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面向道路目标检测的多模态融合语义传输

模式识别与人工智能 2023年第11期36卷 1009-1018页

作者：朱增乐魏智伟张荣庆杨柳青香港科技大学(广州)智能交通学域广州511455 同济大学上海自主智能无人系统科学中心上海201210 同济大学软件学院上海201804

在长尾效应的极端场景下,多车多传感器协作感知可为车辆提供有效的感知信息,但异构数据的差异化带宽限制和不同的数据格式使车辆在处理信息时难以进行统一高效的调度.为了在有限通信带宽下实现不同车辆间多传感器信息的有机融合,文中从... 详细信息

在长尾效应的极端场景下,多车多传感器协作感知可为车辆提供有效的感知信息,但异构数据的差异化带宽限制和不同的数据格式使车辆在处理信息时难以进行统一高效的调度.为了在有限通信带宽下实现不同车辆间多传感器信息的有机融合,文中从语义通信的角度出发,提出基于Transformer的多模态融合目标检测语义通信模型.不同于传统的数据传输方案,文中模型利用自注意力机制融合不同模态的数据,着重探究各模态数据之间的语义相关性与依赖性.在有限的通信资源下帮助车辆进行信息传递和相互协作,提高车辆对复杂路况的理解能力.在Teledyne FLIR Free ADAS Thermal数据集上的实验表明,文中模型在多模态目标检测语义通信任务中表现出色,不仅大幅提升目标检测的准确性,同时也减少一半传输代价.

关键词：道路目标检测异构数据语义通信多模态融合自注意力机制

基于酿酒酵母的大片段DNA组装与转移技术进展

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中国生物工程杂志 2022年第7期42卷 101-112页

作者：田方方何博吴毅天津大学化工学院天津300072 教育部合成生物学前沿科学中心和系统生物工程重点实验室天津300072

DNA组装与转移技术是合成生物学的核心使能技术之一,生命体设计改造的复杂度不断提升,使得对大片段DNA组装与转移技术的需求也日益旺盛。小片段DNA的组装与转移技术目前已经比较成熟,大片段DNA由于其分子量大、易断裂,使得体外操作繁琐... 详细信息

DNA组装与转移技术是合成生物学的核心使能技术之一,生命体设计改造的复杂度不断提升,使得对大片段DNA组装与转移技术的需求也日益旺盛。小片段DNA的组装与转移技术目前已经比较成熟,大片段DNA由于其分子量大、易断裂,使得体外操作繁琐且效率低下。聚焦酿酒酵母体内组装和转移的技术进展,详细介绍了基于酿酒酵母一次组装和迭代组装的不同方法,并从导入与导出的角度介绍了大片段DNA的转移技术,便于研究者更好地理解和选择酿酒酵母体内组装与转移技术。此外,还展望了将酿酒酵母开发为大片段DNA组装与转移通用平台实现更多物种基因组大尺度设计改造的愿景。

关键词：大片段DNA组装大片段DNA转移酿酒酵母

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碳构造:一个地球系统科学新范式

科学通报 2023年第4期68卷 309-338页

作者：李三忠刘丽军索艳慧李玺瑶周洁姜兆霞管红香孙国正于雷刘鹏戴黎明李晓辉陈龙赵彦彦王誉桦许博超深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源勘探与评价技术功能实验室青岛266237 Department of Geology University of Illinois at Urbana-Champaign61822USA 深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海洋化学理论与工程教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237

地球系统科学是一门复杂性科学,迄今没有一个简单理论完整解释地球系统行为.碳构造既是地球系统运行的一种新模式,也是一种研究新范式,其基本构成有碳泵、碳传送带及碳开关.碳泵是跨圈层物质能量垂向交换机制,碳传送带则是同一圈层内的... 详细信息

地球系统科学是一门复杂性科学,迄今没有一个简单理论完整解释地球系统行为.碳构造既是地球系统运行的一种新模式,也是一种研究新范式,其基本构成有碳泵、碳传送带及碳开关.碳泵是跨圈层物质能量垂向交换机制,碳传送带则是同一圈层内的水平输送机制,碳开关控制着地球系统运行状态和进化方向.碳构造是多学科研究地球系统的突破口和交叉点.

关键词：多学科研究地球系统科学开关控制交换机制进化方向复杂性科学传送带物质能量

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血液灌流吸附剂材料的研究进展

化工学报 2020年第S2期71卷 12-23页

作者：李庆斯张雷天津大学化工学院天津300350 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300350 天津大学青岛海洋技术研究院山东青岛266235

血液灌流技术是一种将患者血液引出体外,利用吸附剂材料吸附去除血液中的有害物质,使患者血液得到净化的一种血液净化疗法。其核心是其净化装置中的吸附剂材料。高性能血液灌流吸附剂材料的开发,有助于从根本上改善该疗法对患者的治疗... 详细信息

血液灌流技术是一种将患者血液引出体外,利用吸附剂材料吸附去除血液中的有害物质,使患者血液得到净化的一种血液净化疗法。其核心是其净化装置中的吸附剂材料。高性能血液灌流吸附剂材料的开发,有助于从根本上改善该疗法对患者的治疗效率和效果,并且减少或根除副反应的发生,从而推动血液灌流技术的发展。综述了近年来血液灌流吸附剂材料的相关研究,包括碳基材料、聚合物基材料、二氧化硅基材料、分子印迹聚合物基材料、吸附膜基材料、新型血液灌流吸附剂等,并对未来血液灌流吸附剂材料的发展进行了展望,以期对新型血液灌流吸附剂的开发提供参考。

关键词：血液净化血液灌流吸附剂血液净化吸附剂吸附活性炭聚合物抗生物污染

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焊接空心球焊缝自动对中系统及控制算法设计

太原理工大学学报 2025年

作者：高明昊陈燕生张添玮孙嘉乐闫肃张海涛太原理工大学集成电路学院太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室山西新源智控科技有限公司山西汾阳丰源网架钢结构有限公司

【目的】针对焊接空心球半自动焊接系统中人工调整焊缝中心平面与焊枪对准过程存在的误差大、精度不一致等问题，本研究提出并实现了一种焊接空心球自动对中结构及控制方法，为实现焊接空心球的全自动焊接奠定了基础。【方法】在原有半... 详细信息

【目的】针对焊接空心球半自动焊接系统中人工调整焊缝中心平面与焊枪对准过程存在的误差大、精度不一致等问题，本研究提出并实现了一种焊接空心球自动对中结构及控制方法，为实现焊接空心球的全自动焊接奠定了基础。【方法】在原有半自动焊接系统中增设旋转运动机构及相应驱动控制系统，实现焊缝中心平面的精确旋转控制。；通过前端监看相机图像的霍夫圆检测、掩膜法、最小二乘拟合等处理，实现焊接空心球焊缝中心提取和位置粗调；通过线激光相机图像灰度化、高斯模糊、阈值截断等处理，去除图像干扰。消除干扰后进行图像裁剪、细化和卷积，精确定位焊缝中心坐标，从而实现精确调整。【结果】测试表明，该方法能在55s内自动将焊缝中心平面与焊枪调整至同一平面。相较于人工调整，焊缝最大偏差值的准确度提高68.1%；与机器学习图像识别算法相比，焊缝平均偏差值的准确度提高12%，在树莓派等边缘计算设备上调节时间领先275%。该方法显著提高了焊接空心球的生产效率，展现出明显的优势。

关键词：焊接空心球自动对中图像处理运动分解自动焊接系统

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嗜盐单胞菌利用乙酸盐合成PHB的研究

化学工业与工程 2022年第5期39卷 119-126页

作者：晋彪张静洪坤强王智文陈涛天津大学化工学院天津300350 系统生物工程教育部重点实验室合成生物学前沿科学中心天津300072

首先测试了嗜盐单胞菌Halomonas ***1.0对乙酸钠的耐受性,结果显示乙酸钠浓度由25 g·L^(-1) 提高到100 g·L^(-1) 时对TD1.0生长的抑制率只有45.8%。在摇瓶培养中,TD1.0在36 h内消耗完27.3 g·L^(-1) 乙酸钠,细胞干质量达到9.6 g·L^(-... 详细信息

首先测试了嗜盐单胞菌Halomonas ***1.0对乙酸钠的耐受性,结果显示乙酸钠浓度由25 g·L^(-1) 提高到100 g·L^(-1) 时对TD1.0生长的抑制率只有45.8%。在摇瓶培养中,TD1.0在36 h内消耗完27.3 g·L^(-1) 乙酸钠,细胞干质量达到9.6 g·L^(-1) ,其中PHB质量分数为61%,表明该菌株具有很好的高浓度乙酸钠耐受性和利用乙酸合成PHB的特性。随后为进一步提高乙酸钠的利用速度,在TD1.0中分别用高拷贝和低拷贝表达载体表达了来自枯草芽孢杆菌的乙酰辅酶A合成酶基因acs,结果显示,含有高拷贝表达质粒的菌株TD-PN59的乙酸盐平均利用速率为0.91 g·L^(-1) ·h^(-1),比TD1.0提高了19.7%。TD-PN59的细胞干质量和PHB质量分数分别达到9.98 g·L^(-1) 和65%,PHB产量达到6.49 g·L^(-1) ,比TD1.0提高了约10.8%。在以葡萄糖和乙酸钠为混合碳源(10 g·L^(-1) Glu和10 g·L^(-1) NaAC)的培养基中,利用低拷贝载体表达acs的TD-PN85菌株的乙酸钠利用速率显著高于TD1.0,并且在一定程度上缓解了碳分解代谢物阻遏现象(CCR),促进了葡萄糖和乙酸钠的共利用。

关键词：乙酰辅酶A合成酶枯草芽孢杆菌乙酸盐高拷贝乙酸钠混合碳源载体表达摇瓶培养

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微生物燃料电池堆栈的设计开发与应用进展

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第9期56卷 887-902页

作者：宋浩贾继朝张保财李锋邵舒琳天津大学化工学院天津300350 天津大学合成生物学前沿科学中心天津300350 天津大学系统生物工程教育部重点实验室天津300350

微生物燃料电池可将环境废水中的化学能转化为电能,并驱动和强化有机污染物降解,是生物电化学环境修复、清洁能源开发很有应用潜力的解决方案.目前,微生物燃料电池在实际应用中还存在着电池规模小、输出电能低等工程问题,成为限制其性... 详细信息

微生物燃料电池可将环境废水中的化学能转化为电能,并驱动和强化有机污染物降解,是生物电化学环境修复、清洁能源开发很有应用潜力的解决方案.目前,微生物燃料电池在实际应用中还存在着电池规模小、输出电能低等工程问题,成为限制其性能和规模化应用的核心瓶颈,因此需要对微生物燃料电池进行规模化放大.然而,单纯地增加单体微生物燃料电池的体积,将增加电池内阻,导致能量损失加大,限制微生物燃料电池输出功率进一步提高,不适合工程化应用.微生物燃料电池堆栈是在保持单体微生物燃料电池性能的基础上,通过将多个单体微生物燃料电池进行串并联连接,从而有效提高微生物燃料电池的输出电压、电流以及功率,是实现微生物燃料电池规模化放大的主要手段,已经广泛应用于复杂环境中低劣生物质发电、废水处理以及化学品合成等领域.本文基于微生物燃料电池堆栈的工作原理,从产电微生物、电极材料、电池结构以及电池传质等多个方面系统分析了影响微生物燃料电池堆栈性能的关键因素,总结了微生物燃料电池堆栈结构和电路管理系统的设计原理与工程技术,分析了微生物燃料电池堆栈的重点应用领域,并针对其未来的研究方向进行了展望,以促进微生物燃料电池堆栈的工业化应用.

关键词：微生物燃料电池堆栈技术生物能源产电微生物废物处理生物技术

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具身智能自主无人系统技术

自动化学报 2024年

作者：孙长银袁心王远大柳文章安徽大学自主无人系统技术教育部工程研究中心安徽大学安徽省无人系统与智能技术工程研究中心东南大学自动化学院

自主无人系统是一类具有自主感知和决策能力的智能系统,在国防安全、航空航天、高性能机器人等方面有着广泛的应用.近年来,基于Transformer架构的各类大模型快速革新,极大地推动了自主无人系统的发展.目前,自主无人系统正迎来一场以“... 详细信息

自主无人系统是一类具有自主感知和决策能力的智能系统,在国防安全、航空航天、高性能机器人等方面有着广泛的应用.近年来,基于Transformer架构的各类大模型快速革新,极大地推动了自主无人系统的发展.目前,自主无人系统正迎来一场以“具身智能”为核心的新一代技术革命.大模型需要借助无人系统的物理实体来实现“具身化”,无人系统可以利用大模型技术来实现“智能化”.本文阐述了具身智能自主无人系统的发展现状,详细探讨了包含大模型驱动的多模态感知、面向具身任务的推理与决策、基于动态交互的机器人学习与控制、三维场景具身模拟器等具身智能领域的关键技术.最后,指出了目前具身智能无人系统所面临的挑战,并展望了未来的研究方向.

关键词：自主无人系统具身智能大语言模型人工智能

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CMIP6模拟北极海冰面积变化能力评估

极地研究 2024年

作者：胡舒涵丁瑞昌吴昊煜赵传湖黄菲中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室(POL)深海圈层与地球系统前沿科学中心(FDOMES)

全球变暖背景下北极海冰呈现融化和退缩加速的趋势,如何预测未来北极海冰面积变化成为当今的研究热点。本文综合考虑海冰面积变化和模式物理约束条件指标,评估了48个CMIP6模式模拟北极海冰面积变化的能力,将这些模式分为优秀、良好、中... 详细信息

全球变暖背景下北极海冰呈现融化和退缩加速的趋势,如何预测未来北极海冰面积变化成为当今的研究热点。本文综合考虑海冰面积变化和模式物理约束条件指标,评估了48个CMIP6模式模拟北极海冰面积变化的能力,将这些模式分为优秀、良好、中等和较差等4类,并对21世纪近期(2015—2040年)、中期(2041—2070年)和远期(2071—2100年)的海冰变化进行比较分析。结果表明,(1)综合上述两种评估指标遴选出的性能优秀模式的集合均值能很好地模拟历史时期的海冰变化,CMIP6模拟结果的离散程度显著降低,未来海冰面积变化预估的不确定性也大大减少。(2)性能优秀模式的集合均值结果显示,在21世纪近期,冬春季海冰面积减少缓慢,而夏秋季海冰面积减少较快。21世纪中远期,在共享社会经济路径(sharedsocioeconomic pathways, SSP)2-4.5情景下,北极9月几乎无冰,但全年海冰下降趋势有所减缓;在SSP5-8.5情景下,北极海冰面积全年减少速率大,且北极夏秋季将呈无冰状态。(3)在SSP2-4.5和SSP5-8.5两种情景下,北极的第1个夏季无冰年很有可能分别出现在2037年和2033年。

关键词： CMIP6 北极海冰面积共享社会经济路径应对变化评估