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基于特征运动观测的蝴蝶前飞规律及样机验证

北京航空航天大学学报 2023年第7期49卷 1651-1660页

作者：张益鑫王兴坚王少萍池小楷杜韶阳北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800

为了研究蝴蝶扑翼飞行的原理,研制低频扑翼的仿生器,通过蝴蝶飞行运动的生物学观测,提出蝴蝶的3种特征运动状态,分析扑翼运动、胸部俯仰运动及腹部摆动运动之间的相位关系,构建蝴蝶前飞运动学模型。基于“杆-膜”仿生翼的新工艺和定制... 详细信息

为了研究蝴蝶扑翼飞行的原理,研制低频扑翼的仿生器,通过蝴蝶飞行运动的生物学观测,提出蝴蝶的3种特征运动状态,分析扑翼运动、胸部俯仰运动及腹部摆动运动之间的相位关系,构建蝴蝶前飞运动学模型。基于“杆-膜”仿生翼的新工艺和定制的机载飞控系统,研制轻量化的仿生蝴蝶扑翼飞行器样机,研究蝴蝶样机的飞行控制策略。通过六维力传感器对样机做地面动力学测试,利用高速摄像机对样机飞行进行运动学跟踪,证明了基于特征运动状态的蝴蝶前飞规律和原理样机研制的有效性。

关键词：蝴蝶飞行规律典型特征运动扑翼飞行器仿生机器人膜翼制作

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人工智能推进肿瘤精准诊疗迈向新台阶

Chinese Medical Sciences Journal 2021年第3期36卷 171-172页

作者：田捷北京航空航天大学北京大数据与精准医疗高精尖创新中心北京航空航天大学大数据精准医疗工信部重点实验室

医学大数据的快速积累和人工智能技术的进步正在推动癌症精准医学发展到更高的水平。人工智能技术在辅助癌症诊断、疗效评估、预测预后等方面的研究已取得了显著进展。高质量、前瞻性和大样本的队列研究是未来探索人工智能在精准肿瘤学... 详细信息

医学大数据的快速积累和人工智能技术的进步正在推动癌症精准医学发展到更高的水平。人工智能技术在辅助癌症诊断、疗效评估、预测预后等方面的研究已取得了显著进展。高质量、前瞻性和大样本的队列研究是未来探索人工智能在精准肿瘤学中进一步应用的关键。我们呼吁不同领域的研究人员对人工智能新技术的发展及这些技术在临床中的合理应用予以关注,加强多中心合作,设计和建立完善的数据库及标准化的数据采集协议。相信人工智能将在癌症精准诊疗的临床应用领域取得实质性进展。

关键词：人工智能精准医学肿瘤

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增强子调控癌症发生发展的机制研究

遗传 2022年第4期44卷 275-288页

作者：漆思晗王棨临张俊有刘倩李春燕北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心北京100191 北京航空航天大学工业和信息化部大数据精准医疗重点实验室北京100191

增强子是一段具有转录调控功能的DNA序列,主要通过顺式调控方式发挥作用。由于增强子及其调控基因在位置和距离上的不确定性,大大增加了研究增强子作用机制的复杂性和困难性。越来越多的证据表明,增强子与癌症等疾病的发生发展密切相关... 详细信息

增强子是一段具有转录调控功能的DNA序列,主要通过顺式调控方式发挥作用。由于增强子及其调控基因在位置和距离上的不确定性,大大增加了研究增强子作用机制的复杂性和困难性。越来越多的证据表明,增强子与癌症等疾病的发生发展密切相关,因此开展癌症相关增强子的研究,将有助于全面解析癌症发病机制,并推动抗肿瘤药物的高效研发,具有重要的社会意义和经济价值。目前对于增强子的鉴定不充分,增强子在癌症和其他疾病中的发生发展调控机制尚未得到完整的解析。本文主要对增强子和超级增强子及其特性进行介绍,并在全基因组水平上对增强子的预测和鉴定进行了描述,最后总结了近年来增强子在癌症等疾病发生过程中所发挥的调控作用,从而为未来解析增强子调控机制以及癌症的诊断和治疗提供参考。

关键词：增强子超级增强子癌症调控机制

神经嵴细胞和神经嵴病及其致病机制的研究进展

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遗传 2022年第2期44卷 117-133,I0001页

作者：蒋卓远查艳石小峰张永彪北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100000 北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100000 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心北京100000 工信部大数据精准医疗重点实验室北京100000

神经嵴细胞(neural crest cells,NCCs)是一类脊椎动物特有的可迁移的多能干细胞,其可分化为软骨细胞、神经元和黑色素细胞等多种类型细胞。NCCs的形成、迁移和分化受到严格调控,任何扰乱NCCs发育的因素都可导致胚胎发育畸形。由神经嵴... 详细信息

神经嵴细胞(neural crest cells,NCCs)是一类脊椎动物特有的可迁移的多能干细胞,其可分化为软骨细胞、神经元和黑色素细胞等多种类型细胞。NCCs的形成、迁移和分化受到严格调控,任何扰乱NCCs发育的因素都可导致胚胎发育畸形。由神经嵴细胞发育异常所导致的一系列疾病统称为神经嵴病(neurocristopathies,NCPs)。NCPs种类繁多且表型复杂,可累及人体多个部位(颅面部、心脏、肠胃和皮肤等),严重危害患者的身体机能和心理健康。NCPs占所有出生缺陷患儿的1/3,遗传因素是导致NCPs的主要风险因素,但环境风险因子以及基因–环境交互作用异常也可导致NCPs。本文对神经嵴细胞和神经嵴病及其致病机制进行综述,为系统认知神经嵴细胞发育以及神经嵴病提供参考,为了解神经嵴病的病因以及开展有效防控提供科学支撑。

关键词：神经嵴细胞神经嵴病基因调控网络风险因素发病机制

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基于轨迹数据的货车自发编队节油潜力估计

交通运输系统工程与信息 2022年第1期22卷 74-84页

作者：谭二龙李宏海钟厚岳霍恩泽马晓磊北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学大数据科学与脑机智能高精尖创新中心北京100191

为探索最大编队长度和路网中行驶货车数目对自发编队的影响以及评估真实世界自发编队油耗节省潜力,提出了既可保证一定程度的搜索又能防止为过分追求更大编队长度而花费较长时间等待的动态时空搜索范围策略,利用辽宁省货车轨迹数据挖掘... 详细信息

为探索最大编队长度和路网中行驶货车数目对自发编队的影响以及评估真实世界自发编队油耗节省潜力,提出了既可保证一定程度的搜索又能防止为过分追求更大编队长度而花费较长时间等待的动态时空搜索范围策略,利用辽宁省货车轨迹数据挖掘了多辆货车的最长公共子序列,并构建整数规划模型求解,获取最大节省油耗下的编队方案。结果显示:编队油耗节省会随着路网中行驶货车数目和最大编队长度的增加而增加,编队中车辆平均行驶距离和平均节省油耗最终分别收敛至一范围;编队行驶距离并不一定会随着允许最大编队长度的增加而增加,即自发编队最大油耗节省策略并非编队最大行驶距离策略;在不考虑时间搜索范围时,通过继续增大空间搜索范围可实现更多的燃油节省,但不考虑空间搜索范围时持续增加时间搜索范围却不能获得更多燃油节省;4000辆车的数据集进行自发编队时每天最多可节省燃油2026.21 L,最大允许编队长度为5辆比最大允许编队长度为2辆的车辆平均节省油耗最多可提升13.92%。将本文整套处理流程应用于更大规模的货车数据集,可组成自发编队的目标车辆将会显著增加,相应地也可减少更多的能源消耗和污染物的排放,具有很大的应用潜力。

关键词：公路运输节油潜力估计整数规划自发编队最长公共子序列

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增强子的鉴定及其在肿瘤研究中的应用

遗传 2020年第9期42卷 817-831页

作者：刘倩李春燕北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心和医学科学与工程学院北京100191 工业和信息化部大数据精准医疗重点实验室(北京航空航天大学) 北京100191

增强子是一类增强靶基因转录活性的DNA顺式作用元件。但是增强子与靶基因的方向和距离不确定,大大增加了研究增强子调控的靶基因及其作用机制的困难。已有大量研究显示,增强子的突变或功能异常与疾病发生发展相关;仅有少量研究报道增强... 详细信息

增强子是一类增强靶基因转录活性的DNA顺式作用元件。但是增强子与靶基因的方向和距离不确定,大大增加了研究增强子调控的靶基因及其作用机制的困难。已有大量研究显示,增强子的突变或功能异常与疾病发生发展相关;仅有少量研究报道增强子通过促进靶基因的表达,引发癌症或产生抗药性。目前与癌症发生发展和在癌症治疗过程中抗药性产生相关的增强子尚未得到充分鉴定,这些增强子的调控机制也未得到充分解析。本文对目前可在全基因组水平上预测和鉴定增强子以及解析增强子调控机制的方法进行总结和对比,并对近几年增强子在肿瘤诊断、治疗和发生发展机制中的研究进展进行综述。期望本文为筛选与癌症发生发展相关的增强子和解析这些增强子的调控机制提供参考,为提高癌症的诊断和制定癌症的治疗策略提供新的视角。

关键词：增强子超级增强子鉴定肿瘤

CRISPR/Cas基因编辑技术在增强子功能分析及鉴定中的研究进展

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中国生物工程杂志 2022年第4期42卷 24-32页

作者：张俊有王棨临刘倩漆思晗李春燕北京航空航天大学医学科学与工程学院大数据精准医疗高精尖创新中心北京100191 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191 北京航空航天大学工业和信息化部大数据精准医疗重点实验室北京100191

增强子是生物体内重要的顺式基因表达调控元件,参与众多生物学过程,与癌症的发生发展及多种疾病的产生紧密相关。虽然基于生物信息学的方法可以对增强子进行鉴定和筛选,然而由于增强子与靶基因的位置和方向不确定,大大增加了深入研究增... 详细信息

增强子是生物体内重要的顺式基因表达调控元件,参与众多生物学过程,与癌症的发生发展及多种疾病的产生紧密相关。虽然基于生物信息学的方法可以对增强子进行鉴定和筛选,然而由于增强子与靶基因的位置和方向不确定,大大增加了深入研究增强子调控机制的难度。近年来,CRISPR/Cas技术的不断发展创新,为揭示和验证增强子的分子机制提供了可操作性。因此,在系统回顾CRISPR/Cas技术的发展过程及在生物学中的应用基础上,重点总结近年来CRISPR/Cas技术在增强子研究中的创新应用,包括不同CRISPR/Cas技术的作用原理及CRISPR/Cas技术如何编辑增强子等,以期为利用CRISPR/Cas技术研究增强子功能机制提供可行性参考。

关键词： CRISPR/Cas 增强子超级增强子基因编辑

一种用于强流脉冲离子束的束流输出稳定性实时监测方法

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物理学报 2023年第17期72卷 268-274页

作者：许莫非于翔张世健 Gennady Efimovich Remnev 乐小云北京航空航天大学物理学院北京100191 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心北京100191 北京航空航天大学先进核能材料与物理北京市重点实验室北京100191 托木斯克理工大学托木斯克634050

强流脉冲离子束辐照后的材料表面状态对束流强度具有极高的敏感性.因此,在辐照实验中监测束流输出的稳定性,并及时识别出参数抖动较大的脉冲,对于实验结果的分析和表面改性效果的优化具有重要意义.本文利用塑料闪烁体构建了一种时间分辨... 详细信息

强流脉冲离子束辐照后的材料表面状态对束流强度具有极高的敏感性.因此,在辐照实验中监测束流输出的稳定性,并及时识别出参数抖动较大的脉冲,对于实验结果的分析和表面改性效果的优化具有重要意义.本文利用塑料闪烁体构建了一种时间分辨为6 ns的快响应脉冲X射线诊断系统,成功捕获了外磁绝缘离子束二极管工作时产生的X射线.同时,通过红外相机和法拉第筒对离子束流的能量密度和电流密度进行测量.分析结果显示,轫致辐射强度和离子束发射强度均取决于二极管加速电压,导致X射线强度和离子束流能量密度呈现正相关趋势.当离子电流密度发生抖动时,X射线信号幅值表现出良好的变化跟随性,能够对偏离预设参数区间的脉冲做出响应.这说明本文提出的非拦截式诊断方法能够有效地实时监测强流脉冲离子束束流输出的稳定性.

关键词：强流脉冲离子束束流输出稳定性实时监测脉冲 X 射线诊断系统

基于眼动、位姿及场景的人体运动方向预测方法

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北京航空航天大学学报 2021年

作者：张卿王兴坚苗忆南王少萍 AlexanderI.Gavrilov 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心 BaumanMoscowStateTechnicalUniversity，DepartmentofAutomaticControlSystems

人机交互是构建各种智能系统的第一步。随着机器在人类生活中的参与度越来越高，对于人机交互的需求也越来越高。外骨骼机器人作为新提出的改善、提高人类生活能力的智能设备，同样需要高效智能的人机交互系统，而人机交互的第一步，则... 详细信息

人机交互是构建各种智能系统的第一步。随着机器在人类生活中的参与度越来越高，对于人机交互的需求也越来越高。外骨骼机器人作为新提出的改善、提高人类生活能力的智能设备，同样需要高效智能的人机交互系统，而人机交互的第一步，则是精准预测人的行为意图。从外骨骼机器人的顶层控制角度出发，报告了人体运动意图识别和外骨骼机器人智能交互能力的研究现状，并对人体运动方向识别进行了研究。提出了一种结合眼动信息、位置姿态信息、以及场景视频信息的多信息融合的人体运动意图识别网络架构，并进行了采集设备的穿戴实验。利用实验数据，对提出的网络算法进行了实验验证。结果表明，所提出的人体运动方向的识别系统，可以预测出人体运动过程中的运动方向。

关键词：眼睛追踪预测算法运动方向人体行为人机交互