Abstract:

由于受到能隙定律的严重约束，激发态的有机红光材料的非辐射衰减较大，从而导致其荧光量子产率普遍较低。该文利用电子给/受体(donor-acceptor，D-A)之间不同的连接方式，在有无苯环作为 π 桥的情况下合成了 AQ-2DPAC 和 AQ-2PDPAC 两种红光蒽醌材料。并系统地研究了上述两种材料的电子结构、热性能、光物理性能和电致发光性能，以评估苯环作为 π 桥对材料发光性能的影响。两种蒽醌材料采取高度扭曲构造，均具有优良的聚集诱导发光和延迟荧光特性。该研究表明，就两种电荷转移发光材料而言，苯环作为 π 桥的引入使 D-A 得到了更有效的分离，并减小了最低单重态和三重态激发态之间的能级差，提高了辐射复合速率，从而提高荧光量子产率。因此，荧光量子产率从 D-A 型分子 AQ-2DPAC 的 19% 显著提升至 D-π-A 型分子 AQ-2PDPAC 的 52%。采用 AQ-2PDPAC 发光材料的有机发光二极管器件性能更为优异，最大外量子效率为 13.7%，最大亮度为 12 260 cd·m－2。

Abstract:

空间特殊环境会引起宇航员机体损伤，机体生理指标的监测对损伤机制和保护手段的研究至关重要。人体长期处于微重力环境，会引起线粒体功能紊乱。线粒体膜电位是线粒体功能是否正常的重要参考指标，因此，快速、简便地监测模拟微重力环境下线粒体膜电位具有重要意义。该文利用线粒体靶向聚集诱导发光探针 TPE-Ph-In 实现了对细胞的免洗和长周期染色，以及在微重力环境下对线粒体膜电位的成像监测。此外，为克服长时间微重力环境下细胞贴壁不牢固的问题，利用水凝胶 Matrigel 包裹细胞进行培养，用 TPE-Ph-In 进行成像，构建了 AIE 探针-水凝胶 3D 成像体系。该文为探究细胞的微重力效应提供了新的研究方法与思路。

Abstract:

聚集诱导发光分子因其高效的发光性质而被广泛应用于生物成像、光波导和电致发光等领域，但在光信息存储领域还鲜有研究。与其他光存储材料相比，聚集诱导发光分子的局域密度变化会引发荧光强度的变化，这在光存储领域是一个显著优点。该文针对聚集诱导发光分子的特性，讨论了该类分子在超分辨光存储领域的可能应用方式，以及需要解决的关键问题。

Abstract:

基于结构磁共振影像的孤独症分类对孤独症疾病的早期筛查和精准诊断具有重要意义，但受数据噪声及样本不足的影响，基于结构磁共振影像的孤独症分类模型的准确率并不理想。该文提出一种新的数据增强模型，并采用孤独症脑成像交换数据库 I 中的密西根大学样本库 1 数据集进行模型测试，随机选取密西根大学样本库 1 数据集中的 78 个样本进行实验，以对孤独症分类准确率进行评估。实验结果显示：该方法在 500 次实验的 494 次(98% 以上的实验)中能够将分类准确率提升10%～20%，在不增加数据量的情况下显著提升了孤独症的分类准确率。通过分析准确率提升和标注变化比例之间的关系，该文进一步对数据标注噪声的问题进行了探讨。

Abstract:

在片上系统(system-on-chip，SoC)芯片中，由于各功能部件在频率、活跃度等方面存在差异，导致产热分布不均的问题比较突出，严重影响芯片的可靠性和使用寿命。针对这一问题，该文设计了一种面向 SoC 芯片的多区域温度控制系统。首先，通过片上总线技术进行分布式多区域温度采集，以获取 SoC 芯片的多区域温度信息。然后，设计了兼顾全局与局部温控的温度控制机制。该机制基于温度采集阶段的实时数据，通过协调时钟降频、中断以及脉冲宽度调制散热等方式进行局部或全局芯片温度管理与控制。同时，用户可以通过主控程序调整系统参数，使系统与各种温度控制场景兼容。该文在一种大规模众核 SoC 平台上进行了温度控制系统的测试。实验结果表明，该文提出的温度控制系统可有效减缓 SoC 工作时的芯片温度上升速度，并将芯片区域最高温度控制在用户所设定的极高温临界值 ±3 ℃ 范围内，表明该温度控制系统用于 SoC 芯片的温度控制是可行的。

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过量谷氨酸所致神经兴奋毒性是脑卒中等严重神经系统疾病中脑细胞损伤的主要原因。电化学技术是当前研究中枢神经系统谷氨酸递质的重要检测手段，可对病灶内神经兴奋毒性的特性、程度等进行快速准确的检测评估。因此，谷氨酸传感器的研究与应用对制定更为全面的治疗方案、脑保护策略以及研发新药等都具有重要意义。基于纳米技术、新型生物酶、光刻与印刷技术、晶体管技术的发展，电化学检测谷氨酸技术与应用也得到了大力推动。该文对适用于中枢神经系统谷氨酸检测的电化学传感器的检测原理、传感器设计与制备工艺及其应用等方面的研究进展进行了综述，并对其未来发展趋势进行了展望。

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凝血酶-抗凝血酶复合物(thrombin-antithrombin complex，TAT)是人体凝血和抗凝血平衡的产物，反映人体的凝血状态，其检测结果可用于血栓性疾病的辅助诊断。该研究建立了人血浆样本中 TAT 化学发光免疫分析检测方法，并对其性能进行评估。该研究以 TAT 为免疫原制备杂交瘤抗体，以双抗体夹心模式建立 TAT 化学发光免疫分析检测方法。经过反应优化，磁珠浓度和吖啶酯抗体浓度确定为 0.20 g/L 和 0.2 mg/L，样本量为 50 μL，在 37 ℃ 条件下，磁珠抗体和待测物孵育 5 min，再与吖啶酯标记抗体孵育 5 min。结果表明，该方法与含有凝血酶原(0.20 mg/mL)和抗凝血酶 Ⅲ(0.31 mg/mL)的样本没有交叉反应，且与日本希森美康的 TAT 试剂的检测结果相关性较高(r＞0.95)。此外，该方法的各项性能指标良好：空白限 LoB≤0.20 ng/mL，检出限 LoD≤0.40 ng/mL，在 0.40～120 ng/mL 范围内的线性相关系数为 0.998，准确度在 ±8% 的范围内，可满足临床上对血栓性疾病进行辅助诊断的需求。

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开发高效的 Ni 基加氢催化剂，实现 1,4-丁炔二醇加氢定向合成 1,4-丁二醇，是构建煤基初级化学品高值化延伸产业链的关键。针对目前广泛采用的 Raney Ni 催化剂，无载体支撑，存在活性比表面低、加氢选择性差等问题，该文制备了以发达孔隙结构的活性炭(active carbon，AC)为载体的 Ni/AC 催化剂，结合表征手段探讨了催化剂结构与性能的构效关系。研究结果表明，随着 Ni 负载量的升高，活性炭表面暴露的活性镍物种先增加后减少，加氢活性也呈火山形分布。25Ni/AC(Ni 的质量分数为 25%)催化剂对 1,4-丁二醇的选择性最高，达 86.2%，对半加氢产物 1,4-丁烯二醇与半缩醛 2-羟基四氢呋喃的选择性分别为 1.2% 与 6.8%。造成此现象的原因是该样品中高分散的活性 Ni 提供了大量活性氢，促进了加氢反应。低 Ni 负载量的催化剂因 Ni 活性中心间距较远，表面活性 H 密度低，而易于发生异构副反应生成半缩醛 2-羟基四氢呋喃。当 Ni 负载量较高时，Ni 聚集造成加氢活性下降。

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玻璃通孔转接板是一种典型的垂直传输结构，广泛应用于三维集成封装电路。根据射频信号对小直径、窄节距垂直通孔的使用需求，该文基于光敏玻璃衬底，采用紫外光曝光、热处理以及湿法刻蚀方法，获得了深宽比为 8∶1，最小直径为 25.68 μm 的玻璃通孔。通过研究曝光量对光敏玻璃通孔制备工艺的影响，得到曝光过程中光敏玻璃的改性机理。实验结果表明，随着曝光量增加，通孔孔径增大；光敏玻璃改性过程是由表及里、由正面至背面的逐渐改性过程。这为玻璃通孔转接板的制备提供关键工艺支撑。

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在常见的人脸活体检测应用场景中，绝大多数相关技术聚焦于RGB图像或IR图像，但是这些图像缺乏足够的生物特征，容易受到层出不穷的假体人脸攻击。本文提出了一种基于面部多区域联合的Transformer模型，并将多光谱成像技术引入人脸活体检测任务，旨在获取人脸独特的生物特征，增加与假体的可区分性，进而提高活体检测准确率。多光谱图像拓宽了光谱范围，可获取物体更为丰富的反射特性，通过逐像元进行光谱归一化操作，可降低光照强度变化带来影响，增强人脸反射特征区域一致性。算法选取多个人脸核心区域（如眼睛、鼻子、嘴巴、脸颊等）作为深度学习模型输入，构建了基于Transformer的神经网络模型，同时获取人脸局部区域特征和区域间关联特征，整合成完备的人脸生物特征。在作者自建的多光谱人脸数据集上，本文提出的方法获得了95.72%的活体检测准确率以及5.1%的活体检测错分率，优于常用的人脸活体检测模型。

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由DeepMind开发的AlphaFold在蛋白质结构预测领域取得了前所未有的巨大突破，对生命科学的研究产生了革命性的影响。基于大规模的结构预测，AlphaFold结构预测数据库得以建立，它包含超过2亿种蛋白，并覆盖了数十种物种的完整蛋白质组。这篇综述介绍了在“后AlphaFold时代”利用统计物理方法研究蛋白质进化问题的一些最新进展。传统的蛋白质进化研究往往关注同一个家族的蛋白质序列或者结构（微观视角），而随着AlphaFold预测的海量蛋白质结构的出现，研究者可以把视角扩展到大量蛋白质的集合，甚至是直接对比不同物种体内的全部蛋白质，从中挖掘统计趋势（宏观视角）。基于AlphaFold数据库，通过对比40多种模式生物体内相似链长的蛋白质，研究者发现了蛋白质分子进化中的统计规律。随着物种复杂度的提高，蛋白质结构将趋向于更高的柔性和模块化程度，蛋白质序列将趋向于出现更显著的亲疏水片段分隔，蛋白质的功能专一性也不断提高。这些基于AlphaFold的统计研究在分子进化和物种进化之间建立了联系，有助于我们理解生物复杂性的演化。

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对数函数在自动驾驶系统中有着广泛应用，如自动驾驶感知系统通常采用的深度学习方法中，卷积神经网络常会利用对数函数来设计损失函数，故研究对数发明的历史对于掌握对数的概念和应用具有重要意义。本文阐述了纳皮尔对数的定义及其三张表，分析了前人的两类证明方法，提出了新的基于指数函数构造的证明方法。同时本文还分析了纳皮尔的计算方法，相比于对照方法，给出了纳皮尔对精度范围的优化结果，通过MPRF库进行了计算，结果表明纳皮尔对数计算结果更接近真实值。

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混沌激光雷达具有高分辨率、抗干扰和隐蔽性强的优点，然而受限于混沌光源的功率与线性探测器的灵敏度以及硬件带宽，混沌激光雷达在远距离目标探测上存在显著不足。为解决这一问题，本文提出了数字混沌激光雷达（Digital chaos LiDAR）的概念并进行了理论分析与仿真验证。通过蒙特卡洛（Monte Carlo）仿真，我们研究了连续混沌激光雷达（CW chaos LiDAR）、脉冲混沌激光雷达（Pulsed chaos LiDAR）与数字混沌激光雷达的探测概率、虚警概率与探测距离。仿真结果表明数字混沌激光雷达在探测概率大于95%，虚警概率小于5%的置信区间内，探测距离对比连续混沌激光雷达与脉冲混沌激光雷达分别提高了约35倍与8倍。得益于单光子探测器的超高灵敏度与数字化输出，数字混沌激光雷达未来有望在远距离目标探测成像方面获得广泛应用。

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多类眼科疾病早期阶段一般伴有血管的形态学和血流动力学改变，因此进行全眼微血管的评估对于眼科疾病的综合诊断具有重要作用。由于光学成像技术的穿透深度有限，特别是在介质透光率低的情况下，现有的光学成像技术难以对整个眼睛的微血管进行可视化。为此，开发了可以微米级分辨率可视化全眼三维微血管系统的超声超分辨成像技术。首先用中心频率为10MHz的线性阵列快速采集多帧序列，然后经过微泡信号提取，中心点定位，追踪和中心点叠加得到一个剖面的超分辨率图像，最后将机械扫描的所有剖面重建为兔全眼三维超分辨率微血管图像。实验结果证明应用超分辨成像技术可视化整个眼睛的微血管系统，该方法可能对眼科疾病的早期诊断具有一定的临床应用潜力。

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在自动驾驶安全性的研究和应用中，测试里程长、暴露危险场景单一的问题使自动驾驶安全性能的提升受到限制。使用对抗性场景进行测试被认为是解决上述问题的重要手段，然而现有研究采用通用的优化算法作为框架，将大量计算资源浪费在了对参数空间的探索过程中，效率低下。在计算成本的约束下，这些算法甚至无法在更复杂的环境中测试出足够多、足够丰富的失效样本。复杂环境中的对抗性场景测试面临三大挑战：1）信息匮乏；2）对抗性样本在庞大的参数空间中稀疏分布；3）搜索过程中探索与利用难以平衡。本文从这三大挑战出发，提出一种高效的对抗性场景测试框架，通过代理模型来获取更多关于参数空间的信息，精选小样本以打破庞大空间中稀疏事件的制约，在未知区域和对抗性样本附近的目标进行有针对性的搜索和更新，以实现探索和利用的平衡。实验证明，本文提出方法的搜索效率是随机采样的4倍，相对于现有的优化搜索算法亦增加一倍以上，在有限的仿真测试次数下，生成了更多的测试用例以使被测自动驾驶算法失效。特别地，本文提出的方法能够找出许多离群的对抗性样本，揭示出现有算法无法识别的失效模式。本文提出的方法能够快速、全面地定位出被测算法的脆弱场景，为自动驾驶算法的测试验证、迭代升级提供支持。

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氢气可以选择性地清除细胞毒性活性氧。癌细胞内氢气的存在会影响癌细胞内活性氧的平衡，从而导致癌细胞的凋亡。此外，由于氢气对于人体的清洁无害，对细胞膜的高穿透性，相对于药物有着先天的优势。然而口服富氢水和注射富氢生理盐水等手段由于氢气在体内无目的性的扩散，难以实现良好的疗效。本文简要介绍了氢气治疗的机理，并通过列举目前的一些利用纳米材料来进行氢气治疗的方法，介绍了氢治疗中传递氢气主要的几种纳米系统，并对纳米材料在癌症氢治疗中的未来进行了展望。

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阻燃型凝胶聚合物电解质因表现出良好枝晶抑制作用、不易泄露、不可燃等高安全特性,可有效解决热失控或机械冲击等造成的安全隐患,被认为在碱金属电池中具有重要应用前景。本文评述了阻燃型凝胶聚合物电解质在碱金属电池(涉及锂、钠、铝、锌等)中的研究进展。首先讨论了凝胶聚合物电解质的阻燃机理；随后总结了阻燃型凝胶聚合物电解质的常用制备方法,并且论述了不同类别阻燃型凝胶聚合物电解质在不同碱金属电池体系中的应用状况,最后提出了目前存在的挑战和未来可能的发展方向。

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逻辑内建自测试（LBIST）是一种可测试性设计（DFT）技术，利用芯片、板级或系统上的部分电路测试数字逻辑电路本身。LBIST对于许多应用至关重要，尤其是国防、航空航天、自动驾驶等生命和任务关键型的应用。这些应用需要执行片上、板上或系统内自检，以提高整个系统的可靠性以及执行远程诊断的能力。该文首先给出了常用的LBIST分类并描述了经典的也是工业界应用最成功的LBIST架构-STUMPS，然后对国内外研究团队、研究进展进行了总结，接着详细剖析了LBIST的基本原理、时序控制、确定性自测试设计、低功耗设计、X-容忍等关键技术点，列举出主流的LBIST商业工具，并逐一分析了其软件架构和技术特点，最后讨论当前LBIST技术仍需进一步解决的问题并进行展望。

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光子纳米喷流是光照射尺寸与波长相当或略大于波长的无损电介质微颗粒，在微颗粒后表面形成的高强度、紧聚焦光束。光子纳米喷流具有大于照射光的强度、最小能够小于衍射极限的光束宽度、传播超出倏势场区域和较强的背向散射等优异特性，在光信号增强、微纳加工与制造、超分辨光学成像、超灵敏捕获和探测等领域具有重要的应用。本文首先介绍了光子纳米喷流的源头和发现，然后对光子纳米喷流的模型描述、喷流理论、形貌特征、实验测量和主要特性进行了阐述，之后调研和讨论了光子纳米喷流的几个重要应用，最后对光子纳米喷流进行了总结和展望。

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本文设计了一款基于共振原理的节油器，该产品为物流企业、运输车队、个体车主量身定制，是一款高效节油的外挂型节能设备。该产品针对如何提高发动机的热效率和减少燃料损失的问题进行设计，基于波和共振的原理，提出了一种脉冲技术和自矢量复位技术，旨在达到提高燃烧效率的目的。经主流品牌车辆测试其节油效率，结果显示在1000 km-4000 km的测试区间中，各品牌车辆的燃油效率均得到有效提升（6.15%-11.16%），最高可达11.16%，百公里节油量最高为3.29升。与此同时，基于设计原理的理论分析，可知在一定的适应周期下，节油效率会逐步提高，最终达到稳定最佳值。

Abstract:

在片上系统（system-on-chip，SoC）芯片中，由于各功能部件在频率、活跃度等方面存在差异，导致产热分布不均的问题比较突出，进而对芯片的可靠性和使用寿命产生影响。针对该问题设计了一种面向SoC芯片的多区域控制系统。首先，通过片上总线技术进行分布式多区域温度采集，以获取SoC芯片的多区域温度信息；其次，设计了兼顾全局与局部温控的温度控制机制，基于温度采集阶段的实时数据，协调时钟降频、中断、脉冲宽度调制散热等方式进行局部或全局芯片温度管理与控制。同时，系统允许用户通过主控程序调整系统参数，对各类温控场景具有良好的兼容性。本研究在一种大规模众核SoC平台中进行了温度控制系统的测试。实验结果表明，提出的温度控制系统可有效减缓SoC工作时的芯片温度上升速度，同时控制芯片区域最高温度在用户所设定的极高温临界值±3℃范围内，表明该温度控制系统具备对SoC芯片进行温度控制的可行性。

Abstract:

基于结构磁共振影像的自闭症分类对于疾病早期筛查和精准诊断具有重要意义，但受到数据噪声及样本不足的影响，基于结构磁共振影像的机器学习分类模型准确率并不理想。本文提出了一种新型的数据增强模型，我们采用ABIDE-I中的UM1数据集进行模型测试，随机选取了UM1数据集中78个样本进行实验，对自闭症分类准确率进行评估。实验结果显示本方法在500次实验的494次中（98%以上的实验中）能够将分类准确率提升10%～20%，在不增加数据量的情况下显著提升了自闭症的分类准确率，通过分析准确率提升和标注变化比例之间的关系，文中进一步对数据标注噪音的问题进行了探讨。

Abstract:

玻璃通孔转接板是一种典型的垂直传输结构，广泛的应用于三维集成封装电路中。根据射频信号对小直径、窄节距垂直通孔的使用需求，基于光敏玻璃衬底，采用紫外光曝光、热处理以及湿法刻蚀方法，获得了深宽比为8:1，最小直径为25.68μm的玻璃通孔。通过光敏玻璃通孔制备过程中曝光量对通孔制备工艺影响的研究，得到曝光过程中光敏玻璃的改性机理。实验结果表明，随着曝光量增加，通孔孔径增大，光敏玻璃改性过程是由表及里，由正面至背面逐渐改性的过程。这为玻璃通孔转接板的制备提供关键工艺支撑。

Abstract:

开发高效的Ni基加氢催化剂，实现1,4-丁炔二醇加氢定向合成1,4-丁二醇，是构筑煤基初级化学品高值化延伸产业链的关键。针对目前广泛采用的Raney Ni催化剂，无载体支撑，存在活性比表面低、加氢选择性差等问题，本工作制备了以发达孔隙结构的活性炭（AC）为载体的Ni/AC催化剂，结合表征手段探讨了催化剂结构与性能的构效关系。研究结果表明，随着Ni负载量的升高，活性炭表面暴露的活性镍物种先增加后减小，加氢活性也呈火山形分布，负载量25%的25Ni/AC催化剂1,4-丁二醇选择性最高，达86.2%，此时半加氢产物1,4-丁烯二醇与半缩醛2-羟基四氢呋喃选择性分别为1.2% 与6.8%。归因于该样品中高分散的活性Ni物种，提供了大量活性氢，促进了加氢反应的进行。低Ni负载量的催化剂由于Ni活性中心间距较远，表面活性H密度低，易于发生异构副反应生成半缩醛2-羟基四氢呋喃。高Ni负载量时，Ni物种聚集造成加氢活性下降。

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由于新型冠状病毒（SARS-CoV-2）可在水中保持长时间稳定性和高度传染性，因此，清除水中的新型冠状病毒成为遏制及阻断其传播的重要途径。该研究采用“点击化学”反应将中和抗体P2C-1F11修饰在具有自驱动特性的枯草芽孢杆菌表面，构建了抗体工程化微型机器人（AB-robot）。AB-robot通过P2C-1F11对SARS-CoV-2 S蛋白的高效靶向作用，对水中新型冠状病毒进行捕获和清除。结果表明，AB-robot在饮用水和自来水等水介质中展示了快速的自驱动能力。以SARS-CoV-2假病毒为病毒污染物模型，使用AB-robot后水介质中病毒清除率高达95%。扫描电镜表征结果显示，AB-robot表面结合了大量的病毒颗粒，进一步表明AB-robot能高效地捕获病毒。综上，AB-robot的快速运动和病毒靶向性能促进了其对SARS-CoV-2假病毒的即时捕获和高效清除，对防止和阻断水中新型冠状病毒的传播具有重要应用价值。

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过量谷氨酸所致神经兴奋毒性是脑卒中等严重的神经疾病中脑细胞损伤的主要原因。电化学技术是当前研究中枢神经系统谷氨酸递质的重要检测手段，可对病灶内神经兴奋毒性的特性、程度等方面进行快速准确的检测评估。因此，对于谷氨酸传感器的研究与应用对于制定更为全面的治疗方案、脑保护策略以及研发新药等都具有重要意义。基于纳米技术、新型生物酶、光刻与印刷技术、晶体管技术的发展，电化学检测谷氨酸技术与应用也得到了大力推动。本文对适于中枢神经系统谷氨酸检测的电化学传感器的检测原理、传感器设计与制备工艺及其应用等方面的研究进展进行了综述，并对其未来发展趋势进行了展望。

Abstract:

凝血酶-抗凝血酶复合物（Thrombin antithrombin，TAT）是人体凝血和抗凝血平衡的产物，反映人体的凝血状态，其检测结果可用于血栓性疾病的辅助诊断。该研究建立TAT化学发光免疫分析测定方法，并对其性能进行评估。采用TAT为免疫原制备杂交瘤抗体，以双抗体夹心模式建立TAT化学发光免疫定量检测方法。经过反应的优化，磁珠和吖啶酯抗体的工作浓度确定为 0.20 mg/mL 和 200 ng/mL，样本量为50 μL，磁珠抗体和待测物孵育5 min，再与吖啶酯标记抗体孵育5 min。结果表明，该方法与凝血酶原和抗凝血酶Ⅲ样本没有交叉反应，且与日本希森美康的TAT试剂相关性较高(R＞0.99)，各项性能指标良好，可满足临床上对血栓性疾病辅助诊断的需求。

Abstract:

热电能量转换系统可以实现热能和电能的直接转换。在一个完整的热电系统中，热电器件与冷热端换热器组成热阻网络，其与冷热源之间的换热对系统性能具有决定性影响。本文从网络节点间的耦合传热关系出发，分析了外部换热对系统内部温度分布的影响，得到了实际热环境中热电系统输出性能的近似理论表达式。在此基础上建立了外部换热条件与系统峰值输出功率的直接关系，并提出了一套热电能量转换系统设计策略，可用于热电发电系统的快速设计。

Abstract:

重大科技基础设施是我国建设世界科技强国的“国之重器”，可持续推动重大原创成果的产出、加快创新要素的整合、高端产业的突破。随着新一轮科技革命发展和经济全球化推进，国际竞争日趋复杂化，重大科技基础设施发展进入新的阶段，也面临新的挑战。文章通过梳理分析重大科技基础设施发展新态势、及运行管理面临的挑战，探讨重大科技基础设施运行相应对的措施和管理政策制定等，对提高重大科技基础设施的建设和运行管理水平，具有参考和借鉴意义。

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聚集诱导发光分子因其高效的发光性质，在生物成像、光波导和电致发光等领域被广泛应用，但是在光信息存储领域还鲜有研究。相比于其他光存储材料，聚集诱导发光分子由于局域密度变化会引发荧光强度的变化，这在光存储领域是一个显著优点。本文针对聚集诱导发光分子的特性，讨论了该类分子在超分辨光存储领域应用可能的方式以及需要解决的关键问题。

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太赫兹波处于毫米波和红外光之间，具有诸多优异特性。太赫兹天线是太赫兹通信、雷达和成像等应用系统中的核心元器件。然而，目前报道的太赫兹天线均无法满足大动态范围的相位扫描、高效率辐射和大偏转角度的需求。本文首先设计了三种太赫兹石墨烯天线，最小尺寸为5微米，研究了其辐射效率和相位调控特性。进而提出了具有双共振模式的石墨烯-金属太赫兹超表面天线，缓解了传统的基于单共振模式的相位动态调控范围和辐射效率之间存在的矛盾，实现了0~360°内的动态相位调控，同时辐射效率高于60%。采用微加工工艺进行了样品加工，通过改变栅极电压，在实验上获得了1.03 THz的太赫兹动态相位调控，同时反射率高于23%，与仿真结果基本吻合。在此基础上，采用连续相位编码方案设计了石墨烯超表面相控阵天线，在理论上实现了太赫兹波束在-25°~25°范围的实时波束偏转。本文为解决超表面相控阵天线的相位动态调控范围小、辐射效率低等难题提供了新的研究思路。

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自SARS-CoV-2爆发以来，mRNA疫苗的开发在制药领域受到了巨大的推动并得到迅速发展。相比于其他形式的疫苗，mRNA疫苗优势明显——生产过程简单，安全性优于DNA疫苗，并且mRNA编码的抗原易于在细胞中表达，此外mRNA不需要在细胞核中转录，因此没有整合到宿主基因组的风险。然而mRNA疫苗也存在着局限性，如可能产生过敏，肾衰竭，等严重副作用，或者可能在注射后迅速降解或引起细胞因子风暴，因此解决mRNA的免疫原性以及递送效率是一个重大挑战。本文从mRNA的发展开始重点讲述了mRNA疫苗的分子设计、递送系统以及临床现状，从而为后续mRNA疫苗的发展提供一些思考。

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他扎罗替尼诱导基因2(tazarotene-induced gene2，TIG2)的产物chemerin是孤儿G蛋白耦联受体趋化因子样受体1(chemokine-like receptor 1，CMKLR1)的内源性配体。Chemerin/ CMKLR1信号系统在体内多组织器官发挥着重要的功能和作用。Chemerin的C端在体内被蛋白酶切后形成多种亚型，本文通过Alphafold对chemerin的6种亚型进行结构预测与建模，并将其中有活性的3种形式与CMKLR1进行复合体建模，对复合体进行结合位点分析后，阐明不同活性形式的差异结合位点。此外，针对目前已知CMKLR1的小分子拮抗剂2-(α-萘甲酰基)乙基三甲基碘化铵(2-(α- naphthoyl) ethyltrimethylammonium iodide，α-NETA)与CMKLR1进行对接，确定二者的相互结合位置。实验结果从蛋白质分子结构层面解释了两点：1.具有活性的Chemerin与CMKLR1的互作方式；2.小分子拮抗剂α-NETA与CMKLR1的互作方式。研究内容将为CMKLR1的靶向药物设计提供理论依据和实验基础。

Abstract:

图像超分辨率是底层视觉领域的一项代表性任务，相关研究发现图像某个像素位置的重建质量与其周围的背景存在关联性，基于该现象，本文探索了通过分割输入图像来解释网络的新视角，提出了一种简单组合数据集，该数据集具有丰富的信息量，但单张图中只包含单一的纹理信息，我们证明了与目标区域纹理相近的背景更有利于模型在该区域的超分辨率重建，通过对比分析注意力机制与传统卷积神经网络，结论显示注意力结构更能帮助网络关注长程有效信息。

Abstract:

机器人是现代化工业制造与生产的重要装备之一。随着市场需求向着小批量、多品种和柔性化方向快速发展，基于多信息融合的机器人协作系统将为高端精密制造产业赋能。该研究着眼于精密电子元件装配领域，聚焦手眼系统的精准对位和精密插装技术。通过建立待插元件与非均质薄板的接触状态模型，分析其双重位移融合的力位运动特性，结合视觉检测与跟踪技术，提出一种融合了视觉、力觉和编码器信息的复合型控制算法。基于电子元件装配平台，进行了元件插装对比实验和信息融合算法的装配实验。结果表明对齐阶段的定位精度在0.185 像素以内，装配阶段的接触状态判定和调节算法保障了元件与插槽的安全有效装配。

Abstract:

近几年植入式脑机接口技术取得了非常显著的进步，从工程实现能力和服务功能场景来说，脑机接口技术已经达到了临床应用的临界点，在实验室科研成果向临床医疗器械转化过程中将会面临新的挑战。本文章由此出发，首先介绍了脑机接口技术常用的信号源，包括脑电图、皮层脑电图以及皮层内电信号的特点，其次叙述了解码能力和信息双向闭环的考量，并讨论了目前脑机接口商用机设计中存在的稳定性、生物相容性挑战，最后简单阐述产业化发展中政策、资金和技术路线的协同发展。本综述旨在探讨植入式脑机接口技术在应用于医疗领域过程中面临的挑战与相应的技术路线、产业发展方案。

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裁判文书自动摘要的目的在于让计算机能够自动选择、抽取和压缩法律文本中的重要信息，从而减轻法律从业者的工作量。目前，大多数基于预训练语言模型的摘要算法对于输入文本的长度存在限制，因此无法对长文本进行有效摘要。为此，本文提出了一种新的抽取式摘要算法，该算法利用预训练语言模型生成句子向量，并基于Transformer编码器结构融合句子向量、位置和长度信息，完成句子摘要。实验结果显示，该算法能够有效处理长文本摘要任务。此外，模型在2020年中国法律智能技术评测CAIL摘要数据集上进行了测试，结果表明，相较于基线模型，该模型在ROUGE-1、ROUGE-2和ROUGE-L指标上均有显著提升。

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随着增强现实和虚拟现实技术的发展，以及元宇宙概念的兴起，三维重建技术作为其中最重要的内容获取手段得到了广泛的应用。其中结构光重建技术以其高精度且不受物体表面材质纹理影响的特点，得到了研究者们的重点关注。传统的结构光三维重建主要是使用基于数字光处理的投影仪来投影编码图案。然而，数字光处理投影仪存在的大尺寸、高功率、价格昂贵等缺点限制了其在众多应用中的便利性。因此，由于微机电系统振镜具有体积小、成本低、帧率高等特点，越来越多的三维扫描系统中考虑使用它来作为投影仪投影编码结构光。但受限于只能投影单向条纹图案和存在红外激光器的散斑效应带来的噪声，传统的基于三角测量的方法不适用。因此本文采用了相位-高度模型完成了基于微机电系统振镜的三维扫描系统。针对散斑效应引起的噪声，本文通过实验对比了基于微机电系统振镜常用的3种时间相位解包裹算法的抗噪性能。结果表明，多频层级法和负指数拟合法的抗噪性能较好，精度较高，而多频外差法的抗噪性能较差。该研究结果可为研究人员在选择解相方法上提供参考。

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空间特殊环境可引起宇航员机体损伤，对机体生理指标的监测对于损伤机制和保护手段的研究至关重要。微重力作为空间特殊环境之一可以导致线粒体功能紊乱。线粒体膜电位是线粒体功能是否正常的重要的参考指标，因此快速和简便地监测模拟微重力（SMG）下线粒体膜电位具重要意义。本工作利用线粒体靶向聚集诱导发光（AIE）探针TPE-Ph-In实现了对细胞的免洗和长周期染色，及在SMG下对线粒体膜电位的成像监测；同时为克服长时间SMG下细胞贴壁不牢固的问题，采用水凝胶Matrigel包裹细胞进行培养，用TPE-Ph-In进行成像，构建了AIE探针-水凝胶3D成像体系。此工作为探究细胞的微重力效应提供了新的研究方法与思路。

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近年来，随着互联网的迅猛发展，越来越多的新型网络应用逐渐兴起，网络规模不断扩大，网络组成也越来越复杂。网络流量分类技术作为增强网络可控性的基础技术之一，不仅可以帮助网络运营商提供更好的服务质量，而且能够对网络进行有效的监督管理，确保网络安全。本文综述了网络流量分类领域的研究方法及研究成果，对这些传统方法进行比较，分别指出它们的优势和不足。并针对高速网络环境下的实时分类、加密流分类、精细化分类、协议动态变化时的分类等现实挑战，对相关研究进展进行阐述和分析。最后对未来的研究方向进行展望。

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机器人技术代表一个国家的高科技水平和自动化程度，了解和分析国内外的研究现状和最新进展有助于加快我国服务机器人行业的发展。近年来，清洁机器人和教育机器人在我国已经大规模销售，娱乐机器人和安防机器人市场正在培育和快速发展中，医疗机器人市场处于大规模应用的萌芽状态。为了在这一巨大市场中分一杯羹，在服务机器人领域缩短与发达国家的差距，有必要紧紧抓住服务机器人更高智能化、模块化和网络化的技术发展趋势，围绕实现服务机器人智能化、模块化和网络化的集成技术展开研究。

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基因是遗传的物质基础。生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。基因测序是解读生命的一种途径。随着新一代高通量测序技术的发展，每天会产生TB甚至更多的序列数据。合理诠释这些大规模及复杂高维度的数据成为获取数据后一个更大的难点，是当前生物研究的关键步骤，具有巨大的现实意义。海量高通量测序数据的存储、处理和分析都极大地挑战着当前的计算机系统和计算模式。本文将结合调研情况，尤其是华大基因的实例调研，讨论当前高通量测序数据分析的现状、问题和多方采取的措施。然而，面对高通量测序数据带来的挑战，仍需要多方密切合作和长久深入的研究。

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本文对机器翻译技术的研究现状进行了全面介绍，分析了亟待解决的核心问题，并对机器翻译的未来发展前景和趋势提出了自己的设想。

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自动驾驶是人工智能研究的重要应用领域，文章提出了一种基于深度强化学习的自动驾驶策略模型学习方法。首先采用在线交互式学习方法对深度网络模型进行训练，并基于专业司机的经验数据对 模型进行预训练，进而结合经验池回放技术提高模型训练收敛速度，通过对状态空间进行聚类再采样，提高其独立同分布特性以及策略模型的泛化能力。通过与神经网络拟和 Q-迭代算法的比较，所提方法的训练时间可缩短 90% 以上，稳定性能提高超过 30%。以复杂度略高于训练集的测试道路长度为基准，与经验过滤的 Q-学习算法相比，采用聚类再采样的方法可以使策略模型的平均行驶距离提高 70% 以上。

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目前Hadoop的作业调度算法都是将系统中的多类资源抽象成单一资源，分配给作业的资源均是节点资源中固定大小的一部分，称为插槽。这类基于插槽的算法没有考虑到系统多资源的差异性，忽略了不同类型作业对资源的不同需求，因此导致系统在吞吐量和平均作业完成时间上性能低下。本文研究了多资源环境下公平调度算法在Hadoop中的实现，设计了一种多资源公平调度器MFS(Multi-resource Fair Scheduler)。MFS采用了DRF(Dominant Resource Fairness)调度思想，使用需求向量来描述作业对各类资源的需求，并按照需求向量中各资源的大小给作业分配资源。MFS能更加充分有效地使用系统的各类资源，并能满足不同类型作业对资源的不同需求。实验表明相比于基于插槽的Fair Scheduler 与Capacity Scheduler，MFS提高了系统的吞吐量，降低了平均作业完成时间。

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近年来随着全球资源、环境问题日益严峻，节能、环保的电动汽车得到快速发展。电动汽车采用电机驱动系统，具有转矩快速响应、易于精确测量、可实现动力分散控制、可实现制动能量回收等优点。充分挖掘并利用这些优点可显著提升车辆动力学控制性能。文中从电动汽车动力学控制运行参数的识别、动力学控制结构与方法两个角度综述了十多年来的研究成果，重点介绍了轮胎-路面接触条件识别方法、驱动防滑控制方法等。车辆动力学控制，包括电子差速控制、直接横摆控制、底盘集成控制等研究现状也做了总结。最后对未来电动车辆动力学控制的发展方向作了几点展望。

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超声瞬时弹性成像技术具有无创、无痛、定量、实时及重复性好等优势，适用于肝纤维化分期诊断，具有重要的临床应用价值。本文以超声瞬时弹性成像系统设计为研究出发点，提出在基于射频信号的时域互相关算法基础上，采用抛物线插值算法提取亚采样信息，提高位移场的估算精度；设计了剪切波匹配滤波器，以减弱低频振荡器对位移场造成的干扰，从而提高了应变估计质量，增强了剪切波速度估算的可靠性与准确性；设计了针对瞬时弹性成像系统的时间增益补偿（TGC）电路，以降低声信号衰减带来的影响，提高信号的信噪比；给出了一种聚丙烯酰胺凝胶生物仿体的制备方法，并采用机械压痕测试对仿体进行标定，将标定结果与瞬时弹性成像系统的检测结果进行了对比，对比结果显示出良好的一致性。生物仿体实验和健康人体肝脏的弹性测量结果也验证了提出的位移估计算法、匹配滤波器及TGC电路的优越性。

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随着Deep Web数量和规模的快速增长，通过对其发起查询请求以得到存储在后台数据库中的相关信息，日渐成为用户获取信息的主要方式。为了方便用户有效地利用Deep Web中的信息，越来越多的研究者致力于这一领域的研究，重点之一是Deep Web后台数据库的数据集成。由于Deep Web后台数据库存储的主要是文本信息，使得从文本处理角度出发，针对Deep Web中存储的内容进行查询与检索的研究具有十分广阔的应用前景。本文对Deep Web的研究现状进行了较为详细的分析，同时对研究的发展方向进行了展望。

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胶囊内窥镜是极有潜力的新型肠胃道检查手段，但是目前的临床胶囊内窥镜产品还存在一些问题需要解决，其准确定位跟踪是关键之一。在各种可能的定位方法中，利用磁体的定位技术具有明显的优势：无需供电、占用胶囊空间小、可以连续跟踪、实时性强和无副作用。本文重点讨论基于磁场传感器阵列实现对胶囊中磁体进行定位的方法，通过算法和系统的优化设计，实现了以磁偶极子为数学模型的3维位置和2维方向实时定位跟踪。为了消除人体运动对胶囊跟踪的干扰影响，本文提出对胶囊和参考目标磁体同时定位的方法，也提出了对胶囊的3维位置和3维方向的全6维定位算法以开展三维重建和病变组织的准确测算。实验结果证明本系统可对胶囊内窥镜实现2～3mm精度的定位跟踪。

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当前世界上排前几位的超级计算机都基于大量CPU和GPU组合的混合架构，它们对某些特殊问题，譬如基于FFT的图像处理或N体颗粒计算等领域可获得很高的性能. 但是对由有限差分（或基于网格的有限元）离散的偏微分方程问题，于CPU/GPU 集群上获得较好的性能仍然是一种挑战. 本文提出并测试一种基于这类集群架构的混合算法. 算法的可扩展性通过区域分解算法实现，而GPU的性能由基于光滑聚集的代数多重网格法获得，避免了在GPU上表现不理想的不完全分解算法. 本文的数值实验采用29 CPU/GPU求解用差分离散后达三千学报

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如何从肌电信号中有效地减少工频干扰一直是肌电信号检测与应用中的突出问题。本文总结数字陷波、LMS自适应滤波、卡尔曼（Kalman）滤波和S变换等几种适合进行实时工频干扰去除的方法，研究和分析它们在去除肌电信号中工频干扰的性能。初步结果表明：Kalman滤波方法在从肌电信号中减少工频干扰方面表现出了较好的整体性能，而S变换方法对具有严重工频干扰的肌电信号具有较好的噪声抑制效果。

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本文首先简要介绍了经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation，TMS)的技术原理与应用，其次重点比较了几 种常见的经颅磁刺激线圈定位方法，总结了 TMS 线圈定位面临的问题，然后提出了一种充分整合被试者大脑头皮外形、 脑解剖结构、脑功能区域定位三方面定量信息的改进的经颅磁刺激线圈定位方法，最后展望了经颅磁刺激线圈定位方法 的应用前景。

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为了充分整合分布的高性能计算资源，本文提出一种面向科学计算的网格环境，旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源，面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚资源，支持作业的全局调度、数据的统一管理视图，面向用户提供命令行和网格门户两种使用方式，并提供编程接口供专业社区和学科平台二次开发使用，满足不同层次的用户需求。目前，面向科学计算的网格环境已经在中国科学院超级计算环境（ScGrid）中得到应用和用户认可。

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足下垂是由腓总神经功能障碍引起踝关节无法背屈、行走时足趾拖地的症状。它不仅影响患者日常行走，还会使 其产生自卑心理。表面垂足刺激器将刺激电极贴附在腓总神经或者胫骨前肌上，使用传感器来侦测脚步动作，通过电刺 激使脚踝产生背曲屈及翻转动作，改善步行摆动期所发生的足下垂现象。本文阐述了表面垂足刺激器的工作原理及研究 进展，并对基于生物信号反馈的闭环足下垂刺激器的研究趋势进行了介绍。

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人体姿态估计方法中，在初始化或者跟踪失败的情况下，需要提供姿态初始值。我们将姿态估计看作对人体每个像素的分类问题，设计了一种表征人体部位尺寸及位置的特征。通过识别当前帧人体像素所属部位，可计算人体姿态。我们对分类器性能进行了测试，分类器对人体像素的识别率达到91%，对分辨率为160*120的深度图像，Intel单核1.6 GHZ的处理器上的处理速度为4 ms/fps。本文分析了该特征的局限性及出现问题的原因。

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纳米材料和纳米技术在新型电子封装技术中发挥着越来越重要的作用，纳米材料及其复合材料在电、磁、光等方面的优越性可以提高和改善元器件的物理、机械性能。本文介绍和评价了目前电子封装技术中出现的同封装材料密切相关的各类问题以及纳米材料、纳米复合材料和纳米技术等在解决这些问题方面的优势及发展方向，并着重介绍了纳米金属导电颗粒、二氧化硅、碳纳米管、石墨烯等新材料在高密度系统级封装中的应用。

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三十年前IBM个人电脑批量上市，大大推动了计算机的普及。今天的计算机科学领域已经与三十年前大不一样了。什么是今后三十年计算机科学领域最大的本质挑战？它会推动什么样的基本性范式变革？最关键的产业问题是什么？最需要突破的科学问题是什么？本文提出普惠计算（以全民普及为目标的计算机科学研究和应用）以回答这些问题，并阐述普惠计算的十二个要点，即普惠计算针对计算机市场发展停滞的本质挑战而提出，它是今后三十年的基本趋势，具备高增值、低成本、可持续三个特征，其最显著的范式变革是人机物三元计算，最关键的产业问题是昆虫纲悖论，最需要突破的科学问题涉及三元计算科学、通用计算账户、高效海网云平台、信息生态系统、国民信息核算五个支柱。本文为计算机科学的科研选题和产业创新勾画机遇空间，并简要介绍相关的变革性前沿研究工作。

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长期以来，由于流体仿真和物体变形计算都具有相当程度的复杂性，使得流体与刚体的交互模拟，特别是和带有复杂动画的角色交互的效果，难以达到实时计算和渲染。在此，笔者提出了一个新的方法，用于生成沿着角色运动而产生交互的流体特效。为了实现这类效果的生成，控制流体特效与运动角色的交互，首先针对角色运动轨迹进行跟踪，根据轨迹的几何性质而生成初始状态的流体特效；然后借助光滑流体动力学（SPH）对流体粒子进行仿真。其中针对基于SPH技术的复杂性，流体仿真的过程借助GPU并行计算的能力，采用了一种新的高效粒子搜索算法，最终实现普通用户级个人计算机上实时渲染具有流体运动特征的角色运动特效。

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随机森林是一种著名的集成学习方法，被广泛应用于数据分类和非参数回归。本文对随机森林算法的主要理论进行阐述，包括随机森林收敛定理、泛化误差界以和袋外估计三个部分。最后介绍一种属性加权子空间抽样的随机森林改进算法，用于解决超高维数据的分类问题。

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本文以帮助聋儿言语康复为出发点，从聋儿音频发音数据中获得了聋儿易错发音文本以及聋儿易混淆发音文本对。设计了一个数据驱动的3D说话人头发音系统，该系统以EMA AG500设备采集的发音动作为驱动数据，逼真模拟了汉语的发音，从而可使聋儿观察到说话人嘴唇及舌头的运动情况，辅助聋儿发音训练，纠正易错发音。最后对系统的性能进行了人工评测，结果表明：3D说话人头发音系统可以有效地模拟说话人发音时口腔内外器官的发音动作。此外，本文还用基于音素的CM协同发音模型合成的方法，合成了聋儿易错发音文本的发音动动作，并用RMS度量了合成发音动作与真实发音动作的误差，得到了均值为1.25 mm的RMS误差值。

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大黄鱼形态参数测量对大黄鱼养殖遗传选育和品质改良等具有重要意义。文章结合机器视觉和称重传感器技术，设计开发了一种大黄鱼体重、体长和体宽等外部形态多参数同步自动检测系统。该系统通过机器视觉自动检测鱼体外部形态参数，通过称重传感器自动获取鱼重量参数。实验结果表明，系统的尺寸测量平均误差为0.28%，鱼重测量平均误差为 0.74%，可以满足大黄鱼形态参数测量精度要求，为鱼类形态参数自动检测提供了一种有效的新途径。

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利用绝热加速量热仪提供绝热环境，研究了三元软包锂离子动力电池在不同倍率充放电时的发热行为。 锂离子电池内部的总热量由可逆的熵变热和不可逆的焦耳热组成。进一步研究结果表明，电池发热量的大小主要 由充放电倍率决定：低倍率充放电时电池发热量较小，0.2 C 倍率时电池温度上升 7.16℃，熵变热有明显的体现； 高倍率充放电时焦耳热占主导地位，熵变热几乎可以忽略，1 C 倍率时电池温度上升 25.63℃。同一倍率下放电过 程发热量大于充电过程，放电过程中电池荷电状态为0 ～ 10% 时，直流内阻突然增大，此处电池发热功率最大。 该研究对锂离子电池热管理的散热设计有一定的参考价值。

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