况。结果CCK-8及LDH实验显示,10 nmol·L^(-1)的Col为最适药物浓度;LPS可诱导细胞形态发生变化,Col在一定程度可逆转HUVECs的形态学变化;Transwell实验显示,LPS处理组HUVECs迁移能力明显增强(P<0.05),而Col可明显逆转这种现象(P<0.05);小管形成实验显示,LPS处理可抑制HUVECs小管形成能力(P<0.05),Col可改善LPS诱导的小管形成能力受损(P<0.05);Western blot结果显示,Col与LPS共同孵育后,CD31及VE-cadherin表达水平相比于模型组明显增加(P<0.05),α-SMA及FSP-1表达水平相比于模型组明显下降(P<0.05);在LPS诱导内皮细胞EndMT过程中,Col可抑制NF-κB/Snail信号通路激活。结论Col能有效抑制LPS诱导的EndMT,其机制与调控NF-κB/Snail信号通路有关。

关键词：脂多糖内皮细胞内皮间质转化秋水仙碱炎症 NF-κB信号通路

一种YOLOv5-DK的柠檬初期病虫害检测算法研究

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中国农机化学报 2024年第7期45卷 249-254页

作者：熊志刚陈为真武汉轻工大学电气与电子工程学院武汉市430048

为解决柠檬初期病虫害特征部位小难以检测和可以利用数据集较少的问题,提出一种YOLOv5-DK检测算法。该算法是以YOLOv5为基础,采用K-Means++重新聚类柠檬初期虫害部位锚框,缓解柠檬初期虫害特征小的问题;同时提出一种新的轻量化Densenec... 详细信息

为解决柠檬初期病虫害特征部位小难以检测和可以利用数据集较少的问题,提出一种YOLOv5-DK检测算法。该算法是以YOLOv5为基础,采用K-Means++重新聚类柠檬初期虫害部位锚框,缓解柠檬初期虫害特征小的问题;同时提出一种新的轻量化Denseneck-2模块,该模块是利用DenseNet网络中复用的思想,让检测算法每一层输入都有前面每一层的特征信息,使得YOLOv5-DK对柠檬初期病虫害样本量的需求下降。与原始的YOLOv5检测算法相比较,新的YOLOv5-DK检测算法在检测的平均精度上面提高3.4%,漏检率下降2.1%,算法模型的参数量减轻6.3%,表明该算法在小样本和小目标的应用场景下性能更优。

关键词：柠檬初期病虫害轻量化小样本小目标

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黄石市地震台背景噪声特征分析

地震工程学报 2024年

作者：吴丽慧廖武林黎金玲包萨日娜湖北第二师范学院经济与管理学院湖北第二师范学院公共政策研究中心京都大学田野科学教育研究中心湖北省地震局

利用2018年1月—2020年3月湖北省黄石市三个地震台的垂直分量连续地震波形数据,计算新冠肺炎疫情前(2018年1月—2019年12月)和疫情后(2020年1—3月)三个地震台的噪声加速度功率谱密度和概率密度函数,重点分析高频段(1～10 Hz)地震背景... 详细信息

利用2018年1月—2020年3月湖北省黄石市三个地震台的垂直分量连续地震波形数据,计算新冠肺炎疫情前(2018年1月—2019年12月)和疫情后(2020年1—3月)三个地震台的噪声加速度功率谱密度和概率密度函数,重点分析高频段(1～10 Hz)地震背景噪声的时空变化特征。研究结果显示:(1)疫情防控期间,高频噪声加速度功率谱密度整体明显下降。特别是在春节期间,2018年和2019年春节期间短周期(～1 s)噪声幅值下降明显,而在假期结束后噪声幅值迅速恢复。2020年新冠疫情防控期间噪声幅值大幅下降,并且持续保持在较低水平。(2)日变化模式改变。疫情前,地震背景噪声在白天(6:00—20:00)的功率谱密度明显高于晚上(20:00—次日6:00)。中午12:00左右功率谱密度出现短时下降,夜间2:00左右出现最低值。这种变化特征与人类的作息规律一致。表明在新冠疫情防控期间,噪声幅值下降,且日变化不明显,表明人类活动减弱,高频噪声幅值相应变化。(3)人口密度和经济发展水平影响噪声水平。人口密度和经济发展水平较高的地区噪声水平偏高。这表明城市的人类活动和经济状况与地震背景噪声存在关联。这些研究结果对城市规划、公共管理和环境保护具有重要的参考价值,可为城市人类活动监测和公共治理提供有用信息。

关键词：地震背景噪声黄石市功率谱密度概率密度函数人类活动

基于REOF的两种卫星降水产品(IMERG和MSWEP)在金沙江流域降水分区尺度精度评估

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湖泊科学 2024年第2期36卷 620-633页

作者：薄会娟林青霞李璐魏冲龚成麒三峡大学水利与环境学院宜昌443002 三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002

高时空分辨率降水产品的精度评估是卫星降水用于水文气象干旱等研究的前提。本研究提出在降水分区尺度下评估IMERG和MSWEP两种卫星降水产品的精度,并与不分区尺度(即流域尺度)进行比较。首先采用旋转经验正交函数(REOF)对金沙江流域(JSB... 详细信息

高时空分辨率降水产品的精度评估是卫星降水用于水文气象干旱等研究的前提。本研究提出在降水分区尺度下评估IMERG和MSWEP两种卫星降水产品的精度,并与不分区尺度(即流域尺度)进行比较。首先采用旋转经验正交函数(REOF)对金沙江流域(JSB)进行降水分区,通过贡献率得出8个分区较为适合。然后识别降水的空间分布特征,发现2种降水产品都可以很好地捕捉降水呈现出的从上游到下游逐渐增加的趋势。最后在日尺度、降水发生概率和极端降水探测能力3个方面对降水产品在分区尺度和不分区尺度的性能进行评估。结果表明,在日尺度上,MSWEP的精度在多数降水分区优于IMERG,被推荐5次(1、3、6、7和8区),集中在流域的中游。同时流域尺度也推荐MSWEP。在降水事件发生概率方面,MSWEP能再现不同等级降水强度的概率密度分布,但过高估计0.1~1 mm/d降水事件的发生概率;而IMERG过高估计小于0.1 mm/d降水事件的概率。在极端降水探测能力方面,流域尺度的KGE值都是正值,且IMERG优于MSWEP,但分区尺度上,KGE值在部分降水分区中存在负值,表明IMERG和MSWEP均不能很好地探测出该区的极端降水事件。本研究成果表明降水分区尺度是必需的,能够更加精细地评估降水产品。研究结果可为具有类似气候条件的卫星降水评估提供参考。

关键词：降水分区旋转经验正交函数 IMERG MSWEP 精度评估