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利用生物逆合成工具优化代谢路径

化学进展 2024年第4期36卷 501-510页

作者：刘夫锋刘旭芝李金壁路福平天津科技大学生物工程学院

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的... 详细信息

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的多酶催化逆合成路径具有极大的意义。本综述首先介绍了多酶体系以及逆合成流程的概念，并举例说明了逆合成路径构建工具的设计方法及其优缺点。然后将其主要分为基于宿主的和无宿主的工具，对于这两种类型各列举了部分代表性逆合成工具，用以说明各自的设计流程以及差异。随后进一步讨论了人工智能助力多酶体系的可能性且对多酶路径构建工具的优化及发展进行了展望。

关键词：多酶催化路径设计逆合成生物逆合成工具

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基于脑电网络的情绪识别研究进展

电子科技大学学报 2024年第5期53卷 771-784页

作者：张舒涵牟宇锋李存波李沛洋李发礼卢竞尧德中颜红梅徐鹏电子科技大学生命科学与技术学院成都611731 重庆邮电大学生命健康信息科学与工程学院重庆400065

情绪识别使计算机系统具备感知人类情感的能力,它已成为计算机科学、心理学、社会学、生物医学工程等多个学科的研究热点。脑电(Electroencephalography, EEG)网络分析方法是神经影像领域常用的神经认知分析方法,它通过捕获脑区间交互... 详细信息

情绪识别使计算机系统具备感知人类情感的能力,它已成为计算机科学、心理学、社会学、生物医学工程等多个学科的研究热点。脑电(Electroencephalography, EEG)网络分析方法是神经影像领域常用的神经认知分析方法,它通过捕获脑区间交互关系构建脑网络,以此描述大脑不同区域的信息流动状态和功能协作状况。由于情绪功能本身涉及多脑区协作,脑电网络的分析方法凭借其出色的脑区信息交互捕获能力在情感识别领域发挥重要作用。该文对脑电网络情绪识别的研究背景、原理方法和研究现状进行详细介绍,并讨论了基于脑电网络分析的情绪识别研究目前存在的问题和未来发展趋势。

关键词：情绪识别脑电网络 EEG 情感计算

基于微波热声成像的植物叶片水分含量分布无损检测技术研究

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生物化学与生物物理进展 2024年第8期51卷 1963-1970页

作者：谢实梦汤永辉黄林电子科技大学电子科学与工程学院成都611731

目的植物叶片水分含量分布是衡量植物生理生化的重要指标,该指标也是农业科学领域中制定抗旱策略的重要依据。微波成像对水分含量分布和变化具有高对比度,超声成像对水分含量分布具有高分辨率。据此,本文提出兼具微波和超声成像优势的... 详细信息

目的植物叶片水分含量分布是衡量植物生理生化的重要指标,该指标也是农业科学领域中制定抗旱策略的重要依据。微波成像对水分含量分布和变化具有高对比度,超声成像对水分含量分布具有高分辨率。据此,本文提出兼具微波和超声成像优势的无损微波热声成像(thermoacoustic imaging,TAI)技术,并用此技术开展了植物叶片水分含量分布的无损检测研究,进行植物叶片水分含量分布的检测,对于实现精准灌溉、发展节水农业、提高水资源利用率有重要意义。方法本文构建了激发频率3.0 GHz、横向分辨率406μm的二维透射式TAI系统。基于主动加热技术(150℃热风,90 s),模拟3组曼陀罗叶片水分流失过程,对其TAI图像进行定量分析。结果加热导致叶片局部水分流失,微波热声信号降低(信号最大变化量为10%),验证了基于TAI技术实现植物叶片水分含量变化无损检测的可行性。实现了曼陀罗、野茼蒿和紫苏叶片水分含量分布的无损检测,检测结果与核磁共振成像吻合。结论本研究有助于实现精准灌溉,为植物在正常和胁迫环境下对环境的响应特性研究提供技术支撑。尤其是与非接触超声检测技术相结合,可以实现植物叶片水分含量的遥感成像,更具实用价值。

关键词：微波热声成像植物叶片水分含量分布

大语言模型＋智能评价的“双智”赋能现代工科微生物学混合式课程教学研究与实践

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微生物学通报 2024年

作者：谢晖朱守平刘鹏陈雪利西安电子科技大学生命科学技术学院

教育数字化转型背景下的高等教育呈现出多元化、个性化和智能化的发展趋势，传统的教学模式已不能完全满足学生的多样化学习需求。现代工科微生物学课程结合西安电子科技大学电子信息学科优势，以培养具备跨学科创新型电子信息特色生物... 详细信息

教育数字化转型背景下的高等教育呈现出多元化、个性化和智能化的发展趋势，传统的教学模式已不能完全满足学生的多样化学习需求。现代工科微生物学课程结合西安电子科技大学电子信息学科优势，以培养具备跨学科创新型电子信息特色生物医学工程优秀人才及未来领军人才为主要目标，具有很强的应用导向性、学科交叉性和深度挑战性，在当今人工智能+教育背景下，深度融合人工智能手段开展教学改革工作重要性不言而喻。本文通过对我校生物医学工程专业本课程的混合式教学实践情况，重点探讨了基于大语言模型的人机协同学习模式与团队自主研发全过程深度网络智能评价模型在课程设计和教学过程中的应用。一方面鼓励学生科学利用AI技术辅助学习，通过基于大语言模型的人机协同学习模式，充分发挥人工智能技术在辅助教学中的作用。学生与其进行互动式学习，获取所需知识和反馈，提高学习效率。同时，基于全过程智能评价平台发挥引导和监督作用，确保学习质量。研究实践结果表明该教学模式有效提升了教与学的质量和效果，为数字化转型背景下的高等教育课程改革实践提供了一定的范式和经验。

关键词：大语言模型全过程智能评价现代工科微生物学混合式教学人机协同学习

SAR图像舰船目标检测的轻量化和特征增强研究

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西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 96-106页

作者：龚峻扬付卫红方厚章西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学计算机科学技术学院陕西西安710071

针对合成孔径雷达(SAR)图像中的舰船目标的准确率易受近岸杂波的影响,且现有检测算法复杂度高,在嵌入式设备上的部署难度大的问题,提出一种适用于嵌入式设备的轻量化高精度SAR图像舰船目标检测算法CA-Shuffle-YOLO。基于YOLO v5目标检... 详细信息

针对合成孔径雷达(SAR)图像中的舰船目标的准确率易受近岸杂波的影响,且现有检测算法复杂度高,在嵌入式设备上的部署难度大的问题,提出一种适用于嵌入式设备的轻量化高精度SAR图像舰船目标检测算法CA-Shuffle-YOLO。基于YOLO v5目标检测算法,对骨干网络进行轻量化及特征精细化提取两个方面的改进,引入轻量化模块以降低网络的计算复杂度,提高推理速度,并引入协同注意力机制模块增强算法对近岸船舶目标的细节信息的提取能力。在特征融合网络中采用加权特征融合以及跨模块融合,增强模型对SAR舰船目标的细节信息的融合能力,同时,利用深度卷积模块降低计算复杂度,提高实时性。通过在SSDD舰船目标检测数据集上的测试及对比实验的结果,表明CA-Shuffle-YOLO的检测准确率约为97.4%,检测帧率为206 FPS,所需运算复杂度为6.1 GFlops,相比原始的YOLO v5,所提方法的检测帧率提升了60 FPS,所需运算复杂度降低为原来的12%。

关键词：合成孔径雷达目标检测卷积神经网络特征提取

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基于Slepian序列信号字典的目标频段瞬态信号检测方法

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电子科技大学学报 2024年第4期53卷 519-524页

作者：雷茂林叶芃杨慧芝王培睿赵禹杨扩军电子科技大学自动化工程学院成都611731 电子科技大学(深圳)高等研究院深圳518110 四川建筑职业技术学院基础教学部成都610300 电子科技大学信息与通信工程学院成都611731

提出一种基于Slepian序列信号字典的目标频段瞬态信号检测方法,该方法只关注目标频段的能量信息,是一种高效率的检测方式。首先,选取标准正交的Slepian序列组成信号字典,该字典能够表征目标频段内信号特征;然后,通过判断被观测信号样点... 详细信息

提出一种基于Slepian序列信号字典的目标频段瞬态信号检测方法,该方法只关注目标频段的能量信息,是一种高效率的检测方式。首先,选取标准正交的Slepian序列组成信号字典,该字典能够表征目标频段内信号特征;然后,通过判断被观测信号样点与字典的匹配程度实现检测。对比实验表明,该方法的计算效率比短时傅里叶变换提升92%以上,比离散小波变换提升71%以上,比加窗Wigner-Ville分布提升35%以上。仿真实验使用时域稀疏的脉冲调制信号进行验证,结果表明了该检测方法的有效性。

关键词：信号检测频谱分析瞬态分析 Slepian序列多窗谱法频谱感知时频分析

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术中无标记显微成像技术发展与应用(特邀)

红外与激光工程 2024年第9期53卷 61-80页

作者：马昊杰张聪吴华铮郭成飞江劭玮西安电子科技大学杭州研究院杭州电子科技大学通信工程学院西安电子科技大学光电工程学院

无标记显微成像技术利用样品的固有特性进行成像，不会破坏生物样本的自身结构与功能，无需耗时繁琐的染色等操作，有利于实现术中快速癌症诊断。首先介绍了不同种类的无标记显微成像技术的成像原理，并讨论了其成像速度与空间分辨率等... 详细信息

无标记显微成像技术利用样品的固有特性进行成像，不会破坏生物样本的自身结构与功能，无需耗时繁琐的染色等操作，有利于实现术中快速癌症诊断。首先介绍了不同种类的无标记显微成像技术的成像原理，并讨论了其成像速度与空间分辨率等成像性能，随后介绍了无标记显微成像技术在人类典型癌症诊断中的应用，最后探讨了术中无标记显微成像技术在未来的发展方向。

关键词：显微成像无标记成像术中癌症诊断

太赫兹光谱在转基因菜籽油鉴别中的应用:基于改进蜉蝣算法的支持向量机模型

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物理学报 2024年第5期73卷 360-368页

作者：陈涛李欣桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004

为实现对转基因和非转基因菜籽油的快速准确鉴别,结合太赫兹时域光谱技术,提出了一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型.以两种转基因和两种非转基因菜籽油为研究对象,应用太赫兹时域光谱技术获取其光谱信息,发现相比于非转基因菜籽... 详细信息

为实现对转基因和非转基因菜籽油的快速准确鉴别,结合太赫兹时域光谱技术,提出了一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型.以两种转基因和两种非转基因菜籽油为研究对象,应用太赫兹时域光谱技术获取其光谱信息,发现相比于非转基因菜籽油,转基因菜籽油在太赫兹波段具有更强的吸收特性,同时它们的吸收光谱极为相似,难以通过观察法进行准确区分.为此,提出一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型,通过采用蜉蝣优化算法对支持向量机参数进行寻优,并引入自适应惯性权重和Lévy飞行两种策略改进蜉蝣优化算法在寻优过程容易陷入局部最优解的问题,增强蜉蝣优化算法的全局搜索能力和稳健性.实验结果表明:改进后的蜉蝣优化算法能够更有效地寻找到支持向量机的最优参数组合,提升鉴别模型的整体性能,该模型对4种菜籽油的识别精度为100%.因此,本研究为转基因菜籽油的类型鉴别提供了一种快速有效的新方法,也为其他转基因物质的鉴别提供了有价值的参考.

关键词：转基因菜籽油太赫兹光谱分类鉴别蜉蝣优化算法

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近存计算架构AI芯片中子单粒子效应

物理学报 2024年第13期73卷 378-385页

作者：杨卫涛胡志良何欢莫莉华赵小红宋伍庆易天成梁天骄贺朝会李永宏王斌吴龙胜刘欢时光西安电子科技大学微电子学院西安710071 西安交通大学核科学与技术学院西安710049 散裂中子源科学中心东莞523803 空军工程大学航空工程学院西安710000 西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710071

利用中国散裂中子源大气中子辐照谱仪,对某款16 nm FinFET工艺制造的近存计算架构人工智能AI芯片进行了大气中子单粒子效应辐照测试研究.辐照测试中,在累积中子注量为1.51×10^(10)n/cm^(2)(1 MeV以上)情况下,共探测到5类共计35个软错误... 详细信息

利用中国散裂中子源大气中子辐照谱仪,对某款16 nm FinFET工艺制造的近存计算架构人工智能AI芯片进行了大气中子单粒子效应辐照测试研究.辐照测试中,在累积中子注量为1.51×10^(10)n/cm^(2)(1 MeV以上)情况下,共探测到5类共计35个软错误,尤其是探测到不同于传统冯诺伊曼架构芯片单粒子效应的计算与存储单元同时发生单粒子效应新现象.基于所探测到的两类功能单元同时单粒子效应新现象,结合蒙特卡罗仿真模拟,初步给出了近存计算架构AI芯片内物理布局上,核心功能单元间可降低同时发生单粒子效应的安全间距建议.该研究为进一步探究非传统冯诺伊曼架构芯片单粒子效应提供了参考与借鉴.

关键词：近存计算 AI芯片散裂中子源大气中子单粒子效应