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基于元启发式算法与人工神经网络的BCC型难熔高熵合金高温单相稳定化设计及实验验证
在材料科学领域,难熔高熵合金(RHEA)因其在极端环境下的优异性能成为研究热点,但传统设计方法面临两大挑战:一是多元组分导致相形成机制复杂,二是单相体心立方(BCC)结构的高温稳定区间有限。现有研究多依赖经验模型或有限实验数据,难以高效探索广阔的成分空间。针对这一瓶颈,墨西哥国立自治大学的研究团队创新性地将人工智能与热力学计算相结合,开发出加速设计框架,相关成果发表于《Materials Today Communications》。研究团队采用三阶段策略:首先运用粒子群优化(PSO)、遗传算法(GA)和人工蜂群(ABC)三种元启发式算法,在保持混合熵(ΔSmix)接近等摩尔值的约束下,从TiN
来源:Materials Today Communications
时间:2025-06-17
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基于BP神经网络与Cr-Ti协同调控的X80管线钢焊缝金属微观结构及低温韧性优化研究
在极地能源开发和深海管道建设中,X80级管线钢的焊接接头低温韧性直接关乎运输安全。传统合金设计依赖试错法,难以量化多元素协同效应,导致-50℃工况下焊缝冲击功波动大(如文献中42J至178J的极端差异)。尤其当Mo/Nb比从6.09降至3.28时,Nb(C,N)析出相分布变化可使冲击功骤降42.7%,凸显成分调控的敏感性。中国某研究团队在《Materials Today Communications》发表研究,通过56组焊缝金属成分-性能数据集,建立贝叶斯正则化BP神经网络模型,以Levenberg-Marquardt算法优化参数。输入变量涵盖C、Si、Mn等9种合金元素,输出为-50℃夏比冲
来源:Materials Today Communications
时间:2025-06-17
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高性能有机突触晶体管在多波长感知模拟与神经形态计算中的应用研究
在信息爆炸的时代,传统计算机架构的冯·诺依曼瓶颈问题日益凸显——内存与处理器分离导致数据搬运效率低下,而人脑的并行处理能力却展现出惊人优势。这一矛盾催生了神经形态计算的研究热潮,其中模拟生物突触功能的器件成为关键突破口。然而,现有光突触器件多依赖复杂掺杂或异质结构,材料选择和制备工艺限制了其多功能应用。更棘手的是,紫外到近红外的多波长响应机制尚不明确,制约了仿生视觉系统的开发。针对这些挑战,陕西师范大学的研究团队在《Materials Today Electronics》发表了一项创新研究。他们采用溶液旋涂技术,以有机半导体材料PDVT-10为核心,构建了具有宽光谱响应特性的突触晶体管。通过系
来源:Materials Today Electronics
时间:2025-06-17
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人工神经网络与自适应神经模糊推理系统在生物复合材料合成与性能预测中的对比分析
随着环保意识增强,生物复合材料(BMs)在建筑、装饰和机器人等领域应用日益广泛。然而,传统实验方法优化材料配比耗时耗力,特别是聚酯基复合材料需要平衡机械性能、热稳定性和成本效益。如何通过计算模型精准预测材料性能,成为推动绿色材料发展的关键瓶颈。为解决这一问题,Fırat大学的研究团队创新性地将人工智能技术引入材料科学领域。他们通过精确调控甲基乙基酮过氧化物(MEKP)、辛酸钴(Co Oc)金属催化剂、大理石工厂废料、改性蓖麻油(MCO)和聚酯原料(UP)的配比,制备了40组聚酯生物复合材料样本。研究采用人工神经网络(ANN)和自适应神经模糊推理系统(ANFIS)两种智能算法,建立输入参数(原料
来源:Materials Chemistry and Physics
时间:2025-06-17
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基于人工神经网络与支持向量机的地下矿山开发成本精准估算模型研究——承包商视角
地下矿山开发成本估算一直是矿业项目管理中的关键难题。传统估算方法如类比法和解析模型存在明显局限,其误差范围高达±30%,而矿业承包商在投标过程中对成本偏差尤为敏感——即使5%的误差也可能导致项目亏损或竞标失败。这种精度不足主要源于矿山地质条件复杂多变、设备组合差异大等因素,使得线性模型难以捕捉成本驱动因素间的非线性关系。针对这一行业痛点,研究人员在《Machine Learning with Applications》发表了创新性研究。该团队聚焦承包商视角,首次将人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)相结合,构建了基于实际矿山运营数据的智能估算系统。通过收集南美某矿山的岩石类型、断面面积
来源:Machine Learning with Applications
时间:2025-06-17
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基于多模态信号与迁移学习的1D CNN轴承故障分类方法研究及其在变工况下的应用
旋转机械是工业生产的核心设备,其可靠性直接关系到制造、能源等关键领域的安全运行。据统计,轴承故障占机械故障的40%-90%,而传统诊断方法存在两大痛点:单模态传感器(如仅依赖振动信号)易受噪声干扰导致漏检;现有深度学习模型在转速、负载等工况变化时性能急剧下降。针对这些问题,研究人员开展了一项突破性研究,成果发表在《Machine Learning with Applications》。研究团队创新性地构建了多模态1D CNN框架,同步处理振动信号和双通道电机相位电流。技术路线包含三大核心:采用滑动窗口(窗口10,000点,步长5,000)对Paderborn大学数据集进行标准化处理;设计具有双
来源:Machine Learning with Applications
时间:2025-06-17
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可视化超声传播的人体兼容梯度线圈:磁共振水听器在经颅超声神经调控中的应用
在探索非侵入性神经调控技术的道路上,经颅超声神经调控(Transcranial Ultrasound Neuromodulation, TUSN)展现出独特优势——它能将低强度超声波精准送达大脑深部核团,且具有可调节的焦点控制能力。然而这项技术面临一个关键瓶颈:人类颅骨声学特性存在高达4倍的个体差异,导致超声波穿透效率差异显著。传统磁共振引导技术如磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)虽能定位焦点,但无法量化颅骨衰减效应,且其能量沉积与治疗剂量相当。为解决这一难题,来自国外研究机构的研究团队在《Magnetic Resonance Imaging》发表创新成果,开发出人体兼容的"煎饼式"梯度线圈
来源:Magnetic Resonance Imaging
时间:2025-06-17
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洛杉矶城市绿地形态与残疾患病率关联研究:体力活动与心理健康的中介作用解析
在全球超过10亿残疾人(占人口15%)的公共卫生挑战下,美国洛杉矶每4名成人就有1人面临残疾困扰。残疾人群不仅承受抑郁、中风等并发症风险,医疗支出更是普通人群的3-7倍。尽管绿地环境被证实能改善免疫调节(immunoregulation)和神经退行性疾病(如帕金森病),但现有研究对绿地空间形态(如碎片化、连通性)与残疾的关联机制仍存在争议——既有研究发现高绿地覆盖率伴随高残疾率的矛盾现象,也有研究指出城乡绿地功能差异被忽视。针对这一科学盲区,研究人员采用1米分辨率卫星影像,创新性地量化了洛杉矶865个城市普查区(census tract)的6大绿地形态指标:绿地占比(percentage)、平
来源:Landscape and Urban Planning
时间:2025-06-17
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基于多级特征对齐约束的跨场景高光谱图像分类域适应网络研究
高光谱图像分类(HSIC)是遥感领域的核心任务之一,其目标是通过分析图像中每个像素的光谱和空间信息,为地表覆盖类型赋予正确标签。然而,传统方法通常仅针对单一场景进行训练和分类,难以将学到的知识迁移到新场景中。这一局限性在实际应用中带来了巨大挑战——每当面对新的高光谱场景时,研究人员必须重新标注大量样本并训练模型,耗费大量时间和资源。更棘手的是,高光谱图像在采集过程中受传感器差异、天气条件和拍摄角度等因素影响,会导致源域(SD)和目标域(TD)间出现"光谱偏移"和"空间偏移"现象,使得跨场景分类任务雪上加霜。针对这些挑战,黑龙江某高校的研究团队在《Knowledge-Based Systems》
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-06-17
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基于双流双分支生成对抗网络的图像篡改定位技术研究
在数字信息爆炸的时代,一张经过PS处理的照片可能引发股市震荡,一段DeepFake视频足以颠覆公众人物的声誉。图像篡改技术如拼接(splicing)、复制移动(copy-move)和擦除(removal)的泛滥,使得数字内容的真实性面临前所未有的挑战。尽管基于卷积神经网络(CNN)和Transformer的检测算法已取得进展,但面对互联网传输中的压缩模糊、GAN生成图像的逼真篡改,以及多模态特征融合的复杂性,现有方法仍存在定位精度不足、泛化能力有限等瓶颈。山西某研究团队在《Knowledge-Based Systems》发表的DSDB-GAN研究,开创性地将生成对抗网络(GAN)框架引入图像篡
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-06-17
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基于谱视角双视图架构的动态图潜在演化捕获方法
在现实世界中,社交网络用户关系更迭、交通路网车流变化等场景下,图结构数据具有显著的动态性。传统图神经网络(GNN)虽在静态图表示学习中表现优异,却难以捕捉节点与边随时间连续演化的特性。现有方法如时序模型与离散时间动态图(DTDG)存在两大瓶颈:一是依赖均匀时间间隔的隐式建模,无法反映真实场景中事件发生的异步性;二是空间基GNN易忽略非邻域节点的长程关联。更关键的是,节点特征与图结构的协同演化机制尚未被系统性解构——例如社交网络中用户兴趣变迁如何影响社群拓扑,或交通拥堵如何通过路网级联扩散。为此,中国研究人员在《Knowledge-Based Systems》发表论文提出DESP框架,首次通过谱
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-06-17
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自适应多尺度增强的多尺度子空间协同聚类网络在遥感场景分类中的应用
遥感技术的飞速发展带来了海量高分辨率图像,但如何让计算机像人类一样“读懂”这些复杂场景,一直是研究者面临的挑战。当前方法往往顾此失彼——要么只关注局部细节丢失全局语义,要么重视整体结构却忽略微小目标。更棘手的是,同类别场景可能呈现完全不同的地貌特征(如“机场”既有空旷跑道也有密集停机坪),而不同类别的场景却可能拥有相似的纹理结构。这种“类内差异大、类间相似度高”的特性,使得传统算法难以建立具有判别力的特征表示。针对这一难题,来自国内的研究团队在《Knowledge-Based Systems》发表论文,提出名为MSC2Net-AME的创新架构。该工作突破性地将自适应多尺度融合与子空间聚类相结合
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-06-17
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基于多源参数融合与BP神经网络优化的城市黑臭水体精准评估模型研究
随着中国城市化进程加速,黑臭水体已成为严峻的环境挑战。这些水体不仅释放硫化氢(H2S)和氨气(NH3)等有害气体,长期暴露会威胁居民健康,其渗入土壤还会导致不可逆的肥力退化。尽管现有研究多聚焦于黑臭水体的形成机制和处理技术,但传统感官评估方法存在主观性强、难以量化等缺陷。官方《城市黑臭水体整治工作指南》依赖颜色和气味判读,而单因子评价、模糊综合评价等线性模型难以捕捉水质参数间的非线性耦合关系。为解决这些问题,由国内研究团队在《Journal of Water Process Engineering》发表的研究,开发了基于反向传播(BP)神经网络的三阶段优化模型。通过模拟黑臭水体加速实验(7组处
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-06-17
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综述:氯化饮用水消毒副产物的神经毒性及防护策略
Abstract饮用水消毒虽能杀灭病原微生物,却会生成具有神经毒性的氯化消毒副产物(Cl-DBPs)。最新研究发现,二氯乙酸(DCA)、三氯乙酸(TCA)等Cl-DBPs可通过诱导活性氧(ROS)爆发、线粒体复合体Ⅰ功能抑制等机制,引发神经元内质网应激和能量代谢紊乱,导致阿尔茨海默病(AD)等神经退行性病变。动物实验显示,DCA暴露会引发后肢握力下降、周围神经病变等异常表现,其机制与NF-κB炎症通路激活和小胶质细胞过度活化密切相关。Oxidative StressCl-DBPs的神经毒性核心在于打破ROS动态平衡。神经元线粒体产生的超氧阴离子(O2-)和羟基自由基(·OH)可攻击细胞膜磷脂双
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-06-17
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基于对比学习的自监督全景拼接图像质量评估方法研究
随着虚拟现实(VR)技术和5G通信的快速发展,360°全景图像作为元宇宙的核心载体,其质量直接影响用户沉浸式体验。然而,全景图像通过多视角照片拼接生成时,常出现结构错位、几何变形等复杂失真,传统基于参考图像的全参考(FR)或基于手工特征的无参考(NR)图像质量评估(IQA)方法难以准确量化这些失真。更棘手的是,真实场景中完美参考图像不可获取,而现有深度学习方法多针对压缩失真设计,缺乏对拼接失真的特异性建模。针对这一挑战,宁波大学的研究团队在《Journal of Visual Communication and Image Representation》发表创新研究,提出基于对比学习的自监督全
来源:Journal of Visual Communication and Image Representation
时间:2025-06-17
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慢性疼痛与自闭症谱系障碍遗传易感性因果关系的孟德尔随机化研究
慢性疼痛与自闭症谱系障碍看似毫不相关的两个医学领域,却在临床观察中展现出令人困惑的关联。自闭症谱系障碍(ASD)作为一种神经发育障碍,全球患病率达0.72%,患者终身医疗成本高达240万美元;而慢性疼痛(CP)困扰着30%的全球人口,仅美国年经济损失就超600亿美元。更引人深思的是,部分ASD患者表现出异常疼痛反应——有的对疼痛刺激迟钝,有的却反应过度。这种矛盾现象引发科学界思考:二者是否存在潜在因果关联?还是共享某些生物学通路?传统观察性研究难以区分相关性与因果性,亟需更严谨的研究方法破解这一谜题。湖南省重点实验室等机构的研究团队在《Journal of Psychosomatic Rese
来源:Journal of Psychosomatic Research
时间:2025-06-17
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基于物理信息神经网络(PINN)的土壤水氮耦合运移建模:策略比较与优化研究
研究背景与意义非饱和土壤中的水氮运移规律是农业灌溉、地下水补给和污染防控的核心问题。传统数值方法如有限元法虽广泛应用,但面临网格生成复杂、高维计算瓶颈等挑战。尤其当涉及多溶质耦合运移时,Richards方程与对流-弥散方程(ADE)的非线性交互使得求解效率骤降。物理信息神经网络(PINN)因其无网格特性和物理约束融合能力,成为突破这一困境的新途径,但现有研究对多组分溶质PINN建模的优化策略缺乏系统探索。研究方法与技术由UM6P/OCP集团和加拿大自然科学与工程研究委员会资助的研究团队,开发了三种PINN架构:标准PINN(单网络同步预测)、MPINN(多网络并行)和S-PINN(序列解耦训练
来源:Journal of Hydrology
时间:2025-06-17
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基于LSTM-AE增强物理信息神经网络的河床温度瞬态垂向潜流交换通量估算
河流与地下水交互带的潜流交换通量(Hyporheic Exchange Fluxes, HEFs)是控制污染物迁移和养分循环的关键过程,其精确量化对水生态保护至关重要。过去二十年,基于热示踪技术的河床温度分析法成为主流手段,但传统物理模型受限于稳态假设和结构误差,而纯数据驱动方法又缺乏物理约束。尤其当遇到暴雨、闸坝调度等动态场景时,现有方法难以捕捉瞬态垂向潜流交换通量(Vertical Hyporheic Exchange Fluxes, VHEFs)的精细变化。这一瓶颈严重制约着水环境风险评估的准确性。针对这一挑战,中国某研究团队在《Journal of Hydrology》发表研究,提出革
来源:Journal of Hydrology
时间:2025-06-17
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基于动态Ag/Ag+
锚定策略的柔性忆阻器及其在储层计算中的应用
在人工智能(AI)和物联网(IoT)飞速发展的今天,海量数据处理带来的能耗问题日益严峻。传统计算架构中存储与运算分离的“冯·诺依曼瓶颈”导致高达90%的能耗浪费在数据搬运上。忆阻器(Memristor)因其存算一体特性被视为突破这一瓶颈的关键,但材料层面离子迁移的不可控性严重制约其实际应用——随机形成的导电细丝(CFs)会引发器件性能波动甚至失效。针对这一挑战,吉林大学的研究团队在《Journal of Energy Chemistry》发表论文,提出了一种革命性的动态Ag/Ag+锚定策略。他们通过预合成银-氰基配位化合物(AgTCNQ)纳米棒并嵌入聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)基质
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-06-17
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振动训练与传统稳定训练对军人慢性腰痛患者屈曲-松弛比率及功能改善的对比研究
慢性腰痛(Low Back Pain, LBP)是全球致残的首要原因之一,尤其在军事人员中,高强度训练和负重任务使其发病率显著升高。非特异性慢性腰痛(Nonspecific Chronic Low Back Pain, NSCLBP)占此类病例的绝大部分,其病因复杂,常与神经肌肉控制异常相关。研究表明,腰椎稳定肌群(如多裂肌和腹横肌)的功能抑制与表层竖脊肌的代偿性过度激活形成恶性循环,导致疼痛持续。传统腰椎稳定训练虽有效,但便携性和训练效率存在局限。为探索更优解决方案,研究人员开展了一项为期8周的准实验研究,对比稳定训练与振动器械Flexi-Bar对50名男性军人NSCLBP患者的影响。通过表
来源:Journal of Bodywork and Movement Therapies
时间:2025-06-17