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面向边缘部署场景的轻量神经网络修复算法

计算机学报 2024年第6期47卷 1413-1430页

作者：方毓楚李文中曾曜郑阳胡崝陆桑璐南京大学计算机科学与技术系南京210023 华为技术有限公司可信理论技术与工程实验室广东深圳518129

随着深度学习技术的不断进步,神经网络在各领域得到广泛应用,特别是在边缘计算环境中,例如智能交通和新型电网等典型场景.然而,神经网络的可靠性问题限制了其在真实世界的广泛应用.在复杂的边缘环境中,预训练模型往往因未涵盖所有可能... 详细信息

随着深度学习技术的不断进步,神经网络在各领域得到广泛应用,特别是在边缘计算环境中,例如智能交通和新型电网等典型场景.然而,神经网络的可靠性问题限制了其在真实世界的广泛应用.在复杂的边缘环境中,预训练模型往往因未涵盖所有可能的边缘情况而性能下降.因此,针对部署中的神经网络进行高效修复成为一个关键的研究课题.传统修复方法通常涉及整个模型的重新训练,这在边缘场景中具有诸多局限性.首先,不同地理区域的设备可能面临独特的自然噪声,使得统一模型难以适应所有环境.其次,深度神经网络的大规模参数使得其训练和部署时资源消耗巨大,且更新期间的服务中断将降低系统的可用性.为解决这些问题,本文提出了一种轻量级的补丁式神经网络修复算法.该算法通过引入个性化的补丁来增强神经网络对不同边缘环境中自然噪声和边角案例的鲁棒性.具体的,在故障定位阶段,类比于程序插桩中通过注入代码以检测、改进和分析软件行为,本文提出了神经网络插桩技术.通过将模型探针插桩进神经网络,观测其内部运行情况,实现了对错误样本的故障定位.在故障修复时,通过插入无监督搜索得到的神经网络补丁来纠正原始神经网络的输出.此外,本文提出了故障预测模块以提前预测潜在的错误输出,从而仅在必要时激活补丁.在基于2个数据集、15种噪声以及4个神经网络模型的实验中,与现有修复算法相比,本文方法在修复性能上取得了 6.64%至20.00%的提升.同时,本文方法所需的训练样本量减少了超过90%,而所需更新的参数量最高减少了 91.94%.这种有效且轻量的特性为解决边缘计算环境中神经网络的可靠性问题提供了有效途径.

关键词：神经网络修复深度边缘计算故障定位故障预测神经网络补丁

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红霉素菌渣厌氧消化产气潜能及动力学特性

农业工程学报 2024年第9期40卷 199-208页

作者：任建军毛洪刚朱李霞夏禧龙周蓉蓉韩丽丽马娜尹冬敏常州大学城乡矿山研究院常州市生物质绿色安全高值利用技术重点实验室常州213164 常州大学药学院生物与食品工程学院常州213164 北京市畜牧总站北京100107 伊犁科源检测技术有限公司伊犁835000

为探究未经脱抗预处理的抗生素菌渣作为单一底物厌氧无害化处理的可行性,该研究以新鲜的红霉素菌渣(erythromycin fermentation residue,EFR)及其上清液为原料,在常温(20℃)、中温(35℃)和高温(55℃)条件下开展产气潜能及其动力学研究... 详细信息

为探究未经脱抗预处理的抗生素菌渣作为单一底物厌氧无害化处理的可行性,该研究以新鲜的红霉素菌渣(erythromycin fermentation residue,EFR)及其上清液为原料,在常温(20℃)、中温(35℃)和高温(55℃)条件下开展产气潜能及其动力学研究。研究结果表明:中温条件下,EFR获得最高的累积甲烷产量,为460 mL/g,比常温和高温时分别提高了163%和55.5%。通过一级动力学模型可以看出,EFR的产甲烷过程呈现明显的两阶段特性,其中高温时的产甲烷速率(k1=0.1422 d^(−1))显著高于常温(k1=0.0429 d^(−1),P<0.05)和中温(k1=0.0363 d^(−1),P<0.05)。物料衡算分析显示,随着发酵温度的升高,EFR的水解转化率逐级提高,高温时最高为87%,表明高温条件下菌渣中残留的红霉素对水解菌基本未产生抑制作用。未经脱抗处理的EFR可直接作为厌氧发酵的原料,为菌渣的减量化和资源化处理提供了新的思路。

关键词：抗生素菌渣厌氧发酵 Gompertz模型一级动力学物料平衡

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基于句法特征和Bert-BiLSTM-MHA-CRF的细粒度古籍实体识别研究

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数据分析与知识发现 2024年

作者：武帅杨秀璋何琳公佐权南京农业大学信息管理学院贵州大学贵州省大数据产业发展应用研究院贵州财经大学信息学院武汉大学国家网络安全学院

[目的]结合古籍文本复合句式结构特征，设计较高精度识别古籍文本中实体词的方法，推动数字人文研究的发展。[方法]以触发词和关系词作为识别实体词的关键特征词，设计句式特征模板；根据古籍文本特征，构建Bert-BiLSTM-MHA-CRF模型；... 详细信息

[目的]结合古籍文本复合句式结构特征，设计较高精度识别古籍文本中实体词的方法，推动数字人文研究的发展。[方法]以触发词和关系词作为识别实体词的关键特征词，设计句式特征模板；根据古籍文本特征，构建Bert-BiLSTM-MHA-CRF模型；融合句法特征和Bert-BiLSTM-MHA-CRF模型实现对古籍文本深层次、细粒度的命名实体识别。[结果]本文方法在常规标注的测试数据集上的F1值为88.00%；在小样本标注的测试数据集上的F1值为82.54%；在迁移学习的测试数据集上的F1值分别是78.72%(《诗经》)、81.45%(《吕氏春秋》)和85.09%(《国语》)。[局限]在句法特征模板设计上，仅以单部古籍设计特征模板；语义信息挖掘上，未考虑古籍文本字符的注音、部首等字结构特征。[结论]本文方法在小样本标注和迁移学习实验中，同样能精准地实现对古籍文本的命名实体识别，为“数字人文”研究任务提供较高质量语料数据。

关键词：预训练模型古籍文本命名实体识别句法特征 Bert-BiLSTM-MHA-CRF

光学自旋角动量的调控机理及研究进展（特邀）

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光学学报 2024年第10期 31-54页

作者：苟新鑫李松泽石鹏袁小聪深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室微纳光电子学研究院纳米光子学研究中心之江实验室智能感知研究院

自旋角动量是基本粒子和场的一个基本的动力学物理量，它在光与物质相互作用中扮演着极其重要的角色。在光学研究中，光的自旋角动量与圆极化密切相关，通过研究光学自旋与物质或结构的相互作用产生了许多新颖有趣的光学现象和光学应用... 详细信息

自旋角动量是基本粒子和场的一个基本的动力学物理量，它在光与物质相互作用中扮演着极其重要的角色。在光学研究中，光的自旋角动量与圆极化密切相关，通过研究光学自旋与物质或结构的相互作用产生了许多新颖有趣的光学现象和光学应用，并诞生了自旋光学这一新兴学科。过去的研究中，研究人员主要聚焦在与平均波矢方向平行的纵向光学自旋。近年来，科研人员通过研究限制场如聚焦波、导波和倏逝波等的自旋轨道耦合性质，发现了一类新型的光学自旋，这类自旋与平均波矢方向垂直，因此被称为光学横向自旋。横向自旋具有自旋动量绑定的性质，一经发现便受到研究人员的广泛关注。横向自旋的发现拓展了光学自旋轨道相互作用的内容，并在光学操纵、光学精密检测、手性量子光学和光学自旋拓扑态等领域具有广阔的应用前景。本文从理论、实验技术和应用3个方面详细介绍自旋光学的最新进展。自旋光学的理论概念和框架可为研究人员进一步开拓基于光学自旋在光学成像、光学探测、光通信和量子技术等领域的应用发挥巨大的作用，同时也可拓展到一般经典波场，比如流体波、声波和引力波等。

关键词：物理光学自旋角动量自旋动量绑定自旋轨道耦合光学微分计算光学探测横向光学力

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王夫之经典诠释理论的基本原则与方法

求索 2024年第2期 39-46页

作者：孙邦金温州大学马克思主义学院浙江温州325035

在中国哲学转型的明清之际,王夫之成就了继朱熹之后中国古典哲学诠释的又一座高峰,这与他对经典诠释的方法自觉是分不开的。船山尊经而不唯经,在依经立义的同时又出入佛道,呈现出多元兼收的博大气象。在学术立场上,经典诠释尊朱而又不唯... 详细信息

在中国哲学转型的明清之际,王夫之成就了继朱熹之后中国古典哲学诠释的又一座高峰,这与他对经典诠释的方法自觉是分不开的。船山尊经而不唯经,在依经立义的同时又出入佛道,呈现出多元兼收的博大气象。在学术立场上,经典诠释尊朱而又不唯朱,力图形成在诠释风格和思想旨趣上皆有别于朱子集注体系的新范式;在文本与义理的诠释循环问题上,船山主张在训释字句的基础上“先大义而后微言”,既区别于明儒的虚玄,又不同于清儒的琐碎;在诠释主体的共情与裁断能力方面,王夫之主张“斟酌群心,徐喻至理”和“通识而成其独断”,特别重视诠释主体的情境代入和居间裁断,力求达到继承与创新的平衡统一。这些诠释原则和方法,对于我们“后经学时代”活化并传承文化遗产是有示范和启发意义的。

关键词：船山经典诠释经学基础主义诠释循环

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结合自注意力与卷积的真实场景图像篡改定位

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 135-146页

作者：钟浩边山王春桃华南农业大学数学与信息学院广东广州510642 广州市智慧农业重点实验室广东广州510642 广东省信息安全技术重点实验室广东广州510006

图像是移动互联网时代传播信息的重要载体,恶意图像篡改是潜在的网络安全威胁之一。与自然场景中在物体尺度上的图像篡改不同,真实场景中的图像篡改存在于伪造的资质证书、文案、屏幕截图等,这些篡改图像通常会经过精心的手工篡改干预,... 详细信息

图像是移动互联网时代传播信息的重要载体,恶意图像篡改是潜在的网络安全威胁之一。与自然场景中在物体尺度上的图像篡改不同,真实场景中的图像篡改存在于伪造的资质证书、文案、屏幕截图等,这些篡改图像通常会经过精心的手工篡改干预,因此其篡改特征与自然场景篡改特征存在差异,更具有多样性,对其篡改区域的定位更具有挑战性。针对该场景复杂且多样的篡改特征,丰富的关系信息是重要的,文中通过卷积神经网络进行自适应特征提取,并利用逆向连接的全自注意力模块进行多阶段特征关注,最后融合多阶段注意力关注结果进行篡改区域定位。所提方法在真实场景图像篡改定位任务中取得了优于对比方法的性能,其中F 1指标比主流方法MVSS-Net高出约8.98%,AUC指标高出约3.58%。此外,所提方法在自然场景图像篡改定位任务中也达到了主流方法的性能,并提供了自然场景篡改特征与真实场景篡改特征存在差异的佐证。在两种场景中的实验结果表明,所提方法能够有效地定位出篡改图像的篡改区域,且在复杂的真实场景中的定位效果更显著。

关键词：图像篡改定位伪造检测数字图像取证计算机视觉自注意力机制卷积神经网络

苯基取代苯并二噻吩二酮构建新型聚合物及其光伏性能研究

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化学学报 2024年第3期82卷 257-264页

作者：邓燧楠刘海珍张连杰罗文君罗妹张泽升梁嘉豪王新康陈军武华南理工大学高分子光电材料与器件研究所发光材料与器件国家重点实验室广州510640

随着材料和器件的不断发展,有机光伏(OPV)的器件效率不断提升,但制备仍存在较多额外加工工艺,不利于其大规模生产.如何合理调控活性层材料的溶解性、结晶性和两相形貌来简化器件制备工艺,实现高性能的as-cast器件将十分具有科学意义.本... 详细信息

随着材料和器件的不断发展,有机光伏(OPV)的器件效率不断提升,但制备仍存在较多额外加工工艺,不利于其大规模生产.如何合理调控活性层材料的溶解性、结晶性和两相形貌来简化器件制备工艺,实现高性能的as-cast器件将十分具有科学意义.本工作通过设计合成苯基取代的苯并二噻吩二酮单元(二维BDD)作为共聚单元,制备了三种新型聚合物材料.当二维BDD单元摩尔分数为10%时, FBDT-m10能实现良好的聚集性能和加工性能,与Y6-BO共混制备的as-cast器件就可以得到良好的活性层形貌,最终实现了71.14%的填充因子及16.06%的器件效率.

关键词：芳香取代苯并二噻吩二酮聚合物给体有机太阳电池

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近136年(1885~2020年)长江中下游伏旱期划分及其演变分析

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大气科学 2024年第3期48卷 1072-1094页

作者：徐群赵亮江苏省气象科学研究所南京210008 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG) 北京100029

少雨高温的伏旱期对长江中下游地区农业、水利和人体健康等具有重要影响,但目前缺乏对该地区伏旱期的历史划分,对其长期变化规律也缺乏充分认识。本文利用1885年以来已划定的长江中下游沿江五站(上海、南京、芜湖、九江和汉口)梅雨期和... 详细信息

少雨高温的伏旱期对长江中下游地区农业、水利和人体健康等具有重要影响,但目前缺乏对该地区伏旱期的历史划分,对其长期变化规律也缺乏充分认识。本文利用1885年以来已划定的长江中下游沿江五站(上海、南京、芜湖、九江和汉口)梅雨期和夏季日气温、降水资料,对出梅后的少雨高温时段分别确定了少雨和高温的定量标准,划定出1885~2020年长江中下游伏旱期,并用统一气温标准结合伏旱期长度,综合确定了近136 a(1885~2020年)伏旱期强度指数。这136 a(包含有16个无伏旱年及10个入秋伏旱年)里伏旱期的年平均长度为21.6 d,呈现出3~6 a、36 a和84 a周期。1951年以来,1959~1978年是伏旱期长度的主要峰期,1980~1987年是伏旱期长度的下降谷期,之后缓慢增加;1980年代之后虽然大于30 d的长伏旱期有减少趋势,但是15~30 d且高强度的伏旱期频现;1995年之后秋伏旱明显增多,夏季延迟。136 a里最长且强的伏旱期依次出现于1934、1967、1978和2013年;最早的伏旱期出现在6月中旬,最晚在9月中下旬。近40 a来,伏旱期高温(≥35.0°C)日数大幅提高,伏旱期高温发生率从1980年代的30%左右上升到近年的50%以上,对人体健康构成威胁。长(强)伏旱期的副热带环流特征为西太平洋副热带高压稳定控制长江中下游区,而短(弱)伏旱期西太平洋副热带高压多偏东或偏南,入秋伏旱与副热带高压稳定西伸有关。伏旱期内高温日数的演变受到双重人类活动的制约,它不仅与人类活动导致的全球海陆升温有关,并且因地而异,即受到局地生态环境演变和城市热岛效应增减的人为作用影响。印度—太平洋季风区陆海温差对长江中下游伏旱期长度年代际变化有重要调制作用。

关键词：长江中下游伏旱期准周期演变人类活动高温

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何以归家:现代性的救赎

学术月刊 2024年第3期56卷 20-36页

作者：孙向晨复旦大学哲学学院上海200433

“家”是一个牵动复杂情感的词。作为哲学研究,我们需要将对“家”的日常意识、历史机制、社科研究都悬置起来,澄清作为哲学概念的“家”,揭示“家”作为人类生存论结构的基本特征。现代性建基在“离家”的逻辑上,个体作为主体的优先地... 详细信息

“家”是一个牵动复杂情感的词。作为哲学研究,我们需要将对“家”的日常意识、历史机制、社科研究都悬置起来,澄清作为哲学概念的“家”,揭示“家”作为人类生存论结构的基本特征。现代性建基在“离家”的逻辑上,个体作为主体的优先地位发端于新教神学,深化于近代哲学,但个体-主体的深层次危机却催生了现代虚无主义。基于汉语世界对于救赎的解读路径,对于现代性的救赎给出了源于汉语世界的方案,“归家”成为这种复归式救赎的方向。在这一视域的指引下,现代西方哲学同样显露出一条基于“家”的拯救路径。最终,我们要基于“家本体论”揭示出人类生存的“温暖”面向。

关键词：哲学概念的家离家虚无复归家哲学温暖世界