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基于低延迟可解释性深度学习的复杂旋转机械关键部件知识嵌入与诊断方法研究

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机械工程学报 2024年第12期60卷 107-115页

作者：刘岳开王天杨褚福磊清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学机械工程系北京100084

对于复杂旋转机械关键部件的诊断任务,模型设计容易受限于以下两个特点:(1)机理驱动的方法往往难以实现复杂系统的完备、精准建模;(2)数据驱动方法多数需要规模化的高质量训练数据集用于训练。针对上述问题,提出一种先验知识嵌入的深度... 详细信息

对于复杂旋转机械关键部件的诊断任务,模型设计容易受限于以下两个特点:(1)机理驱动的方法往往难以实现复杂系统的完备、精准建模;(2)数据驱动方法多数需要规模化的高质量训练数据集用于训练。针对上述问题,提出一种先验知识嵌入的深度学习模型,融合机理知识与传感器信号特征。并通过引入轻量化模型结构,在保证模型精准性的前提下降低推理延迟。首先,通过融合先验机理知识与传感器信号特征,构建关键部件数字孪生体。然后,设计先验知识嵌入模块来提升深度学习模型对融合特征的表征能力。最后,基于帕累托最优化理论,设计考虑准确性指标和计算效率指标的多目标优化方法,对基于深度学习的诊断模型进行结构优化设计,并引入可解释性框架对深度学习模型决策过程进行分析。结果表明,所设计的关键部件数字孪生体能够提供丰富的先验信息从而加速模型收敛。基于帕累托最优化理论的训练策略,能够搜索到设定指标的相对最优解,从而在保证模型精准性的前提下有效降低模型推理延迟。

关键词：可解释深度学习先验知识嵌入数字孪生帕累托最优化低延迟推理

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硅基调制器的最新研究进展(特邀)

光学学报 2024年第15期44卷 273-294页

作者：韩昌灏王皓玉舒浩文秦军王兴军北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871 美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校电子与计算机工程系加利福尼亚圣芭芭拉931063 北京大学集成电路学院北京100871 北京大学长三角光电科学研究院江苏南通226010 北京大学纳光电子前沿科学中心北京100871 北京信息科技大学信息与通信系统实验室北京100101 鹏城实验室广东深圳518055

随着新一代信息技术的大规模应用,全球数据总量呈现指数式增长趋势,光通信凭借其大带宽、大容量、低损耗、低串扰等优势成为信息通信网络的重要组成部分。硅基光电子技术作为光电子集成技术的重要分支,是实现光通信小型化、多功能化的... 详细信息

随着新一代信息技术的大规模应用,全球数据总量呈现指数式增长趋势,光通信凭借其大带宽、大容量、低损耗、低串扰等优势成为信息通信网络的重要组成部分。硅基光电子技术作为光电子集成技术的重要分支,是实现光通信小型化、多功能化的重要方法。在硅基光电子系统中,硅基调制器是完成信息传输与处理的核心功能单元。本文从硅基调制器的理论基础出发,综述硅基调制器的最新研究进展,按照材料体系的不同,分别对纯硅调制器与硅基异质材料调制器进行系统介绍,最后对该领域的未来发展进行详细讨论。

关键词：集成光学硅基调制器光电子学光通信光互连

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融合知识的多目标词联合框架语义分析模型

中文信息学报 2024年第8期38卷 25-33页

作者：陈旭东郑策常宝宝北京大学计算机学院多媒体信息处理国家重点实验室北京大学软件与微电子学院江苏师范大学江苏省语言能力协同创新中心

框架语义分析任务是自然语言处理领域的一项基础性任务。先前的研究工作大多针对单目标词进行模型设计，无法一次性完成多个目标词的框架语义结构提取。该文提出一个面向多目标的框架语义分析模型，实现对多目标词的联合预测。该模型对... 详细信息

框架语义分析任务是自然语言处理领域的一项基础性任务。先前的研究工作大多针对单目标词进行模型设计，无法一次性完成多个目标词的框架语义结构提取。该文提出一个面向多目标的框架语义分析模型，实现对多目标词的联合预测。该模型对框架语义分析的各项子任务进行交互性建模，实现子任务间的双向交互。此外，该文利用关系图网络对框架关系信息进行编码，将其作为框架语义学知识融入模型中。实验表明，该文模型在不借助额外语料的情况下相比之前模型都有不同程度的提高。消融实验证明了该文模型设计的有效性。此外，该文分析了模型目前存在的局限性以及未来的改进方向。

关键词：框架语义分析框架网络

基于认知框架的多维融合作文拟人辞格自动识别方法

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数据分析与知识发现 2024年

作者：张凯吕学强首都师范大学中国语言智能研究中心北京信息科技大学网络文化与数字传播北京市重点实验室

[目的]以ChatGPT为代表的语言模型，在中文情感、辞格识别及生成任务中仍存在不足。本文以拟人为无标范畴的辞格代表，探索多维融合的识别策略，对中文修辞计算具有借鉴意义。[方法]本文依据依存句法理论，通过认知框架构建拟人辞格生... 详细信息

[目的]以ChatGPT为代表的语言模型，在中文情感、辞格识别及生成任务中仍存在不足。本文以拟人为无标范畴的辞格代表，探索多维融合的识别策略，对中文修辞计算具有借鉴意义。[方法]本文依据依存句法理论，通过认知框架构建拟人辞格生成与理解认知模型，提出一种多特征融合的拟人辞格自动识别算法（WPGBA），该方法对修辞文本的词向量、语法向量、词性向量、上下文语义等多维特征分别表征与融合，使用K12阶段语文教材作为实验数据。[结果]通过WPGBA网络完成自动识别模型训练，实验显示该方法在进行识别实验中准确率达到90.40%，召回率87.58%，F1值88.65%，相较实验组其他方法准确率最少6.2%的提升。[局限]在进行篇章阅读理解、语言能力评测等实际应用时会出现新的复杂句，因为实验数据集规模有限，算法泛化能力受到制约。[结论]从认知角度出发设计的表意特征与上下文语义特征融合策略，对无标范畴中拟人辞格具有较好识别效果。

关键词：认知框架理论辞格识别拟人生成与识别模型修辞计算

JCapsR:一种联合胶囊神经网络的藏语知识图谱表示学习模型

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中文信息学报 2024年第4期38卷 69-77页

作者：孙媛梁家亚陈安东赵小兵中央民族大学信息工程学院北京100081 国家语言资源监测与研究少数民族语言中心北京100081 民族语言智能分析与安全治理教育部重点实验室北京100081

知识图谱表示学习是自然语言处理的一项关键技术,现有的知识图谱表示研究主要集中在英语、汉语等语言,而低资源语言的知识图谱表示学习研究还处于探索阶段,如藏语。该文基于前期构建的藏语知识图谱,提出了一种联合胶囊神经网络(JCapsR)... 详细信息

知识图谱表示学习是自然语言处理的一项关键技术,现有的知识图谱表示研究主要集中在英语、汉语等语言,而低资源语言的知识图谱表示学习研究还处于探索阶段,如藏语。该文基于前期构建的藏语知识图谱,提出了一种联合胶囊神经网络(JCapsR)的藏语知识图谱表示学习模型。首先,我们使用TransR模型生成藏语知识图谱的结构化信息表示。其次,采用融合多头注意力和关系注意力的Transfomer模型表示藏语实体的文本描述信息。最后,采用JCapsR进一步提取三元组在知识图谱语义空间中的关系,将实体文本描述信息和结构化信息融合,得到藏语知识图谱的表示,相比基线系统,联合胶囊神经网络JCapsR模型提高了在藏语知识图谱上实体链接预测的性能,相关研究为其他低资源语言知识图谱表示学习的拓展优化提供了参考借鉴意义。

关键词：藏语知识图谱表示学习胶囊神经网络

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语言冗余和韵律结构对普通话音节时长的影响

清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘晓旺郝韵张劲松格罗宁根大学语言与认知中心北京语言大学语言智能学习研究所北京语言大学信息科学学院

语音信息论主要研究语言信息冗余和声学特征之间的关系。目前的研究结论主要来自印欧语系的语言,而在汉语普通话方面的研究较少,尤其是在语言冗余与韵律结构(边界和重音)的对应关系问题上,还缺乏研究。该文运用信息理论中的惊异度(surpr... 详细信息

语音信息论主要研究语言信息冗余和声学特征之间的关系。目前的研究结论主要来自印欧语系的语言,而在汉语普通话方面的研究较少,尤其是在语言冗余与韵律结构(边界和重音)的对应关系问题上,还缺乏研究。该文运用信息理论中的惊异度(surprisal)概念表示语言冗余程度,通过计算汉语朗读语篇语料库(ASCCD)中汉字层级的一元惊异度(unigram surprisal)和二元惊异度(bigram surprisal),考察普通话中语言冗余、韵律结构和音节时长三者之间的关系。结果表明:给定前字的二元惊异度与重音程度有关,给定后字的二元惊异度与边界层级存在对应关系;在控制韵律结构因素后,语言冗余能够独立解释音节时长的变化,从而支持弱化版的平稳信号冗余假设。

关键词：语言冗余音节时长韵律结构平稳信号冗余假设

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硅基调制器的最新研究进展（特邀）

光学学报 2024年第15期 281-302页

作者：韩昌灏王皓玉舒浩文秦军王兴军北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校电子与计算机工程系北京大学集成电路学院北京大学纳光电子前沿科学中心鹏城实验室北京信息科技大学信息与通信系统实验室北京大学长三角光电科学研究院

随着新一代信息技术的大规模应用，全球数据总量呈现指数式增长趋势，光通信凭借其大带宽、大容量、低损耗、低串扰等优势成为信息通信网络的重要组成部分。硅基光电子技术作为光电子集成技术的重要分支，是实现光通信小型化、多功能化... 详细信息

随着新一代信息技术的大规模应用，全球数据总量呈现指数式增长趋势，光通信凭借其大带宽、大容量、低损耗、低串扰等优势成为信息通信网络的重要组成部分。硅基光电子技术作为光电子集成技术的重要分支，是实现光通信小型化、多功能化的重要方法。在硅基光电子系统中，硅基调制器是完成信息传输与处理的核心功能单元。本文从硅基调制器的理论基础出发，综述硅基调制器的最新研究进展，按照材料体系的不同，分别对纯硅调制器与硅基异质材料调制器进行系统介绍，最后对该领域的未来发展进行详细讨论。

关键词：集成光学硅基调制器光电子学光通信光互连

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基于提示学习的低资源藏文文本分类

中文信息学报 2024年第2期38卷 70-78页

作者：安波赵维纳龙从军中国社会科学院民族学与人类学研究所民族语言文化行为实验研究室北京100081 中国社会科学院中国少数民族语言研究中心北京100081 青海师范大学计算机学院省部共建藏语智能信息处理及应用国家重点实验室青海西宁810008

文本分类是自然语言处理的基础任务之一。标注数据不足一直是限制藏文及其他少数民族语言自然语言处理技术发展的重要原因,传统的深度学习模型对标注数据的规模有较高的要求。为解决这个问题,该文在大规模预训练语言模型的基础上,利用... 详细信息

文本分类是自然语言处理的基础任务之一。标注数据不足一直是限制藏文及其他少数民族语言自然语言处理技术发展的重要原因,传统的深度学习模型对标注数据的规模有较高的要求。为解决这个问题,该文在大规模预训练语言模型的基础上,利用提示学习实现低资源藏文文本分类,即使用不同的藏文预训练语言模型和提示模板开展藏文文本分类实验。实验结果表明,通过设计合理的提示模板等方式,提示学习能够在训练数据不足的情况下提升藏文文本分类的效果(48.3%),初步验证了提示学习在民族语言处理中的价值和潜力。但是,实验结果也反映出提示学习模型在处理部分类别时性能较差,且藏文预训练语言模型也有进一步提升空间。

关键词：藏文文本分类预训练语言模型提示学习小样本学习

光学活体流式细胞仪在肿瘤转移研究中的应用(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 18-25页

作者：张富丽田华琴李宏良魏勋斌上海交通大学生物医学工程学院Med-X研究院上海200030 佛山市中医院肿瘤中心广东佛山528199 北京大学肿瘤医院肿瘤发生与转化研究教育部重点实验室北京100142 北京大学医学部医学技术研究院北京100191 北京大学生物医学工程系北京100081 北京大学国际癌症研究院北京100191

癌症是人类生命的一大威胁,而肿瘤的侵袭和转移是癌症患者死亡的主要原因之一。在这一复杂过程中,循环肿瘤细胞(CTC)等血液循环中的粒子起到十分关键的作用,所以监测血液循环中的CTC和其他肿瘤相关的粒子可以促进肿瘤转移的研究。光学... 详细信息

癌症是人类生命的一大威胁,而肿瘤的侵袭和转移是癌症患者死亡的主要原因之一。在这一复杂过程中,循环肿瘤细胞(CTC)等血液循环中的粒子起到十分关键的作用,所以监测血液循环中的CTC和其他肿瘤相关的粒子可以促进肿瘤转移的研究。光学活体流式细胞仪(IVFC)是一种基于激光的新兴技术,可在体内无创监测循环细胞,包括CTC等肿瘤相关的颗粒。这一强大的工具已被广泛应用于癌症相关的多个领域,尤其是肿瘤转移研究。因此,总结分析IVFC在肿瘤转移研究中的应用具有重要意义。本文介绍IVFC的检测原理,总结基于荧光发光、光声效应、计算机视觉等光学技术的荧光活体流式细胞仪、光声活体流式细胞仪、图像活体流式细胞仪等IVFC分类,对IVFC应用于肝癌、前列腺癌、乳腺癌、黑色素瘤等肿瘤转移的相关研究进行综述,并总结和展望IVFC对肿瘤转移研究的应用。

关键词：活体流式细胞仪肿瘤转移循环肿瘤细胞无创监测光学成像