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基于解空间降维的大规模约束多目标进化算法

电子学报 2023年第11期51卷 3120-3127页

作者：王朝黄慧涛张晶邱剑锋安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室安徽合肥230601 安徽大学人工智能学院安徽合肥230601 安徽大学自主无人系统技术教育部工程研究中心安徽合肥230601

针对大规模约束多目标优化问题呈现的高维度和约束限制的解空间,提出一种基于自编码器的解空间降维方法,用以提升进化算法搜索效率.首先,设计一种可行性标签配对策略训练自编码器,通过同时利用解的可行与不可行两类标签信息,构建包含可... 详细信息

针对大规模约束多目标优化问题呈现的高维度和约束限制的解空间,提出一种基于自编码器的解空间降维方法,用以提升进化算法搜索效率.首先,设计一种可行性标签配对策略训练自编码器,通过同时利用解的可行与不可行两类标签信息,构建包含可行域拓扑信息的降维子空间;其次,在降维后的子空间中进行遗传操作,通过解码器得到重构输出返回原始空间,快速定位潜在的可行区域;最后,设计一种子代自适应生成策略,通过结合在降维空间和原始空间生成的子代优势,防止模型坍塌同时提高搜索效率.在基准测试问题集上与五种先进算法进行对比,实验结果表明所提方法能获得更快的收敛速度和更好的解集质量.

关键词：大规模约束多目标优化进化算法自编码器空间降维子代生成可行性

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西北太平洋黑潮延伸体观测回顾和展望

地学前缘 2022年第5期29卷 13-22页

作者：陈朝晖林霄沛马昕管延锋周春张岳奇马克中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266237

西北太平洋黑潮延伸体是全球海洋动力过程最复杂、对全球气候变化最敏感和全球海洋渔业产量最大的区域之一,然而,目前对该海区物理、生态及生地化循环等过程的认识仍受限于长期连续海洋观测资料的缺乏。本文回顾了国际上针对黑潮延伸体... 详细信息

西北太平洋黑潮延伸体是全球海洋动力过程最复杂、对全球气候变化最敏感和全球海洋渔业产量最大的区域之一,然而,目前对该海区物理、生态及生地化循环等过程的认识仍受限于长期连续海洋观测资料的缺乏。本文回顾了国际上针对黑潮延伸体海区的相关观测情况和取得的主要进展,介绍了近年来我国在该区域观测系统的构建工作及取得的初步成果,包括构建了全球首个西北太平洋黑潮延伸体定点观测系统;发现黑潮延伸体海区海洋涡旋的平流效应对该海区模态水的总潜沉率贡献超过一半,所携带当地的模态水只需要一年半的时间就可到达海盆的西边界;基于潜标首次展示了黑潮延伸体区域3种不同类型次温跃层涡旋流速的直接观测结果,为开展其生成消亡机制及其全球次表层物质能量输运提供了重要的现场观测基础。最后,本文展望了今后观测系统的发展方向,即在跨圈层和多学科交叉方面发展成为我国在西北太平洋重要的深远海综合观测网络。这将为揭示多尺度物理-生物过程耦合、深海能量串级及其气候效应与深海碳循环等领域实现突破提供重要的观测支撑。

关键词：西北太平洋黑潮延伸体观测系统多圈层多学科

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微生物合成根皮素及其糖苷研究进展

中国生物工程杂志 2020年第10期40卷 76-84页

作者：刘金丛刘雪於洪建赵广荣天津大学化工学院教育部合成生物学前沿科学中心系统生物工程教育部重点实验室天津300072 天津市益倍生物科技集团天津300450

根皮素及其糖苷是二氢查耳酮类天然产物,具有抗氧化、抗炎和抑菌等多种生理活性,可应用于食品、药品、化妆品等行业。目前,根皮素及其糖苷主要从植物中提取,但含量低、组分复杂制约了高效、低成本的分离制备。随着合成生物学的发展,工... 详细信息

根皮素及其糖苷是二氢查耳酮类天然产物,具有抗氧化、抗炎和抑菌等多种生理活性,可应用于食品、药品、化妆品等行业。目前,根皮素及其糖苷主要从植物中提取,但含量低、组分复杂制约了高效、低成本的分离制备。随着合成生物学的发展,工程微生物生产根皮素及其糖苷将是一种有潜力的方法。综述了微生物合成根皮素及其糖苷的关键基因鉴定、代谢途径重构和优化策略,并针对酶的特异性差、副产物多等问题提出了技术对策。

关键词：根皮素根皮素糖苷微生物合成代谢工程合成生物学

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数字孪生技术助力石化智能工厂

化工进展 2023年第7期42卷 3365-3373页

作者：索寒生贾梦达宋光刘东庆石化盈科信息技术有限责任公司北京100007 东北大学工业智能与系统优化国家级前沿科学中心辽宁沈阳110819 智能工业数据解析与优化教育部重点实验室(东北大学) 辽宁沈阳110819

数字孪生技术的应用已经在多个领域发挥着越来越重要的作用,我国工业和信息化部《“十四五”智能化制造发展规划》中也强调了数字孪生技术的重要性。本文阐述了数字孪生技术在石油石化行业的应用现状,并介绍了石化智能工厂全生命周期数... 详细信息

数字孪生技术的应用已经在多个领域发挥着越来越重要的作用,我国工业和信息化部《“十四五”智能化制造发展规划》中也强调了数字孪生技术的重要性。本文阐述了数字孪生技术在石油石化行业的应用现状,并介绍了石化智能工厂全生命周期数字孪生平台框架。该框架以工业互联网平台为支撑,以石化企业复杂的工艺与装置为核心,可以提供石化智能工厂的数字化交付、智能建设服务、智能运行模拟以及智能维护等服务。同时,本文还规划了基于数字孪生的智能工厂生产调度可视仿真、基于增强现实的智能工厂设备智能巡检和基于虚拟现实的智能工厂沉浸式培训与安全演习三个应用场景。最后,本文分析了数字孪生技术在石油石化行业的应用挑战与措施,为数字孪生技术在智能工厂应用提供了指导建议。本文的研究成果对于推动数字孪生技术在石油石化行业的应用具有重要意义,同时也为数字孪生技术在智能工厂应用提供了新的思路和方法。

关键词：数字孪生智能工厂3.0 石油石化行业全生命周期

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中国近海海域多模式海面风速预报评估

海洋预报 2025年

作者：张弛王久珂魏立新郭安博宇黄焕卿刘晓燕陈剑桥国家海洋环境预报中心中山大学人工智能学院国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

由于海上观测资料的匮乏，中国近海海域风场预报研究相对不足。研究评估了南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）自主改进的天气研究和预报模式（WRF）在2023年1—7月对中国近海海域海面风速的预报性能。选取欧洲中期天气预报中心的... 详细信息

由于海上观测资料的匮乏，中国近海海域风场预报研究相对不足。研究评估了南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）自主改进的天气研究和预报模式（WRF）在2023年1—7月对中国近海海域海面风速的预报性能。选取欧洲中期天气预报中心的集成预报系统模式（IFS）和美国国家环境预报中心的全球预报系统模式（GFS）作为对比，预报时效包括24 h、48 h、72 h、96 h和120 h，采用中国近海浮标观测实况数据作为对比基准。研究结果表明：WRF模式的预报精度在多个预报时效下均优于GFS，在部分预报时效内优于IFS模式；对于高风速区间，WRF模式在24 h和48 h预报中表现尤为突出。

关键词：数值模式海面风风速预报浮标评估

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石墨烯纳米卷的各向异性光响应

中国激光 2024年第18期51卷 300-308页

作者：尹煜刘朝贵张书涵周雷刘安航万晨宇汪海潮江涛黄迪王占山程鑫彬同济大学精密光学工程技术研究所先进微结构材料教育部重点实验室上海市数字光学前沿科学研究基地上海市全光谱高性能光学薄膜器件与应用专业技术服务平台物理科学与工程学院上海200092 同济大学上海自主智能无人系统科学中心上海201210

单层石墨烯独特的能带结构赋予了其宽谱响应、高迁移率、超快响应等优异特性,这使得其在光电技术领域备受关注。然而,石墨烯具有高对称性,缺乏各向异性的光响应,这一点限制了其在偏振探测、量子通信、光学传感等领域的应用。本课题组利... 详细信息

单层石墨烯独特的能带结构赋予了其宽谱响应、高迁移率、超快响应等优异特性,这使得其在光电技术领域备受关注。然而,石墨烯具有高对称性,缺乏各向异性的光响应,这一点限制了其在偏振探测、量子通信、光学传感等领域的应用。本课题组利用石墨烯卷曲制备石墨烯纳米卷,破缺了石墨烯原有的高对称性,实现了各向异性的光响应。通过优化石墨烯纳米卷的制备和表征工艺,在拉曼与非线性过程中观察到了显著的各向异性光响应,说明石墨烯纳米卷形成过程破缺了石墨烯原有的晶格对称性。利用上述对称性破缺效应,制备了基于石墨烯纳米卷的各向异性光电器件,其光电流偏振比为0.33。此外,该器件还呈现出空间异质光电响应特性,结合拉曼光谱成像、近场显微成像技术推断该效应来源于缺陷、应力和掺杂分布等。本研究对于理解石墨烯纳米卷的各向异性光响应及其在光电器件中的潜在应用具有重要意义。

关键词：石墨烯纳米卷各向异性拉曼二次谐波光电响应

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DNA组装技术

生物工程学报 2019年第12期35卷 2215-2226页

作者：常汉臣王琛王培霞周见庭李炳志天津大学系统生物工程教育部重点实验室教育部合成生物学前沿科学中心天津300072 天津大学化工学院化学科学与工程协同创新中心天津300072

DNA组装是合成生物学研究的核心技术。随着合成生物学的发展,研究者开发了依赖于DNA聚合酶或DNA连接酶的不同DNA组装技术;为了降低组装成本和便于实现DNA组装的自动化,也发展了一些非酶依赖的DNA组装技术;而几百kb到Mb的大片段DNA的组... 详细信息

DNA组装是合成生物学研究的核心技术。随着合成生物学的发展,研究者开发了依赖于DNA聚合酶或DNA连接酶的不同DNA组装技术;为了降低组装成本和便于实现DNA组装的自动化,也发展了一些非酶依赖的DNA组装技术;而几百kb到Mb的大片段DNA的组装则多数依赖于微生物体内重组。文中主要综述了酶依赖、非酶依赖和体内同源重组三类DNA组装技术及其发展情况。

关键词：合成生物学 DNA组装酶依赖同源重组合成

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自主无人系统的具身认知智能框架

科技导报 2024年第12期42卷 157-166页

作者：孙长银穆朝絮柳文章王晓安徽大学合肥230039 自主无人系统技术教育部工程研究中心合肥230039 安徽大学人工智能学院合肥230039 安徽省无人系统与智能技术工程研究中心合肥230039

自主无人系统是一类具有自主认知、运动规划、自主决策和推理能力的智能系统,其目标是在有限甚至没有人工参与的情况下完成复杂开放动态场景中的通用任务。针对自主无人系统在跨域协同任务上往往面临协同感知效率低、自组网通信可靠性... 详细信息

自主无人系统是一类具有自主认知、运动规划、自主决策和推理能力的智能系统,其目标是在有限甚至没有人工参与的情况下完成复杂开放动态场景中的通用任务。针对自主无人系统在跨域协同任务上往往面临协同感知效率低、自组网通信可靠性差、资源调度流程慢、任务分配易冲突等一系列问题,探讨了融合大模型和生成式人工智能技术,构建了“大模型+自主无人系统+人工智能生成内容”为一体的自主无人系统“算-控-测”具身认知智能架构,以推动自主无人系统具身认知智能应用落地。

关键词：自主无人系统具身智能大模型生成式人工智能通用智能机器

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“透明海洋”立体观测网构建

科学通报 2020年第25期65卷 2654-2661页

作者：吴立新陈朝晖林霄沛刘永正中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室/海洋高等研究院/深海圈层与地球系统前沿科学中心青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237

1全球海洋观测网络构建状况浅析海洋是人类生存发展的重要物质基础,是高质量发展的战略要地.随着陆地资源减少甚至枯竭,海洋已经成为拓展人类生存与发展空间的主要领域,世界各国都把维护国家海洋权益、发展海洋经济、保护海洋环境、开... 详细信息

1全球海洋观测网络构建状况浅析海洋是人类生存发展的重要物质基础,是高质量发展的战略要地.随着陆地资源减少甚至枯竭,海洋已经成为拓展人类生存与发展空间的主要领域,世界各国都把维护国家海洋权益、发展海洋经济、保护海洋环境、开发海洋资源列为重大发展战略.海洋观测是认识海洋的基本手段,是海洋经济开发、环境保护和权益维护的基础.实施“透明海洋”战略,加强海洋观测技术装备研发,建设海洋综合立体观测体系,已经成为我国海洋科技创新的一个重要方向[1].

关键词：人类生存发展海洋观测技术立体观测战略要地陆地资源开发海洋资源重大发展战略海洋环境