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基于计算机深度学习经皮椎板间脊柱内镜手术视野的多元素识别网络模型的研究

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中华解剖与临床杂志 2024年第5期29卷 289-295页

作者：卜晋辉王亚日何博付傲赵佳琦黄森梁军王振飞许龙雷雁董明会刘光普牛茹马超刘光旺徐州医科大学徐州临床学院徐州221009 中国矿业大学计算机学院徐州221116 徐州市中心医院/南京中医药大学附属徐州中心医院/南京医科大学徐州临床医学院/东南大学医学院附属徐州中心医院骨科徐州221009

目的探讨基于计算机深度学习经皮椎板间脊柱内镜下手术视野的多元素识别网络模型的研究及应用价值。方法回顾性队列研究。纳入2021年9月—2022年3月徐州中心医院脊柱外科行经皮椎板间脊柱内镜下腰椎间盘切除术的腰椎间盘突出患者62例,... 详细信息

目的探讨基于计算机深度学习经皮椎板间脊柱内镜下手术视野的多元素识别网络模型的研究及应用价值。方法回顾性队列研究。纳入2021年9月—2022年3月徐州中心医院脊柱外科行经皮椎板间脊柱内镜下腰椎间盘切除术的腰椎间盘突出患者62例,其中男34例、女28例,年龄27~77(50.0±14.7)岁。收集患者内镜手术视频,选取4840张经皮脊柱内镜手术视野图片(包含各种组织结构及手术器械)建立图片数据集,按照2∶1∶2分为训练集、验证集和测试集,开发8种基于实例分割的卷积神经网络模型(模型的分割头部分别为Solov2、CondInst、Mask R-CNN及Yolact,主干网络分别设置为ResNet101、ResNet50)。采用边框检测、轮廓分割的均值平均精度(mAP)及图像实时识别的每秒帧数(FPS)来衡量各模型对(神经、黄韧带、髓核等)解剖结构,以及(内镜钳、高速金刚石磨钻等)手术器械的分类、定位及图像实时识别的性能。结果(1)8种卷积神经网络模型在图像边界框检测的精度方面由高到低依次为Mask R-CNN(ResNet101)、CondInst(ResNet101)、CondInst(ResNet50)、Mask R-CNN(ResNet50)、Yolact(ResNet101)、Yolact(ResNet50),其中,Mask R-CNN(ResNet101)模型精度最高(mAP=68.7%),Yolact(ResNet50)精度最低(mAP=49.7%)。(2)8种卷积神经网络模型在图像轮廓分割的精度方面由高到低依次Solov2(ResNet101)、Solov2(ResNet50)、Mask R-CNN(ResNet101)、CondInst(ResNet101)、Mask R-CNN(ResNet50)、CondInst(ResNet50)、Yolact(ResNet101)、Yolact(ResNet50)。其中,Solov2(ResNet101)精度最高(mAP=70.1%),Yolact(ResNet50)精度最低(mAP=55.2%)。(3)在图像实时识别方面,Yolact模型速度最快,其次为Solov2模型、Mask R-CNN模型,CondInst(ResNet101)速度最慢。结论基于计算机深度学习的经皮椎板间脊柱内镜手术视野多元素识别模型可以实时识别和跟踪解剖组织及手术器械。其中,Mask R-CNN(ResNet101)模型可用作脊柱内镜操作虚拟教育工具,Solov2(ResNet101)模型可应用于脊柱内镜术中实时辅助系统。

关键词：人工智能卷积神经网络模型腰椎间盘突出症脊柱内镜手术

无人机辅助MEC车辆任务卸载与功率控制近端策略优化算法

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2361-2371页

作者：谭国平易文雄周思源胡鹤轩河海大学计算机与信息学院南京211100

无人机(UAVs)辅助移动边缘计算(MEC)架构是灵活处理车载计算密集、时延敏感型任务的有效模式。但是,如何在处理任务时延与能耗之间达到最佳均衡,一直是此类车联网应用中长期存在的挑战性问题。为了解决该问题,该文基于无人机辅助移动边... 详细信息

无人机(UAVs)辅助移动边缘计算(MEC)架构是灵活处理车载计算密集、时延敏感型任务的有效模式。但是,如何在处理任务时延与能耗之间达到最佳均衡,一直是此类车联网应用中长期存在的挑战性问题。为了解决该问题,该文基于无人机辅助移动边缘计算架构,考虑无线信道时变特性及车辆高移动性等动态变化特征,构建出基于非正交多址(NOMA)的车载任务卸载与功率控制优化问题模型,然后将该问题建模成马尔可夫决策过程,并提出一种基于近端策略优化(PPO)的分布式深度强化学习算法,使得车辆只需根据自身获取局部信息,自主决策任务卸载量及相关发射功率,从而达到时延与能耗的最佳均衡性能。仿真结果表明,与现有方法相比较,本文所提任务卸载与功率控制近端策略优化方案不仅能够显著获得更优的时延与能耗性能,所提方案平均系统代价性能提升至少13%以上,而且提供一种性能均衡优化方法,能够通过调节用户偏好权重因子,达到系统时延与能耗水平之间的最佳均衡。

关键词：无人机辅助计算移动边缘计算近端策略优化深度强化学习功率控制和任务卸载

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陶瓷密封环旋转摩擦噪声特性研究

振动与冲击 2024年第16期43卷 211-218页

作者：王开心胡长明张幼安张艳孙蓓蓓东南大学机械工程学院南京211189 南京电子技术研究所南京210039

旋转机械密封采用的陶瓷密封环在航空航天领域应用广泛,但其干摩擦产生的噪声问题一直未得到解决。以陶瓷密封环为研究对象,在旋转摩擦试验台上通过振动加速度传感器和精密拾音器等测得振动与噪声信号,分析了陶瓷密封环的旋转摩擦随机... 详细信息

旋转机械密封采用的陶瓷密封环在航空航天领域应用广泛,但其干摩擦产生的噪声问题一直未得到解决。以陶瓷密封环为研究对象,在旋转摩擦试验台上通过振动加速度传感器和精密拾音器等测得振动与噪声信号,分析了陶瓷密封环的旋转摩擦随机啸叫的特点和产生机理。试验结果表明,振动加速度的倍频响应与高频啸叫关联,转动速度是影响振动和啸叫特征频率的主要因素。根据试验建立密封环的有限元仿真模型,采用瞬态动力学分析方法,得出的各转速特征频率与试验较为吻合;获得摩擦表面的接触压力,发现转动时摩擦接触界面的反复分离-附着现象,这被认为是试验中啸叫的主要机制。另外转速越大,接触压力越大,从而可推断出摩擦力越大,其诱发的啸叫声压级更大,这与试验测得转速和声压级正相关关系吻合。

关键词：陶瓷密封环旋转摩擦高频啸叫摩擦振动接触压力

人工智能驱动的低温等离子体数值模拟研究综述

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高电压技术 2024年第7期50卷 2879-2893页

作者：仲林林王逸凡任和吴奇韩汶轩陈洪洪东南大学电气工程学院南京210096

低温等离子体是等离子体的一种存在形式,在诸多工业领域有广泛应用。数值模拟是研究和分析低温等离子体的重要手段。近年来,随着人工智能技术的进步,人工智能驱动的数值模拟方法逐步在低温等离子体领域得到应用,有望克服传统数值模拟方... 详细信息

低温等离子体是等离子体的一种存在形式,在诸多工业领域有广泛应用。数值模拟是研究和分析低温等离子体的重要手段。近年来,随着人工智能技术的进步,人工智能驱动的数值模拟方法逐步在低温等离子体领域得到应用,有望克服传统数值模拟方法存在的缺陷。该文以低温等离子体为主要对象,首先介绍了主流的低温等离子体仿真模型,包括动理学模型、流体模型、化学动力学模型及混合模型,并从模型复杂度、数值计算量、参数一致性和结果可靠性4个方面分析了传统低温等离子体数值模拟方法面临的问题。然后,以数据驱动方法、物理-数据融合驱动方法以及数值模拟加速策略为分类准则,详细介绍并分析了当下人工智能驱动的低温等离子体数值模拟研究现状。最后从模型收敛性、泛化性角度总结了相关研究所面临的挑战,并指出了其进一步发展方向。

关键词：低温等离子体数值计算人工智能数据驱动深度学习

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丝素纳米颗粒药物递送应用的研究进展

材料科学 2024年第5期14卷 580-589页

作者：龚雪睿刘丰艺杨生重庆医科大学口腔医学院重庆重庆医科大学附属口腔医院重庆口腔疾病研究重庆市重点实验室重庆重庆市高等教育口腔生物医学工程重点实验室重庆

丝素蛋白(silk fibroin, SF)是从家蚕(Bombyx mori)中提取的天然材料,已被广泛用作生物医学材料,具有优越的生物相容性和生物降解性,提取简便、基团便于修饰等优良性质。由于丝素纳米颗粒对各种药物具有较高的结合能力、可控的药物释放... 详细信息

丝素蛋白(silk fibroin, SF)是从家蚕(Bombyx mori)中提取的天然材料,已被广泛用作生物医学材料,具有优越的生物相容性和生物降解性,提取简便、基团便于修饰等优良性质。由于丝素纳米颗粒对各种药物具有较高的结合能力、可控的药物释放特性和温和的制备条件,其药物递送方面的研究受到了广泛的关注。本文综述了丝素纳米颗粒的最新进展,包括丝素蛋白化学结构、性质和纳米颗粒制备及改性方法。此外,还对丝素纳米颗粒作为治疗药物载体的应用进行了综述,并对其现存问题和发展前景进行了分析,为开发更好的SF纳米颗粒提供参考依据。

关键词：丝素纳米颗粒药物递送生物响应表面改性

融合情感语义与句法结构的中文开放域事理图谱构建研究

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数字图书馆论坛 2024年第3期20卷 12-24页

作者：赵又霖林怡妮石燕青河海大学商学院南京211100 南京大学信息管理学院南京210023 南京农业大学信息管理学院南京210095

为解决大规模开放域事理图谱构建过程中缺少标注数据以及事件类型未知导致的限定域事理图谱构建方法难以迁移的问题,利用规则匹配方法高效识别开放域文本中包含的多种事件逻辑关系,融合情感语义与句法结构信息分析提高事件抽取准确性,... 详细信息

为解决大规模开放域事理图谱构建过程中缺少标注数据以及事件类型未知导致的限定域事理图谱构建方法难以迁移的问题,利用规则匹配方法高效识别开放域文本中包含的多种事件逻辑关系,融合情感语义与句法结构信息分析提高事件抽取准确性,以更好完成事理图谱的构建任务。首先,总结并扩展因果、顺承、条件、转折等多种逻辑关系抽取模板,并基于规则模板、依存句法信息筛选逻辑关系事件句;其次,创新性地引入情感语义分析方法,在句法结构信息的基础上,通过捕获事件及事件间关系的情感语义精准识别事件类型,进而抽取事件论元;再次,计算语义相似度,进行事件融合,构建三元组,得到事件事理图谱,并进一步进行事件泛化以构建抽象事理图谱;最后,以事件发展较完整的“2022年猴痘事件”为数据源,通过实证分析证明开放域事理图谱构建方法可以实现不同类型事件的识别、事件间逻辑关系的揭露,其有效性、可行性得到验证。研究不仅弥补了现有事理图谱构建理论的不足,也为决策支持、事件发展预测等提供有力的数据支持。

关键词：开放域事理图谱依存句法分析语义依存分析情感分析

中国现代丝绸文化记忆的数字化设计研究(1949—1988年)

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丝绸 2024年第2期61卷 9-18页

作者：陈果龚建培张志贤东南大学艺术学院南京211189 南京艺术学院设计学院南京210013

1949—1988年的中国现代丝绸文化是中国社会从新民主主义过渡到社会主义探索时期,再到改革开放的历史进程中,在文化和经济建设方面的一个缩影。这一时期的丝绸文化虽由文献、档案、实物等媒介保存着历史情境和社会框架下重建文化记忆的... 详细信息

1949—1988年的中国现代丝绸文化是中国社会从新民主主义过渡到社会主义探索时期,再到改革开放的历史进程中,在文化和经济建设方面的一个缩影。这一时期的丝绸文化虽由文献、档案、实物等媒介保存着历史情境和社会框架下重建文化记忆的种种特质,却也面临着记忆个体淡出、记忆媒介分散、记忆传播低效等问题。为了活化中国现代丝绸文化记忆,本文以文化记忆理论为指导,论述了中国现代丝绸文化记忆现状,从记忆内涵、记忆媒介的维度重新梳理其内在结构,并结合信息可视化设计、APP交互设计、3D虚拟场景设计等数字化设计方法,探讨了中国现代丝绸文化复述、复现与复活的新思路及新路径。

关键词：文化记忆丝绸文化数字化设计中国现代知识图谱交互设计虚拟场景设计

城市峡谷下视觉辅助的GNSS/INS多阶段定位方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 217-225页

作者：田哲铭李旭胡悦韦坤刘锡祥东南大学仪器科学与工程学院南京210096

城市峡谷环境中卫星信号遮挡严重且质量易变,导致智能车的定位易失准甚至失效。为有效利用可观测的卫星信号,提出了一种基于可视卫星的GNSS/INS融合定位方法。首先,利用鱼眼相机筛选视距卫星,进而基于正交回归拟合方法定义空视情况优劣... 详细信息

城市峡谷环境中卫星信号遮挡严重且质量易变,导致智能车的定位易失准甚至失效。为有效利用可观测的卫星信号,提出了一种基于可视卫星的GNSS/INS融合定位方法。首先,利用鱼眼相机筛选视距卫星,进而基于正交回归拟合方法定义空视情况优劣;接着,构建基于因子图的GNSS/INS融合定位框架,考虑到观测的不稳定性,分别构建了伪距、多普勒频率、载波相位观测因子,并在满足观测条件时增添对应的约束因子进行优化;最后,设计了基于空视情况的区间优化规则,优化长度跟随遮挡区间变化,以适应不同的遮挡情况。实车实验表明,相比传统的多传感融合方法,本文的多阶段定位方法在严重遮挡区域内定位精度提高了40%以上,有效提高了城市峡谷中的定位精度。

关键词：城市峡谷定位非视距信号 GNSS/INS紧组合因子图

交通强国战略背景下运用专项债推进综合交通枢纽建设探讨——以北京城市副中心综合交通枢纽为例

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天津经济 2024年第4期 11-13页

作者：周先鹏黄俊乔中央财经大学财政税务学院南京大学工程管理学院

党的二十大报告再次强调加快建设交通强国,也让综合交通枢纽建设再次走进人们的视野。政府专项债券的投向领域作为政策导向的体现,综合交通枢纽被纳入其中也意味着“十四五”时期将以其作为发力点,推进交通强国建设。为此,本文介绍了综... 详细信息

党的二十大报告再次强调加快建设交通强国,也让综合交通枢纽建设再次走进人们的视野。政府专项债券的投向领域作为政策导向的体现,综合交通枢纽被纳入其中也意味着“十四五”时期将以其作为发力点,推进交通强国建设。为此,本文介绍了综合交通枢纽专项债券,并以北京城市副中心站综合交通枢纽工程为案例,分析了综合交通枢纽工程的项目设计、经济效益与社会效益,以期为类似项目实施提供参考。

关键词：交通强国综合交通枢纽地方政府专项债券