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光纤多通道并行激光直写光刻系统(特邀)

中国激光 2024年第12期51卷 382-388页

作者：张娜罗昊邱毅伟詹刚垚温积森吕碧沪匡翠方朱大钊刘旭之江实验室高效能计算系统研究中心浙江杭州311121 浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江杭州310027 之江实验室前沿基础研究中心浙江杭州311121 之江实验室新型计算传感与智能处理研究中心浙江杭州311121 之江实验室科研条件管理部浙江杭州311121

激光直写是一项应用广泛的微纳加工技术。但受限于通量,单通道激光直写技术无法实现大面积应用。为此,提出并验证一种多通道激光直写技术,以提升激光直写技术的通量。与传统的以空间光光路为基础的多通道系统不同,介绍的技术使用光纤器... 详细信息

激光直写是一项应用广泛的微纳加工技术。但受限于通量,单通道激光直写技术无法实现大面积应用。为此,提出并验证一种多通道激光直写技术,以提升激光直写技术的通量。与传统的以空间光光路为基础的多通道系统不同,介绍的技术使用光纤器件实现多通道并行刻写,且每个通道可独立调控。通过加工多种微纳结构进行测试,证明搭建的系统兼容多种光刻胶,在ps量级脉宽情况下可实现横向126 nm、纵向222 nm的加工精度。系统结构紧凑,具备加工大面积复杂图形、三维结构的能力,证明光纤器件应用在多通道系统中的可行性,为高通量激光直写技术发展提出新的技术途径。

关键词：激光直写多通道并行光刻光纤系统微纳加工

基于数据融合与知识推理的机器人装配单元数字孪生建模方法研究

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机械工程学报 2024年第5期60卷 36-50页

作者：刘达新王科刘振宇许嘉通谭建荣浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室杭州310027 设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027

目前机器人作业任务规划通常依赖于人为手动示教与离线编程,这往往需要操作人员花费大量的时间精力对机器人的操作流程进行定义与程序编写。为了进一步提高机器人装配作业任务规划的自主性和高效性,提出一种基于数据融合与知识推理的机... 详细信息

目前机器人作业任务规划通常依赖于人为手动示教与离线编程,这往往需要操作人员花费大量的时间精力对机器人的操作流程进行定义与程序编写。为了进一步提高机器人装配作业任务规划的自主性和高效性,提出一种基于数据融合与知识推理的机器人装配单元数字孪生建模方法,研究机器人装配单元从物理空间到虚拟空间的高保真映射,为后续机器人在数字孪生环境下的自主动态装配作业奠定基础。将机器人装配单元数字孪生模型分为机器人与工艺工装、产品以及机器人装配过程三个部分,并分别提出了基于虚实映射的机器人与工艺工装数字孪生建模方法、融合多源异构数据的产品数字孪生建模方法以及基于知识推理的机器人装配作业过程数字孪生建模方法,在此基础上实现机器人装配作业任务的快速规划和仿真验证。最后将所提方法应用在某款步进电机的机器人装配作业任务规划中,验证了提出的方法在实际应用场景下的有效性。

关键词：数字孪生工业机器人装配建模任务规划

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基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法

工程科学与技术 2024年第3期56卷 32-40页

作者：龚士林孙辅庭黄维陈铿沈海尧中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014 国家能源局大坝安全监察中心浙江杭州311122 浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310015

大坝监测点数量众多、分布无序,传统监控方法难以描述监测点之间的空间关系和结构机理关联特性。针对此问题,本文提出一种基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法。首先,参照知识图谱要素特征,明确大坝监测点命名规则、拟定监测点空间... 详细信息

大坝监测点数量众多、分布无序,传统监控方法难以描述监测点之间的空间关系和结构机理关联特性。针对此问题,本文提出一种基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法。首先,参照知识图谱要素特征,明确大坝监测点命名规则、拟定监测点空间相邻关系和数据序列相似关系的判定规则、提取监测点的内在属性特征,提出大坝安全监控知识体系;其次,以Neo4j图数据库为基底,采用网状图结构描述监测点的复杂关系和内部特征,构建大坝安全监控知识图谱;然后,基于图数据库知识引导和多级关系查询能力,建立监测点的关联响应机制,将异常监测点识别出来并划分为不同异常测点组,明确各异常测点组之间的结构机理关联特性;进一步,提出多测点聚集度概念并构建异常测点组的空间影响区域算法,并以坝体的异常影响区域为核心计算大坝运行性态分数,从大坝整体结构层面进行综合监控预警;最后,以一座混凝土重力坝的部分坝段为例,验证所提出方法的可行性。研究表明:该方法充分利用知识图谱在信息融合、类脑推理方面的优势,将大坝监测点整合成数据网络进行统一分析,提出异常监测点的结构影响区域概念,并以此为依据对大坝安全进行评判,在综合考虑监测点数量、空间分布、结构机理关联特性情况下实现多测点大坝安全监控预警。

关键词：知识图谱大坝多测点监控预警聚集度多级查询

考虑不同失效模式的索杆结构构件面积缺损限值研究

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 52-61页

作者：邓满宇袁行飞董永灿浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310058

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的... 详细信息

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的可靠度限值控制不等式;通过力学推导,给出了以缺损面积为变量的杆件内力与节点位移变化公式,依据该公式可计算出可靠度限值控制不等式中的影响系数矩阵;引入钢材的锈蚀模型并结合非线性规划,提出了一种确定索杆结构构件面积缺损限值的方法。对一Levy型索穹顶的构件面积缺损限值进行了算例分析,并与规范限值进行对比。结果表明:索杆结构中的多数构件在强度失效与变形失效模式下的面积缺损限值高于耐久性限值,但松弛失效模式下的构件面积缺损限值小于耐久性限值,如按该限值要求对结构进行设计及维护将有可能发生钢索松弛失效;而安全性限值对于钢索构件较为严格,对于钢杆构件则与耐久性限值相同。因此,需综合考虑3种失效模式与规范限值,并按最严格的结果进行控制。

关键词：索杆结构可靠度理论非线性规划失效模式面积缺损限值

基于变量选择与Transformer模型的中长期电力负荷预测方法

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浙江大学学报（理学版） 2024年第4期51卷 483-491,500页

作者：黄文琦梁凌宇王鑫赵翔宇宗珂孙凌云南方电网数字电网研究院有限公司广东广州510663 浙江大学南方电网人工智能创新联合研究中心浙江杭州310058 浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310027 浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

准确且有效的负荷预测对于电力系统的实时运行和调度非常重要。提出了一种融合变量选择与稀疏Transformer模型的预测方法,将静态变量和时序变量作为输入,充分发挥静态变量在全局时间范围内的信息增强作用,基于门控机制设计变量分权组件... 详细信息

准确且有效的负荷预测对于电力系统的实时运行和调度非常重要。提出了一种融合变量选择与稀疏Transformer模型的预测方法,将静态变量和时序变量作为输入,充分发挥静态变量在全局时间范围内的信息增强作用,基于门控机制设计变量分权组件,根据变量与预测结果的相关性,赋予变量不同的权重。设计了双层编码结构,进行时序特征提取,对注意力进行稀疏处理,通过多变量输入对未来时刻负荷进行预测。基于真实电力负荷数据的实验表明,本文模型能够提高中长期负荷预测精度和效率。

关键词：电力时序数据 Transformer 中长期负荷预测多变量变量选择

基于混合物理论的饱和孔隙-裂隙岩体本构模型

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浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1446-1456页

作者：胡亚元叶飞浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058

考虑饱和孔隙-裂隙岩体中固相材料应变与固相材料压力间的关系,完善模型力学参数的取值理论依据,建立新的本构模型.在混合物理论框架内,依据变形特征将固相体应变分解为裂隙骨架体应变、孔隙骨架体应变、岩块材料体应变.假定应变仅取决... 详细信息

考虑饱和孔隙-裂隙岩体中固相材料应变与固相材料压力间的关系,完善模型力学参数的取值理论依据,建立新的本构模型.在混合物理论框架内,依据变形特征将固相体应变分解为裂隙骨架体应变、孔隙骨架体应变、岩块材料体应变.假定应变仅取决于能量方程中的共轭应力,基于自由能势函数构建饱和孔隙-裂隙岩体本构模型,根据模型力学含义推导模型力学参数取值方法.结合达西定律建立流固耦合控制方程.一维固结算例分析表明,相比其他方法确定的参数,所提方法确定参数计算的初始超孔压偏低、初始沉降偏大,孔隙超孔压消散滞后于裂隙超孔压.参数敏感性分析表明,增大渗透系数比会显著提高岩体固结速率,增大形状系数对裂隙超孔压消散和岩体沉降影响较小.

关键词：饱和孔隙-裂隙岩体混合物理论岩块材料变形参数的取值方法一维固结

基于GPU高速并行计算实现逆信噪比-复值退相关OCTA实时成像

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中国激光 2024年第9期51卷 170-180页

作者：郭大佑刘开元章慧英林腾翔丁志华李鹏浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心浙江嘉兴324000

在光学相干层析血流造影(OCTA)系统的实际应用中,高质量数据的采集受到多种因素的干扰,如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元(GPU)的OCTA数据实时处理框架,使用C++和CUDA... 详细信息

在光学相干层析血流造影(OCTA)系统的实际应用中,高质量数据的采集受到多种因素的干扰,如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元(GPU)的OCTA数据实时处理框架,使用C++和CUDA开发系统软件,实现了逆信噪比-复值退相关光学相干层析血流造影(ID-OCTA)的实时信号处理与图像显示,线处理速度达到了365 kHz。同时,通过闪烁光刺激诱发小鼠视网膜功能性充血实验,证明了本研究实现的OCTA投影图像实时显示功能有助于操作人员调节系统,监测受试对象的状态,从而提高数据采集成功率。

关键词：生物医学成像光学相干层析血流造影实时成像功能性充血

基于预训练模型的医药说明书实体抽取方法研究

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计算机科学与探索 2024年第7期18卷 1911-1922页

作者：陈仲永黄雍圣张旻姜明浙江省药品信息宣传和发展服务中心杭州310061 杭州电子科技大学计算机学院杭州310018

药品说明书医疗实体抽取可为用药信息智能检索及构建医疗知识图谱提供基础数据,具有重要研究意义与应用价值。针对治疗不同种类疾病的药品说明书中的医疗实体存在着较大的差异从而导致模型训练需要标注大量样本的问题,采用“大模型+小... 详细信息

药品说明书医疗实体抽取可为用药信息智能检索及构建医疗知识图谱提供基础数据,具有重要研究意义与应用价值。针对治疗不同种类疾病的药品说明书中的医疗实体存在着较大的差异从而导致模型训练需要标注大量样本的问题,采用“大模型+小模型”的设计思路,提出了一种基于预训练模型的部分标签命名实体识别模型,先采用通过少量样本微调的预训练语言模型抽取药品说明书中的部分实体,再利用基于Transformer的部分标签模型进一步优化实体提取结果。部分标签模型采用平面格结构对输入文本、已识别出的部分实体及实体标签进行编码,使用Transformer提取特征表示,最后通过条件随机场(CRF)预测实体标签。为了减少训练模型的标注数据,利用标注样本实体掩盖策略,提出一种样本数据增广方法对部分标签模型进行训练。实验验证了“大模型+小模型”在医疗实体抽取的可行性,结果表明精确率(precision,P)、召回率(recall,R)和F1分数分别为85.0%、86.1%、85.6%,比其他学习方法更具优势。

关键词：命名实体识别预训练模型医疗实体抽取 Transformer

考虑土-膨润土化学相容性的阻隔墙长期服役性能研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 282-290页

作者：黄博曹林峰李育超浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310000 超重力研究中心浙江杭州310000

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透... 详细信息

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透系数和水动力弥散系数等参数随Na^(+)和Ca^(2+)浓度的变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型的计算结果分别与已有解析解计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比分析,验证了模型的正确性。最后基于所建数值模型,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了考虑和未考虑土-膨润土化学相容性、水头差和膨润土掺量对阻隔墙长期服役性能的影响。结果表明:考虑土-膨润土化学相容性之后,阻隔墙从不会被击穿变成了服役75 a后被击穿,服役寿命大幅缩短;降低阻隔墙两侧水头差,能够有效延缓污染物的击穿时间;阻隔墙膨润土掺量的下限值应在原先防渗要求的基础上适当提高,以应对污染物作用下墙体防污阻隔性能的削弱。

关键词：化学相容性阻隔墙污染物运移数值模型长期服役性能