检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2335-2351页

作者：章盛郑胜男沈洁殷兴辉徐立中河海大学计算机与信息学院南京211100 南京工程学院计算机工程学院南京211167

果蝇嗅觉和视觉神经系统对于自然环境中嗅觉和视觉刺激具有高度的灵敏性,高灵敏的嗅视单模态感知决策和跨模态协同决策机制为仿生应用提供一定的启示作用。该文首先以果蝇嗅觉和视觉神经系统为基础,从嗅觉和视觉信号的捕获、加工、决策... 详细信息

果蝇嗅觉和视觉神经系统对于自然环境中嗅觉和视觉刺激具有高度的灵敏性,高灵敏的嗅视单模态感知决策和跨模态协同决策机制为仿生应用提供一定的启示作用。该文首先以果蝇嗅觉和视觉神经系统为基础,从嗅觉和视觉信号的捕获、加工、决策3个部分概述了果蝇嗅觉和视觉神经单模态感知决策生理机制与计算模型的研究现状,同时对果蝇嗅觉和视觉神经跨模态协同决策生理机制与计算模型进行阐述;然后对果蝇嗅觉和视觉的单模态感知和跨模态协同的典型仿生应用进行归纳;最后总结果蝇嗅视神经通路生理机制与计算建模当前面临的难题并展望未来发展趋势,为未来相关研究工作奠定了基础。

关键词：嗅觉神经系统视觉神经系统单模态感知决策跨模态协同决策仿生应用

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蛋白质pK_(a)预测模型研究进展

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物理学报 2023年第24期72卷 30-44页

作者：罗方芳蔡志涛黄艳东集美大学计算机工程学院厦门361021

pH表征溶液的酸碱性,是许多与人类重大疾病密切相关的生命活动的调控因子.pK_(a)决定可滴定基团在一定pH条件下的去质子化平衡,是研究pH调控的生物化学过程的重要参量.然而,由于蛋白质结构的复杂性以及实验条件的限制,蛋白质pK_(a)通常... 详细信息

pH表征溶液的酸碱性,是许多与人类重大疾病密切相关的生命活动的调控因子.pK_(a)决定可滴定基团在一定pH条件下的去质子化平衡,是研究pH调控的生物化学过程的重要参量.然而,由于蛋白质结构的复杂性以及实验条件的限制,蛋白质pK_(a)通常需要借助理论预测.近30年,研究者们开发了各种基于先验知识的pK_(a)预测模型.随着近几年人工智能技术的快速发展,人们开始尝试将人工智能算法应用于蛋白质pK_(a)预测工具的开发.本文介绍pK_(a)理论预测近年来的一些重要研究进展,主要包括恒定pH分子动力学以及基于泊松-玻尔兹曼方程、经验函数和机器学习的pK_(a)预测模型.在此基础上,讨论蛋白质pK_(a)预测模型的未来发展方向和应用前景.

关键词：分子动力学泊松-玻尔兹曼方程机器学习 pKa预测

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非对称针尖结构对远红外超材料谐振性能的影响研究

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红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 322-328页

作者：陆小森吴旭魏小柯王俊杰王奇亮金钻明彭滟上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非... 详细信息

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰全宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环(非针尖设计)的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。

关键词：太赫兹传感器超材料远红外品质因子Q

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考虑采样失准的卡尔曼滤波改进神经网络锌溴液流电池状态估计策略

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中国电机工程学报 2024年第20期44卷 8126-8135,I0017页

作者：崔智昊王立国韦鑫王宗杰哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 康涅狄格大学电气与计算机工程学院美国康涅狄格州斯托斯06269

针对锌溴液流电池自身特性导致的电池状态估计困难问题,该文提出一种适用于锌溴液流电池的卡尔曼滤波改进神经网络荷电状态估计策略。核心工作在于通过神经网络模型解决锌溴液流电池泵转速变化带来的开路电压非线性问题,并进一步将自放... 详细信息

针对锌溴液流电池自身特性导致的电池状态估计困难问题,该文提出一种适用于锌溴液流电池的卡尔曼滤波改进神经网络荷电状态估计策略。核心工作在于通过神经网络模型解决锌溴液流电池泵转速变化带来的开路电压非线性问题,并进一步将自放电电流加入电池状态方程中,使用考虑自放电电流的卡尔曼滤波方法解决锌溴液流电池的自放电以及采样噪声问题。现场实测数据的验证表明,所提方法的状态估计平均绝对误差0.98%,最大误差3.73%,优于单独使用的安时积分、无迹卡尔曼滤波以及神经网络等方法。同时采样失准情况下的数据验证表明,该方法在单传感器采样失准的情况下也能保持较好的效果,能够满足长时储能应用场景的需求。

关键词：锌溴液流电池状态估计卡尔曼滤波神经网络采样失准

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拉曼光谱结合WGANGP-ResNet算法鉴别病原菌种类

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 542-547页

作者：孟星志刘亚秋刘丽娜东北林业大学信息与计算机工程学院黑龙江哈尔滨150040

快速准确识别病原菌在防止传染病的传播、帮助对抗抗菌素耐药性和改善病人预后方面起着关键作用。拉曼光谱结合机器学习算法能够简单快捷地对病原菌进行无标记检测。然而,病原菌种类和表型繁多,并且深度学习需要依赖大量样本训练,而收... 详细信息

快速准确识别病原菌在防止传染病的传播、帮助对抗抗菌素耐药性和改善病人预后方面起着关键作用。拉曼光谱结合机器学习算法能够简单快捷地对病原菌进行无标记检测。然而,病原菌种类和表型繁多,并且深度学习需要依赖大量样本训练,而收集大批量病原菌拉曼光谱劳神费力,且易受荧光等因素影响。针对上述问题,提出一种基于WGAN-GP数据增强方法和ResNet结合的病原菌拉曼光谱检测模型。采用五种常见眼科病原菌的拉曼光谱。将采集到的原始数据归一化作为ResNet和传统卷积神经网络(1D-CNN)的输入,将经过SG滤波、airPLS基线校正、PCA降维等预处理后的数据作为K近邻(KNN)的输入,对比分析发现ResNet模型效果最优,其分类精度可达96%;搭建Wasserstein生成式对抗网络加梯度惩罚模型(WGAN-GP),生成大量与真实数据相似的高分辨率光谱数据。同时与偏移法、深度卷积生成式对抗神经网络(DCGAN)2种数据增强方法进行比对,证明WGAN-GP的可靠性;为验证生成数据可以丰富数据多样性,进而提高分类精度,将扩充后的数据集重新放入ResNet进行训练,最终WGAN-GP结合ResNet的分类准确率提高到99.3%。结果表明:基于ResNet的分类模型无需复杂数据预处理,在开发效率和分类精度上均有提高;改进的WGAN-GP模型适用于拉曼光谱数据增强,解决了传统数据增强方法生成光谱的有效性与类别准确性不匹配的问题,相比于GAN提高了训练过程的速度和稳定性;利用表面增强拉曼光谱技术(SERS)结合WGANGP-ResNet模型对病原菌拉曼光谱分类,减少了对大量训练数据的需求,有利于快速学习和分析低信噪比的拉曼光谱,并将光谱采集时间缩减到1/10。在临床快速、免培养鉴别病原菌方面具有重要研究意义与应用价值。

关键词： WGAN-GP 拉曼光谱病原菌鉴别一维残差网络卷积神经网络

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基于深度学习的微纳光纤自动制备系统

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物理学报 2024年第10期73卷 212-220页

作者：刘鸿江刘逸飞谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计... 详细信息

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计算机视觉中的图像分割方法,通过制作高质量多尺度微纳光纤数据集,使用基于小目标检测改进的YOLOv8-FD算法对微纳光纤直径进行自动检测.在数据集中获得了平均均值精度高达mAP^(IoU=50)=0.975和mAP^(IoU=50_95)=0.765的性能参数.实验结果表明,该系统可实现微纳光纤直径462 nm—125μm范围,误差2.95%以内的测量和自动化制备,并随着光纤直径增长,误差逐渐缩小,且该系统光学成像单个像素分辨率为65.97 nm,平均检测时间为9.6 ms.本文工作适用于对微纳光纤的高精度实时测量和自动精确制备,为低损耗传输和色散可调的微纳光纤器件发展提供新的思路.

关键词：微纳光纤直径测量深度学习图像分割

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基于多模态的缺陷绝缘子图像的多标签分类

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高电压技术 2025年第2期51卷 642-651页

作者：周景王满意田兆星华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

对巡检图像中绝缘子缺陷准确分类是输电线路自动巡检领域中的关键技术之一。针对传统深度学习的分类方法对文本信息利用不够充分以及绝缘子图像分类标签较为单一的问题,该文首次提出了一种基于多模态的缺陷绝缘子图像的多标签分类方法... 详细信息

对巡检图像中绝缘子缺陷准确分类是输电线路自动巡检领域中的关键技术之一。针对传统深度学习的分类方法对文本信息利用不够充分以及绝缘子图像分类标签较为单一的问题,该文首次提出了一种基于多模态的缺陷绝缘子图像的多标签分类方法。首先,采用一种多模态联合数据增强方法,实现了绝缘子图像和标签文本间跨模态的数据增强。然后,使用Vision Transformer网络提取图像的特征信息和BERT网络提取标签文本的特征信息,充分利用图像和标签文本的特征信息,从不同模态获取全面的信息,提高了网络的分类能力。最后,通过对比学习的方式将图像和文本的特征信息关联,增强网络分类的可靠性的同时,又为分类结果提供了良好的可解释性。实验结果表明,该方法的分类总体准确率达到93.87%,在同一数据集中对比其他模型,分类性能具有明显优势,为多模态技术在电网领域的应用提供了较好的基础。

关键词：绝缘子图像多标签分类多模态对比学习数据增强

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风力发电控制系统的实时非线性经济模型预测控制

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系统仿真学报 2025年第3期37卷 679-690页

作者：王文文刘向杰孔小兵华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

为应对风电系统经济效益控制和实时性要求的新挑战,针对风力发电控制系统,提出了一种非线性经济模型预测控制策略。在最大化发电功率的同时减少了塔架和齿轮箱等关键结构的疲劳负荷,设计了一个滚动时域估计器为优化提供有意义的初始化... 详细信息

为应对风电系统经济效益控制和实时性要求的新挑战,针对风力发电控制系统,提出了一种非线性经济模型预测控制策略。在最大化发电功率的同时减少了塔架和齿轮箱等关键结构的疲劳负荷,设计了一个滚动时域估计器为优化提供有意义的初始化。优化问题求解方面,利用相邻采样时刻间非线性规划程序的相似性,实现了算法的实时迭代求解。以5 MW风电机组作为研究对象,在ACADOS框架下实时迭代求解最优控制问题。仿真结果表明:所提控制策略能够有效提高系统运行经济效益并且能够实现实时控制。

关键词：风力发电控制系统非线性经济模型预测控制滚动时域估计疲劳负荷实时迭代

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聚合物衬底上微纳物体的激光捕获及操控

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物理学报 2025年第8期74卷 295-303页

作者：尹越窦琳沈天赐刘家彤谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

聚合物衬底克服了刚性平面衬底在空间形变场景下的局限,并能结合光刻技术制备复杂三维异形空间结构.光热冲镊技术实现了固体界面上对微纳物体的捕获和操控,将该技术应用在聚合物衬底上可开发新的应用场景需求.本文以常用的聚甲基丙烯酸... 详细信息

聚合物衬底克服了刚性平面衬底在空间形变场景下的局限,并能结合光刻技术制备复杂三维异形空间结构.光热冲镊技术实现了固体界面上对微纳物体的捕获和操控,将该技术应用在聚合物衬底上可开发新的应用场景需求.本文以常用的聚甲基丙烯酸甲酯和负性光刻胶作为聚合物衬底,通过溶胶-凝胶法在其上制备SiO_(2)纳米薄膜,能有效减轻光热冲击效应引起的热损伤,从而实现微纳物体的激光捕获及操控.实验表明,在常用激光操控功率条件下,当SiO_(2)纳米薄膜厚度大于110 nm时,能够有效防止聚合物衬底因光热效应引起软化、膨胀和表面破坏.理论计算也表明,纳米薄膜能至少使聚合物表面温度降低111℃,并使其产生最高温度的时间滞后13.2 ns.本文使用的纳米薄膜制备技术具有常温、大面积、低粗糙度且厚度均一的优点,能普遍适用于柔性聚合物衬底以及异形结构.本实验结果拓展了激光捕获物体的环境媒介,为其在微纳操控、微纳米机器人和微纳光机电器件等领域的应用提供新的可能性.

关键词：光捕获聚合物表面溶胶-凝胶法光热冲镊

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高速公路自洽能源系统规划中的经济性特点

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交通运输工程学报 2024年第4期24卷 56-70页

作者：黄仙叶笑容纪文童冯璋洁华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

为促进交通与能源融合发展,构建了以风-光-储为供电侧,高速公路用电设备为需求侧,且具有合理运行规则的高速公路自洽能源系统架构;以风-光-储设备数量为规划变量,系统等年值成本为优化目标,缺电概率和弃风弃光量等为约束条件,建立了自... 详细信息

为促进交通与能源融合发展,构建了以风-光-储为供电侧,高速公路用电设备为需求侧,且具有合理运行规则的高速公路自洽能源系统架构;以风-光-储设备数量为规划变量,系统等年值成本为优化目标,缺电概率和弃风弃光量等为约束条件,建立了自洽能源系统的规划模型;将设定的系统运行规则转化成具体的运行策略,以西部某地区风、光历史数据及负荷需求数据为输入,进行了算例仿真。研究结果表明:微电网联通功率上限的提升可使自洽能源系统的经济成本明显下降,当微电网联通功率上限由0增加到1000 kW时,系统等年值成本减少了8.53%;新能源消纳率的提高将造成经济成本抬升,过高的新能源消纳率追求甚至将导致经济成本的急速攀升,弃风弃光量约束力度的加强使新能源消纳率上涨了9.05%,等年值成本随之上涨了73.86%;负荷分级管理的应用可大幅降低系统经济成本,一级负荷的缺电概率上限不变,将二级和三级负荷的缺电概率上限从0分别改设为0.05和0.20时,自洽能源系统的等年值成本甚至减少了90.97%。可见,微电网联通、负荷分级管理的应用以及合理的新能源消纳率要求可使高速公路自洽能源系统规划的成本更具合理性。

关键词：道路工程自洽能源系统微电网群高速公路可再生能源新能源消纳率负荷分级管理

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