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一种新的基于强化学习改进SAR的无人机路径规划

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控制与决策 2024年第4期39卷 1203-1211页

作者：周文娟张超群汤卫东易云恒刘文武秦唯栋广西民族大学人工智能学院南宁530006 广西混杂计算与集成电路设计分析重点实验室南宁530006

搜索和救援优化算法(SAR)是2020年提出的模拟搜救行为的一种元启发式优化算法,用来解决工程中的约束优化问题.但是,SAR存在收敛慢、个体不能自适应选择操作等问题,鉴于此,提出一种新的基于强化学习改进的SAR算法(即RLSAR).该算法重新设... 详细信息

搜索和救援优化算法(SAR)是2020年提出的模拟搜救行为的一种元启发式优化算法,用来解决工程中的约束优化问题.但是,SAR存在收敛慢、个体不能自适应选择操作等问题,鉴于此,提出一种新的基于强化学习改进的SAR算法(即RLSAR).该算法重新设计SAR的局部搜索和全局搜索操作,并增加路径调整操作,采用异步优势演员评论家算法(A3C)训练强化学习模型使得SAR个体获得自适应选择算子的能力.所有智能体在威胁区数量、位置和大小均随机生成的动态环境中训练,进而从每个动作的贡献、不同威胁区下规划出的路径长度和每个个体的执行操作序列3个方面对训练好的模型进行探索性实验.实验结果表明,RLSAR比标准SAR、差分进化算法、松鼠搜索算法具有更高的收敛速度,能够在随机生成的三维动态环境中成功地为无人机规划出更加经济且安全有效的可行路径,表明所提出算法可作为一种有效的无人机路径规划方法.

关键词：强化学习搜索与救援优化算法异步优势演员-评论家算法路径规划路径调整无人机

一株柠檬内生细菌Z10的分离鉴定及其抑菌活性的发酵条件优化

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微生物学通报 2024年第5期51卷 1641-1658页

作者：钱程叶景 Khadija EI Galai 张琴高梦蝶杨新宇喻艳玲唐松安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000

【背景】近年来,从植物内生菌的发酵产物中挖掘抑菌活性成分已成为寻找新型生物活性成分的重要途径。【目的】寻找新的具有高效抗菌活性的植物内生菌,并探究其产生抗菌活性物质的最优发酵条件和抑菌机制。【方法】利用组织分离法和划线... 详细信息

【背景】近年来,从植物内生菌的发酵产物中挖掘抑菌活性成分已成为寻找新型生物活性成分的重要途径。【目的】寻找新的具有高效抗菌活性的植物内生菌,并探究其产生抗菌活性物质的最优发酵条件和抑菌机制。【方法】利用组织分离法和划线法从柠檬皮和籽核中分离内生菌株,按照滤纸片和牛津杯法筛选对病原菌具有较强抑制作用的菌株,通过形态观察和16S rRNA基因序列分析确定活性菌株的分类地位,基于微孔板法检测活性菌株发酵液提取液(B02c)的抑菌效果,以单因素试验和响应面试验设计对发酵条件进行优化,并通过碘化丙啶/SYTO-9探针标记结合流式细胞术检测B02c对检定菌细胞膜的影响。【结果】从柠檬籽核中筛选出一株对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)具有显著抑制作用的菌株Z10,鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp.);菌株Z10的最佳发酵条件为柑橘皮渣添加量1.6 g/100 mL、pH 6.8、接种量10.0%、转速172 r/min、培养时间36 h,优化后B02c的抑菌率达到84.36%,较优化前提升16.36%;B02c对金黄色葡萄球菌的最低抑制浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)为3.125 mg/mL,其能够破坏金黄色葡萄球菌细胞膜的完整性。【结论】柠檬内生菌Z10在优化发酵条件后获得的B02c对金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌效果,在新型、高效的天然抑菌活性物质筛选及其工业化生产中具有一定应用前景。

关键词：分离鉴定芽孢杆菌内生菌抑菌机制发酵优化

基于分离多量子垒电子阻挡层的AlGaN基深紫外发光二极管

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发光学报 2024年第7期45卷 1156-1162页

作者：申国文鲁麟许福军吕琛高文根代广珍安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室安徽芜湖241000 安徽工程大学电气工程学院安徽芜湖241000 北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心北京100871

通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴... 详细信息

通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴在加速区获得能量,从而提高了空穴注入效率。另外,多量子势垒结构还能够通过提高电子势垒有效抑制电子泄漏,从而大幅度提升器件性能。综上所述,多量子垒电子阻挡层的引入可以显著提升AlGaN基DUV-LED器件的性能。

关键词： AlGaN 深紫外发光二极管电子阻挡层

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menD表达强度对枯草芽孢杆菌中维生素K产量的影响

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食品与发酵工业 2024年

作者：黄俊宝黄茜琳陈宇高旭丽罗雅妮陶伟郭明雨刘永圆吴晶刘艳安徽工程大学生物与食品工程学院

维生素K2(Vitamin K2，MK)是一种重要的天然化合物，在治疗多种疾病方面都有着重要的作用。为探究枯草芽孢杆菌甲萘醌途径中关键基因menD表达量的不同对于细菌生长、生物膜形态与维生素K2合成的影响，以枯草芽孢杆菌168(Bacillus subtil... 详细信息

维生素K2(Vitamin K2，MK)是一种重要的天然化合物，在治疗多种疾病方面都有着重要的作用。为探究枯草芽孢杆菌甲萘醌途径中关键基因menD表达量的不同对于细菌生长、生物膜形态与维生素K2合成的影响，以枯草芽孢杆菌168(Bacillus subtilis 168，BS168)为出发菌株，构建BS168-ΔmenD、BS168-P43-menD、BS168-PxylA-menD突变菌株，使用HPLC检测菌株中维生素K2的含量，使用western-blot检测蛋白质的表达强度，以确定menD在枯草芽孢杆菌中对于维生素K2合成的作用。研究发现，BS168-ΔmenD菌株生长缓慢，无法很好的产生生物膜，在培养基中需要添加甲萘醌标准品细胞才能生长；BS168-P43-menD、BS168-PxylA-menD突变菌株的生物膜与维生素K2的含量与原始菌株都有较为显著的差异。静态发酵时，孔板中重组菌株BS168-P43-menD、BS168-PxylA-menD生物膜的形成量和褶皱程度相较于原始菌株得到较大的提升，BS168-P43-menD、BS168-PxylA-menD重组菌株的生物膜形成量分别为原始菌株的1.36倍与1.59倍，同时，BS168-P43-menD、BS168-PxylA-menD维生素K2产量分别为原始菌株的1.64倍和1.87倍，BS168-PxylA-menD的最大产量达39.27 mg/L。结果表明，MenD作为枯草芽孢杆菌中维生素K2合成途径的关键酶，menD的表达量是影响枯草芽孢杆菌中生物膜与维生素K2形成的重要因素。

关键词：枯草芽孢杆菌维生素K 启动子表达强度菌株选育

基于机器学习的多输入切换效应的统计静态时序分析方法

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微电子学 2024年第3期54卷 458-467页

作者：郭静静宗璟宜查佩文蔡志匡南京邮电大学集成电路科学与工程学院射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室南京210023

静态时序分析工具在超大规模集成电路应用中被广泛使用,其精度依赖于每个门的延时模型。静态时序分析工具使用的时序库通常只考虑单输入切换(SIS)导致的引脚到引脚延时,而多输入切换(MIS)导致的延时变化在高时钟频率和先进工艺节点上变... 详细信息

静态时序分析工具在超大规模集成电路应用中被广泛使用,其精度依赖于每个门的延时模型。静态时序分析工具使用的时序库通常只考虑单输入切换(SIS)导致的引脚到引脚延时,而多输入切换(MIS)导致的延时变化在高时钟频率和先进工艺节点上变得更加显著。在考虑统计静态时序分析时,MIS效应对其影响比对常规静态时序分析更大。为了研究MIS效应对电路统计时序的影响,文章提出了一种基于机器学习的MIS效应的统计静态时序分析方法。该方法考虑了不同条件下MIS和SIS的统计延时差异,并基于SIS统计延时模型建立了MIS统计延时模型。经基准电路测试,结果表明,该方法对应延时分布的均值、标准差的相对误差分别不超过1.61%和3.94%,证明该方法具有较高的准确度。

关键词：机器学习多输入切换统计静态时序分析统计延时模型

茶黄素-3，3'-双没食子酸酯对α-葡萄糖苷酶的抑制机制

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食品科学 2024年

作者：曹宇凡黄伟陈取明蔡为荣安徽工程大学生物与食品工程学院

抑制α-葡萄糖苷酶活性可以控制餐后血糖水平，是治疗糖尿病的有效方法之一。利用酶抑制动力学、多光谱、分子对接分析了茶黄素-3，3'-双没食子酸酯（theaflavin-3，3'-digallate，TFDG）对α-葡萄糖苷酶的抑制机制，结果表明抑制是可... 详细信息

抑制α-葡萄糖苷酶活性可以控制餐后血糖水平，是治疗糖尿病的有效方法之一。利用酶抑制动力学、多光谱、分子对接分析了茶黄素-3，3'-双没食子酸酯（theaflavin-3，3'-digallate，TFDG）对α-葡萄糖苷酶的抑制机制，结果表明抑制是可逆的，并呈现竞争型和非竞争型混合抑制；TFDG与α-葡萄糖苷酶形成复合物来猝灭其固有荧光；热力学参数表明结合是自发吸热熵增的，且疏水相互作用是主要驱动力；结合增强了酪氨酸残基附近的疏水性和色氨酸残基周围的极性，降低了α-螺旋、β-折叠和β-转折的含量。分子对接显示TFDG结合在酶活性位点附近，并与附近氨基酸残基Phe450、Trp406之间存在两种疏水相互作用，且与Asp203、Phe450、Gln603形成三个氢键。本研究揭示了TFDG抑制α-葡萄糖苷酶的分子机理，为治疗糖尿病提供一种可行的候选功能因子。

关键词：茶黄素-3,3'-双没食子酸酯 α-葡萄糖苷酶抑制机制多光谱分子对接

2024铝合金填丝TIG焊接头搅拌摩擦加工组织和性能研究

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机械工程学报 2024年

作者：吴洁沈以赴黄国强南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京航空航天大学材料科学与工程学院

熔化焊方法在铝合金连接方面发挥着重要作用，但所产生的焊缝存在一些冶金问题。因此，针对铝合金熔化焊焊缝开发具有较高加工柔性裕度的有效改性/修复工艺尤为迫切，这对提高接头服役性能、延长服役寿命具有重要工程意义。通过对使用ER... 详细信息

熔化焊方法在铝合金连接方面发挥着重要作用，但所产生的焊缝存在一些冶金问题。因此，针对铝合金熔化焊焊缝开发具有较高加工柔性裕度的有效改性/修复工艺尤为迫切，这对提高接头服役性能、延长服役寿命具有重要工程意义。通过对使用ER4043焊丝典型AA2024铝合金TIG焊接头焊缝进行搅拌摩擦加工(Frictionstir processing,FSP)，研究了FSP对熔焊缝微观结构和性能的影响规律。结果表明，TIG焊接头焊缝由粗大铸态树枝晶、Al-Si共晶网和冶金缺陷组成；经FSP处理后，焊缝铸态组织被完全消除，转变为致密、均匀、细晶的Si颗粒增强复相组织，导致TIG焊接头强塑性和耐蚀性同步提升。建立了FSP前后TIG焊接头微观结构演变与性能改善之间的构效关系，揭示了TIG焊接头FSP后性能提高的微观结构根源，为其他合金体系熔焊接头改性/修复提高性能提供新的思路和方法。

关键词：铝合金 TIG焊接头搅拌摩擦加工改性与修复

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基于无监督深度学习的航拍图像拼接算法

北京航空航天大学学报 2024年

作者：梁镇锋夏海英谭玉枚宋树祥广西师范大学电子与信息工程学院/集成电路学院广西师范大学计算机科学与工程学院/软件学院

传统的图像拼接方法过度依赖于特征的准确定位或分布，导致在复杂的航拍场景下鲁棒性差。因此，提出了一个完整的无监督深度学习航拍图像拼接框架，由无监督深度单应性估计网络和无监督图像融合网络组成。首先，无监督深度单应性估计网... 详细信息

传统的图像拼接方法过度依赖于特征的准确定位或分布，导致在复杂的航拍场景下鲁棒性差。因此，提出了一个完整的无监督深度学习航拍图像拼接框架，由无监督深度单应性估计网络和无监督图像融合网络组成。首先，无监督深度单应性估计网络旨在通过学习参考图像和目标图像之间的单应性变换，为后续的拼接工作提供准确的对齐信息。接着，无监督图像融合网络用于学习航拍图像拼接的变形规则，生成最终的拼接结果。另外，为了训练该学习框架，提供了一个用于无监督航拍图像拼接的真实数据集。在所提供的无人机航拍图像数据集上比较了SIFT+Ransac、AKAZE+BEBLID、ORB+Ransac和基于深度学习的图像拼接算法，实验结果表明，结构相似性（SSIM）的值提高了39.94%，峰值信噪比（PSNR）的值提高了36.55%，均方根误差（RMSE）的值降低了66.09%。此外，所提出的方法在真实的航拍场景下相较于现有的基于深度学习和传统的图像拼接方法具有更好的视觉拼接效果和鲁棒性。

关键词：航拍图像深度单应性估计图像拼接无监督图像融合

Al_(2)O_(3)掺杂无色聚酰亚胺/Ag柔性薄膜的辐射致冷性能

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硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2175-2186页

作者：梁冬冬任杰刘欢杨映新 Atsha Ambar 孙莹王聪北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学集成电路科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学物理学院北京100191

辐射致冷柔性薄膜作为冷却电子器件的候选材料受到广泛关注。然而材料和制备工艺的限制,很难同时具备优异的辐射致冷性能和热稳定性。通过溶胶凝胶法制备了Al_(2)O_(3)掺杂无色聚酰亚胺(CPI)薄膜,不仅利用Al_(2)O_(3)声子–增强共振增... 详细信息

辐射致冷柔性薄膜作为冷却电子器件的候选材料受到广泛关注。然而材料和制备工艺的限制,很难同时具备优异的辐射致冷性能和热稳定性。通过溶胶凝胶法制备了Al_(2)O_(3)掺杂无色聚酰亚胺(CPI)薄膜,不仅利用Al_(2)O_(3)声子–增强共振增强了红外辐射,而且超细Al_(2)O_(3)纳米粒子与分子链的相互作用提高了热稳定性。结果表明:Al_(2)O_(3)掺杂CPI/Ag复合膜随着Al_(2)O_(3)含量增加,中红外发射率逐渐增加而太阳光谱反射率逐渐减小,其中5%(质量分数)Al_(2)O_(3)掺杂CPI/Ag复合膜具有高的太阳光谱(0.4~2.5μm)反射率(91.12%)和中红外(5~20μm)发射率(92.15%)。在阳光直射下,其最大冷却温度比环境温度低7.7℃,可降低铝制器件表面温度最大11.1℃。此外,该复合膜表现出优异的热稳定性(玻璃化转化温度约为328℃和热分解温度约为554℃)。该研究结果为电子器件和航天器附件的高效辐射致冷提供了有效的策略。

关键词：柔性薄膜辐射致冷热稳定性电子器件