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大语言模型研究现状与趋势

工程科学学报 2024年第8期46卷 1411-1425页

作者：王耀祖李擎戴张杰徐越北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

在过去20年中,语言建模(Language models,LM)已经成为一种主要方法,用于语言理解和生成,同时作为自然语言处理(Natural language processing,NLP)领域下游的关键技术受到广泛关注.近年来,大语言模型(Large language models,LLMs),例如Ch... 详细信息

在过去20年中,语言建模(Language models,LM)已经成为一种主要方法,用于语言理解和生成,同时作为自然语言处理(Natural language processing,NLP)领域下游的关键技术受到广泛关注.近年来,大语言模型(Large language models,LLMs),例如ChatGPT等技术,取得了显著进展,对人工智能乃至其他领域的变革和发展产生了深远的影响.鉴于LLMs迅猛的发展,本文首先对LLMs相关技术架构和模型规模等方面的演进历程进行了全面综述,总结了模型训练方法、优化技术以及评估手段.随后,分析了LLMs在教育、医疗、金融、工业等领域的应用现状,同时讨论了它们的优势和局限性.此外,还探讨了大语言模型针对社会伦理、隐私和安全等方面引发的安全性与一致性问题及技术措施.最后,展望了大语言模型未来的研究趋势,包括模型的规模与效能、多模态处理、社会影响等方面的发展方向.本文通过全面分析当前研究状况和未来走向,旨在为研究者提供关于大语言模型的深刻见解和启发,以推动该领域的进一步发展.

关键词：大语言模型(LLMs) 自然语言处理深度学习人工智能 ChatGPT

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北京先农坛建筑彩画颜料的光谱学研究

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 983-990页

作者：马峻杰李岩吴福容何康王凤平北京科技大学数理学院北京100083

北京先农坛是明清时期皇家祭祀建筑的重要历史遗迹,是中华民族传统重农思想的传播载体,见证着中华文化源远流长。在自然和人为因素的长期影响下,先农坛建筑彩画出现了烟熏、剥落等多种病害,亟待保护。为了获取先农坛建筑彩画中的物质成... 详细信息

北京先农坛是明清时期皇家祭祀建筑的重要历史遗迹,是中华民族传统重农思想的传播载体,见证着中华文化源远流长。在自然和人为因素的长期影响下,先农坛建筑彩画出现了烟熏、剥落等多种病害,亟待保护。为了获取先农坛建筑彩画中的物质成分信息以支撑彩画的保护修复工作,应用便携式拉曼光谱仪、便携式X射线荧光(XRF)对先农坛具服殿中三幅具有代表性的建筑彩画进行无损分析,结合显微拉曼光谱、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)等方法对残片的分析,成功获得了绘制彩画所用颜料的主要成分。结果表明,三幅彩画的打底材料均含有碳酸钙,金龙图案表面有金箔留存。此外,在原始彩画中使用了朱砂、铅丹、铅白、氯铜矿和靛蓝等颜料;修复彩画中除上述朱砂、铅丹、铅白外,在金龙图案区域检测到了铅丹和雌黄的混用,且所用蓝色和绿色颜料分别为群青和巴黎绿,这与原始彩画中所使用的颜料不同;在重绘彩画中鉴别出多种近代合成颜料,如钛白、铬黄、苏丹红Ⅰ、酞菁绿、群青、亮红色β-萘酚等。根据颜料的使用情况结合史料记载,确定了三幅彩画的绘制时期分别为1754年、1860年以及1997年左右。由于缺乏对原始彩画中所用颜料的了解,导致后期修复的彩画所用颜料与原始彩画不同。该研究不仅有助于建筑彩画保存历史的判断,更为彩画的保护提供了可靠依据,对后续的保护和修复工作具有重要的指导意义。

关键词：北京先农坛拉曼光谱建筑彩画颜料

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不同辐照度对雄黄退化的影响

光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 325-330页

作者：吴福容李岩马峻杰王宇航王凤平北京科技大学数理学院北京100083

光照对材料的影响是不可避免的,也是不可逆的,而且光照的损害具有积累作用。国际博物馆学会根据材料的光化学稳定性,将材料划分为:不敏感、低敏感、较敏感和极敏感。不同光敏感性材料对光照的承受能力是不同的,因此研究光照对颜料的影... 详细信息

光照对材料的影响是不可避免的,也是不可逆的,而且光照的损害具有积累作用。国际博物馆学会根据材料的光化学稳定性,将材料划分为:不敏感、低敏感、较敏感和极敏感。不同光敏感性材料对光照的承受能力是不同的,因此研究光照对颜料的影响是非常有必要的,这对文物的保护和修复有指导意义。雄黄是众所周知的光敏材料,在可见光的照射下,雄黄退化生成乌宗石(As4S5)和砒石(As_(2)O_(3)),其中乌宗石作为中间产物脱硫后生成副雄黄。光诱导雄黄退化是常见现象,但辐照条件不同,雄黄退化结果和所需时间也不同。拉曼光谱技术是一种无损检测技术,可进行定性、半定量的物质组分分析。在光诱导雄黄退化过程中,根据物质拉曼峰的位置和强度判断物质结构和成分。使用WLED灯照射雄黄,测得不同辐照度下雄黄拉曼信号完全消失的时间,得出辐照度y与雄黄退化时间x的关系为y=e^(9.057)/x^(0.861),表明辐照度越大,雄黄完全退化所需时间越短。且研究还发现雄黄经WLED辐照后的最终产物均是副雄黄和乌宗石共存,这是因为雄黄光照的退化产物副雄黄,在白色光源中含有的蓝光的辐照下,又退化成中间产物乌宗石。在古建筑内部照明中,应尽可能降低光敏颜料表面接收到的辐照度。照明光源不同,对雄黄的影响也有所不同,但该实验采用的照明光源符合目前照明情况,可以根据上述关系式,结合古建筑内部照明的辐照度对古建彩画进行定期修复。

关键词：雄黄退化时间辐照度拉曼光谱

基于AttentionR2U-net的岩石(体)关键节理智能识别与参数提取

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 101-110页

作者：孙浩代宗晟金爱兵陈岩北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083

针对岩石(体)表面复杂节理网中关键节理的智能识别与参数提取问题,提出一种基于AttentionR2U-net网络与节理几何特征模型耦合识别的方法.在R2U-net网络的基础上引入注意门(attentiongate)改进网络,通过定性与定量的方法对边坡节理图像... 详细信息

针对岩石(体)表面复杂节理网中关键节理的智能识别与参数提取问题,提出一种基于AttentionR2U-net网络与节理几何特征模型耦合识别的方法.在R2U-net网络的基础上引入注意门(attentiongate)改进网络,通过定性与定量的方法对边坡节理图像和混凝土、龟裂土、常见脆性岩石裂隙图像的识别结果分别作准确性及泛化能力检验;利用AttentionR2U-net网络耦合节理几何特征的方法识别关键节理,提取原始节理和关键节理的几何参数并对其迹长、面积及倾角作差异性分析.研究结果表明:针对岩石(体)节理识别,本文算法的Dice相似系数从U-net网络的0.965提升至0.990,且明显优于传统算法,故本文算法在岩石(体)节理识别上具有更强的可靠性与优越性;针对混凝土、龟裂土和大理岩、花岗岩、砂岩等脆性岩石裂隙的识别,本文算法的Dice相似系数均在0.953以上,故本文算法具有较强的泛化能力.与原始节理网络相比,关键节理网络优势迹长由0.732m显著增大至1.835m,节理倾角分布形式和优势倾角组均不变,优势迹长和倾角的节理占比均显著增大.

关键词：岩石(体) 关键节理 AttentionR2U-net网络智能识别参数提取

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生物集群能量高效利用机制研究综述

自动化学报 2024年第3期50卷 431-449页

作者：吴晓阳邹尧付强贺威北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室北京100083

近年来,智能体集群的能量高效利用(Energy efficient utilization,EEU)机制已经成为多智能体系统领域的热点问题,如何使用有限的能量资源实现系统性能最优是该问题的核心研究内容.考虑到智能体集群与生物族群的相似性,探究生物族群的能... 详细信息

近年来,智能体集群的能量高效利用(Energy efficient utilization,EEU)机制已经成为多智能体系统领域的热点问题,如何使用有限的能量资源实现系统性能最优是该问题的核心研究内容.考虑到智能体集群与生物族群的相似性,探究生物族群的能量高效利用机制对提升智能体集群节能性能有着重要的研究价值.为此,首先介绍不同生物族群中蕴含的能量利用机制,并根据节能方式的差异分成3类,流体优势利用机制、流体阻碍克服机制和热量交换与扩散机制;然后对这些机制进行总结与分析,并提出一种具有一般性的能量高效利用模型;最后,探讨能量高效利用机制在多智能体系统应用中面临的挑战和发展趋势.

关键词：生物集群能量高效利用节能机制编队

基于高仿生形态布局的仿鸽扑翼飞行机器人系统设计

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自动化学报 2024年第2期50卷 308-319页

作者：王久斌贺威孟亭亭邹尧付强北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室北京100083

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及... 详细信息

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及尾翼挨近翅膀后缘布置的布局方式,使扑翼机器人飞行形态更加接近真实鸟类,提高扑翼机器人的形态仿生度.在此基础上,设计结合下扑角调控无需尾翼大角度上翘的俯仰控制方式,以及不依赖于尾翼的翅膀收缩转向控制方式,在提高仿生度的同时保证飞行控制的有效性.在具体设计过程中,首先参考鸽子翅膀型式选择不同类型翅膀并进行风洞测试,确定出下扑角变化时仍能保持较优升推力性能的翅膀设计方案;其次,对各种尾翼型式进行分析和比较,结合鸽子尾翼特点进行仿鸽尾翼及俯仰、转向控制机构设计,并通过风洞测试验证;最后,设计飞控系统并装配整机,进行外场飞行测试,验证仿鸽扑翼飞行机器人平台的稳定性和可控性.

关键词：高仿生形态布局仿鸽扑翼飞行机器人折翼翅膀扇形尾翼风洞实验俯仰控制转向控制

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基于A-RAFT模型的垂直管道输送测速方法

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工程科学学报 2024年第12期46卷 2159-2168页

作者：田惠东邹敏陈哲涵马飞刘博深北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院顺德528339 北京科技大学细粒矿物高效利用研究中心北京100083

流速作为流动特性的重要参数之一,在垂直管道提升效率研究中有着重要地位.以管道固液两相流为研究对象,研究管道测速的方法.结合深度学习技术,提出了基于注意力机制的光流全场递归匹配模型(A-RAFT),提高了网络对速度场突变区域的估计能... 详细信息

流速作为流动特性的重要参数之一,在垂直管道提升效率研究中有着重要地位.以管道固液两相流为研究对象,研究管道测速的方法.结合深度学习技术,提出了基于注意力机制的光流全场递归匹配模型(A-RAFT),提高了网络对速度场突变区域的估计能力;构建了一个虚实结合的数据集,用于训练神经网络模型.对新提出的模型与数据集进行评估,结果显示:该模型在合成的图像上实现了高精度的速度场计算,与现有其他模型相比,估计误差减小了15.6%;开展了垂直管道固体颗粒输送的模拟实验,本模型在实验中所采集的真实流场数据上同样展现了准确的估计性能,该模型对颗粒速度的测量平均相对误差低于5%.上述实验结果充分证明了该方法在速度场中有较高的估计精度,模型有较强的泛化能力.这一研究能够为能源开采、隧道掘进、污水处理以及长距离管道运输等领域中的固液两相流特性分析提供新思路.

关键词：管道流流体测速固液两相流神经网络管道输送

Laves-Co_(2)(HfTa)合金的相稳定性及热物性

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物理学报 2024年第12期73卷 277-287页

作者：丁宁倪晓东田付阳北京科技大学应用物理研究所北京100083

基于第一性原理计算方法,在考虑磁效应的基础上,对不同温度下合金Co_(2)(HfTa)中的稳定结构、电子性质和热力学性质展开了研究.通过第一性原理计算形成能、弹性性质及声子色散关系,结果表明合金Co_(2)(Hf_(x)Ta_(1-x))在x≤0.75时基态是... 详细信息

基于第一性原理计算方法,在考虑磁效应的基础上,对不同温度下合金Co_(2)(HfTa)中的稳定结构、电子性质和热力学性质展开了研究.通过第一性原理计算形成能、弹性性质及声子色散关系,结果表明合金Co_(2)(Hf_(x)Ta_(1-x))在x≤0.75时基态是C36,当x>0.75时基态是C14.这一发现提示了合金成分对其基态结构的影响,并为合金的稳定性提供了重要线索.值得注意的是,考虑了振动熵和电子熵的贡献后,Co_(2)Hf相对稳定的结构变为C36,Co_(2)Ta变为C14,这表明温度会对合金结构稳定性的影响.Co_(2)(Hf_(x)Ta_(1-x))合金在弹性方面呈现出本征脆性.热力学分析表明其在高温下热容趋于稳定,德拜温度近似为常数,振动熵随温度递增且与压强负相关.电子态密度分析揭示了Co_(2)(HfTa)合金三个结构的相稳定性.

关键词： Co_(2)(HfTa) Laves相稳定性热物性质第一性原理计算

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金刚石/碳纳米管异质界面热导及声子热输运特性

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物理学报 2024年第13期73卷 346-355页

作者：刘子怡褚福强魏俊俊冯妍卉北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

碳纳米管作为新一代热界面材料,在天然材料中具有最高的热导率,有望解决金刚石半导体超高热流密度的散热问题.因此,本文提出将金刚石和碳纳米管结合,可大幅度提高器件性能及稳定性,减小封装尺寸,实现器件小型化设计.采用非平衡分子动力... 详细信息

碳纳米管作为新一代热界面材料,在天然材料中具有最高的热导率,有望解决金刚石半导体超高热流密度的散热问题.因此,本文提出将金刚石和碳纳米管结合,可大幅度提高器件性能及稳定性,减小封装尺寸,实现器件小型化设计.采用非平衡分子动力学方法从微观层面探究了金刚石/碳纳米管异质结构界面热特性及影响因素.研究发现碳纳米管层数增加使声子态密度峰值增大并向低频波段移动,低频声子增多更有利于界面传热,同时声子重叠能提高,声子耦合振动增强提升了界面传热效率;同时,一定范围内体系温度的升高及碳纳米管长径比的增大可以提高近界面处金刚石和碳纳米管的态密度截止频率,提升低频波段的峰值,进一步增强两侧声子的耦合振动,提高了界面热导.最后,采用正交试验模拟获得了金刚石/碳纳米管界面热导的最优值,结果远优于目前一般半导体/金属的界面热导.该工作为优化金刚石/碳纳米管异质界面的热输运提供了思路,并将有利于器件热管理和芯片材料设计.

关键词：碳纳米管金刚石界面热导分子动力学

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