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合成生物学表型测试生物反应器及其装备化研究进展

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合成生物学 2024年第1期5卷 16-37页

作者：郭肖杰剪兴金王立言张翀邢新会清华大学化学工程系生物化工研究所北京100084 工业生物催化教育部重点实验室北京100084 清华大学无锡应用技术研究院生物育种中心无锡214000 清华大学合成与系统生物学中心北京100084 清华大学深圳国际研究生院生物医药与健康工程研究院深圳518055

合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,... 详细信息

合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,以提供大量数据用于后续的学习和迭代升级。测试阶段的通量主要依赖于细胞自身或其培养测试所使用的生物反应器及其装备,是整个DBTL流程的限速步骤。本文系统综述了合成生物学表型测试所开发的面向不同通量的生物反应器及装备,从单细胞检测和筛选及不同尺度生物反应器包括皮纳升级生物反应器、微升级生物反应器、毫升级生物反应器和升级生物反应器等,系统地介绍了各自的特点和应用场景。同时,指出了现有生物反应器及其装备的应用潜力、面临的挑战与发展趋势,为合成生物学表型测试技术研究提供重要参考。

关键词：合成生物学高通量筛选液滴微流控生物反应器微孔板微型管式生物反应器

重要牧草组学数据图形可视化展示工具的构建及应用

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草业学报 2024年第2期33卷 57-67页

作者：陈嘉慧刘文献兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室兰州大学草地农业教育部工程研究中心兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

随着高通量测序技术的快速发展,多种牧草的基因组和转录组的测序数据相继公布,生物科学已经进入了后基因组时代;基因组学的研究重心也从基因组的结构转向基因功能的挖掘和验证层次,而基因在不同组织的表达量对基因功能挖掘具有重要指导... 详细信息

随着高通量测序技术的快速发展,多种牧草的基因组和转录组的测序数据相继公布,生物科学已经进入了后基因组时代;基因组学的研究重心也从基因组的结构转向基因功能的挖掘和验证层次,而基因在不同组织的表达量对基因功能挖掘具有重要指导作用。在先前的研究中,育种科学家经常通过柱状图、表格或普通热图等形式对不同组织间的表达量数据进行展示。但这些展示方法形式较为单一,且结果不够美观,读者难以快速有效地获取相关信息。为了更加直观、美观、全面地展示组学数据,本研究以TBtools软件为基础,以紫花苜蓿、蒺藜苜蓿、羊草、黄花草木樨等10种重要牧草为研究对象,结合Adobe Illustrator绘制的SVG文件,构建了一套牧草组学数据可视化工作流程,并以紫花苜蓿中MsSAP基因的表达模式以及不同逆境胁迫下基因的表达模式等为例,从数据获取、热图绘制以及结果展示等方面进行详细介绍。通过与传统的图形展示方式相比较,结果发现,利用本研究提供的牧草SVG图形文件以及可视化流程对多组学数据进行可视化,科研人员能够更快速、高效、美观地展示自己的多组学研究结果,从而为后续深入挖掘功能基因及功能验证提供指导。

关键词：牧草育种基因表达图形绘制

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多模态情感识别与理解发展现状及趋势

中国图象图形学报 2024年第6期29卷 1607-1627页

作者：陶建华范存航连政吕钊沈莹梁山清华大学自动化系北京100084 安徽大学多模态认知计算安徽省重点实验室合肥230601 中国科学院自动化研究所北京100190 同济大学软件学院上海457001 西安交大利物浦大学智能工程学院苏州215123

情感计算是人工智能领域的一个重要分支,在交互、教育、安全和金融等众多领域应用广泛。单纯依靠语音、视频单一模态的情感识别并不符合人类对情感的感知模式,在受到干扰的情况下识别准确率会迅速下降。为了充分挖掘不同模态数据的互补... 详细信息

情感计算是人工智能领域的一个重要分支,在交互、教育、安全和金融等众多领域应用广泛。单纯依靠语音、视频单一模态的情感识别并不符合人类对情感的感知模式,在受到干扰的情况下识别准确率会迅速下降。为了充分挖掘不同模态数据的互补性,多模态融合的情感识别研究正日益受到研究人员的广泛重视。本文分别从多模态情感识别概述、多模态情感识别与理解、抑郁症情感障碍检测及干预3个维度介绍多模态情感计算研究现状。本文认为具备可扩展性的情感特征设计、基于大模型迁移学习的识别方法将是未来的发展方向,并在解决抑郁、焦虑等情感障碍方面的作用日益凸显。

关键词：情感识别多模态融合人机交互抑郁状态评估情感障碍干预认知行为疗法

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区块链系统身份管理机制研究综述

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 57-73页

作者：李馥娟马卓王群江苏警官学院计算机信息与网络安全系南京210031 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 南京210093

区块链技术是一项集P2P网络、共识机制、密码学、博弈论、经济学等众多技术与理论于一体的应用创新,以其去中心化这一特质冲击着传统系统中心化机制带来的种种约束,通过共识机制在一个无需第三方信任机构的开放网络环境中实现交易的可... 详细信息

区块链技术是一项集P2P网络、共识机制、密码学、博弈论、经济学等众多技术与理论于一体的应用创新,以其去中心化这一特质冲击着传统系统中心化机制带来的种种约束,通过共识机制在一个无需第三方信任机构的开放网络环境中实现交易的可信性、可溯源、防篡改等功能,其所形成的新型计算范式和信任机制有助于推动管理模式的转变。同时,区块链技术具有的账本公开和多方共识机制,为以交易为最小数据单元的区块链系统身份管理提出了挑战。梳理区块链系统身份管理技术的重要研究成果,为系统掌握区块链身份标识和认证方式、加强不同应用场景中的信息发现和价值挖掘提供借鉴。在讨论传统系统与区块链系统身份管理特征,并明确区块链身份管理主要内容的基础上,阐释UTXO模型和账户模型的特点,深入分析基于公钥转换、数字证书和去中心化数字身份3类区块链系统身份标识机制,以及匿名认证、实名认证和可控匿名认证3类区块链认证方式,最后对区块链身份管理技术的未来发展进行展望。

关键词：区块链身份管理身份标识身份认证

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一种紧急事件优先插入的低延时高速传输策略

海军工程大学学报 2024年第5期36卷 9-14,105页

作者：汪光森王凯旋王康海军工程大学电磁能技术全国重点实验室武汉430033

在电力电子系统中,某些特殊拓扑电路出现故障不能直接采取保护措施,必须上传故障信号至上层控制器并由其进行统一协调保护,避免引发二次故障,而功率器件可承受的短路故障时间很短,要求对故障等紧急事件的传输延时要小。因此,采用适当的... 详细信息

在电力电子系统中,某些特殊拓扑电路出现故障不能直接采取保护措施,必须上传故障信号至上层控制器并由其进行统一协调保护,避免引发二次故障,而功率器件可承受的短路故障时间很短,要求对故障等紧急事件的传输延时要小。因此,采用适当的低延时传输策略是确保及时响应和处理紧急信号的关键。为此,设计了一种紧急事件优先插入的低延时高速传输策略。首先,对电力电子装置输入输出信号进行分析,确定不同数据类型的优先级,其中紧急事件的优先级最高,在任何时刻均能优先插入链路中进行传输;然后,依据模块划分原则,采用硬件描述语言完成相关模块的编程;最后,经软件仿真验证及硬件测试,验证了紧急事件优先插入策略的正确性。研究结果表明:该策略能够有效降低紧急事件的传输延时,使系统快速对紧急事件做出响应,达到维护电力电子系统安全的目的。

关键词：紧急事件传输策略优先插入电力电子系统

电磁能系统智能运维实时数据处理关键技术及应用

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海军工程大学学报 2024年第4期36卷 28-35页

作者：鲍先强商承亚石国良肖海鹏徐成成海军工程大学电磁能技术全国重点实验室武汉430033

为应对电磁能运维实时数据管理系统在大规模、分布式和异构化业务场景下面临的挑战,首先在综合考虑各类电磁能系统运维实时数据特征和实时数据管理需求的基础上,结合内存非关系型键值数学模型,构建了以数据为中心的电磁能实时数据处理流... 详细信息

为应对电磁能运维实时数据管理系统在大规模、分布式和异构化业务场景下面临的挑战,首先在综合考虑各类电磁能系统运维实时数据特征和实时数据管理需求的基础上,结合内存非关系型键值数学模型,构建了以数据为中心的电磁能实时数据处理流程;然后,针对电磁能系统各业务软件与数据管理系统紧耦合的问题,提出了应用消息中间件的通用化数据管理系统结构,以消息包传输机制实现了数据流在实时数据库与业务软件间传递解耦合;最后,搭建了面向不同软硬件测试环境的电磁能实时数据管理原型系统,对所提架构进行了单节点和多节点的读写性能测试,并通过业务处理延时指标对比验证了该架构的技术可行性和适配性。

关键词：电磁能系统运维实时数据 NoSQL 实时数据库

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异步通信系统的合理性检测

计算机集成制造系统 2024年第8期30卷 2936-2946页

作者：王帅代飞黄苾莫启付晓东西南林业大学大数据与智能工程学院云南昆明650224 云南大学软件学院云南昆明650091 昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

异步通信系统是一种并发分布式系统,由一组具有无界缓冲区的分布式组件通过异步通信构成。分析异步通信系统的核心问题是检测其合理性,即确保组成系统的分布式组件可以无错误地进行异步通信。然而,基于无界缓冲区的异步通信容易导致异... 详细信息

异步通信系统是一种并发分布式系统,由一组具有无界缓冲区的分布式组件通过异步通信构成。分析异步通信系统的核心问题是检测其合理性,即确保组成系统的分布式组件可以无错误地进行异步通信。然而,基于无界缓冲区的异步通信容易导致异步通信系统产生无穷状态空间,从而使得对无穷状态空间进行穷举分析是不可判定的。鉴于此,提出一种异步通信系统的合理性检测方法,用于分析具有无界缓冲区异步通信系统的合理性。首先,使用标号迁移系统建模分布式组件,并使用异步组合定义基于分布式组件的异步通信系统;其次,根据异步通信系统的特征,提出了三种合理性定义;然后,基于稳定性性质,提出了检测具有无界缓冲区异步通信系统合理性的充分条件;最后,使用进程分析工具实现了所提方法,实验结果表明了所提方法的有效性。

关键词：异步通信系统无界缓冲区合理性稳定性标号迁移系统

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域间路由安全增强及区块链技术的应用研究

计算机科学与探索 2024年

作者：王群李馥娟倪雪莉夏玲玲马卓江苏警官学院计算机信息与网络安全系江苏省电子数据取证分析工程研究中心计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学)

BGP（border gateway protocol，边界网关协议）是目前互联网中事实上的域间路由标准，其安全性建立在AS（autonomous system，自治系统）身份及路径真实完整基础上，但BGP自身缺乏相应的安全保障机制，其安全问题备受关注。区块链作为... 详细信息

BGP（border gateway protocol，边界网关协议）是目前互联网中事实上的域间路由标准，其安全性建立在AS（autonomous system，自治系统）身份及路径真实完整基础上，但BGP自身缺乏相应的安全保障机制，其安全问题备受关注。区块链作为构建新一代信息基础设施的创新技术，支撑在开放互联网环境中构建分布式多方信任体系，为当前传统BGP安全增强中遇到的问题和挑战提供了技术应对。根据技术发展和安全迭代，本文将BGP安全增强划分为3个递进阶段：以S-BGP为代表的理论创新阶段，以RPKI（resource public key infrastructure，资源公钥基础设施）为安全基础的应用实践阶段，以及基于区块链技术的创新发展阶段。首先，分析BGP路由传播方式和路由策略的脆弱性，以及前缀劫持、路径伪造和路由泄露3类典型的安全威胁方式；其次，梳理传统BGP安全增强技术路线和研究脉络，重点从主动防御和异常检测2个方面讨论针对错误路由宣告攻击的应对机制；然后，在简要介绍区块链技术基本原理的基础上，利用区块链的去中心化、防篡改、可溯源、分布式部署等特性，重点探讨基于区块链的BGP安全增强技术的实现思想、路径和方法；最后，主要结合区块链技术的应用，讨论BGP安全增强中面临的挑战，并对未来研究方向进行展望。

关键词：边界网关协议安全增强区块链资源公钥基础设施路由认证

基于概率逻辑推理的高阶互补云API推荐方法

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计算机学报 2024年第8期47卷 1922-1948页

作者：陈真谢登辉王小龙孙梦梦刘啸威申利民燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟制造与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004

云时代,云API作为服务交付、数据交换和能力复制的最佳载体,已成长为当今面向服务软件开发和企业数字化转型不可或缺的核心要素.然而动态开放网络中持续增长的云API在给开发者提供了更多选择的同时,也将其淹没在海量的云API选择之中,设... 详细信息

云时代,云API作为服务交付、数据交换和能力复制的最佳载体,已成长为当今面向服务软件开发和企业数字化转型不可或缺的核心要素.然而动态开放网络中持续增长的云API在给开发者提供了更多选择的同时,也将其淹没在海量的云API选择之中,设计有效的云API推荐方法就此成为API经济健康发展中迫切要解决的现实问题.但是,现有研究主要利用搜索关键词、服务质量和调用偏好进行建模,生成质量高功能单一的云API推荐列表,没有考虑服务化软件实际开发中开发者对多元化高阶互补云API的客观需要.高阶互补云API推荐旨在为多个查询云API生成多元互补云API列表,要求推荐结果与查询云API均互补,以满足开发者的联合需求.针对此问题,本文提出基于概率逻辑推理的高阶互补云API推荐方法(Probabilistic Logic Reasoning for High-order Complementary Cloud API Recom⁃mendation,PLR4HCCR).首先,通过云API生态真实数据分析论证云API互补推荐需求的必要性和互补关系建模中替补噪声的客观存在,为云API互补推荐问题研究提供动机和数据支持.其次,采用Beta概率嵌入对云API及其之间的关系约束进行编码,以刻画云API间互补关系的不确定性和支持互补逻辑推理.接着,设计由投影、取反和交并三个基本逻辑算子构建的互补关系逻辑推理网络,使查询集中的每个云API获得非对称互补关系感知和替补噪声消解约束下的互补云API表示.然后,引入注意力机制为查询云API的互补云API分配不同权重,增强高阶互补云API基向量的表征能力.在此基础上,采用KL散度度量高阶互补云API基向量与候选云API之间的距离,并根据KL散度排序生成高阶互补性可感知下的云API推荐结果.最后,我们利用两个真实云API数据集在不同阶互补推荐场景下进行实验,实验表明,与传统启发式推荐方法和深度学习推荐方法相比,PLR4HCCR在互补关系感知推理和替补噪声消解方面均具有较大的优势,继而使其在低阶、高阶和混合阶互补云API推荐中均展示出更优的推荐效果和更强的泛化能力.进一步,超参数敏感性实验、实例分析和用户调查验证了方法的有效性、实用性和可行性,这使结合高阶互补关系的云API推荐方法PLR4HCCR不仅更有可能生成开发者满意的结果,而且可有效提升云API服务提供者的收益.

关键词：面向服务软件开发云API推荐高阶互补逻辑推理 Beta概率嵌入