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  • TernaryGNNs:一种在CPU-FPGA异构平台上运行的高吞吐量、低面积开销的三元权重图神经网络(Ternary Weight GNN)推理框架

    摘要近年来,图神经网络(GNN)在模拟非欧几里得数据结构和复杂关系方面取得了显著成功。然而,随着图规模和模型复杂性的不断增加,在各种硬件平台上高效部署GNN面临诸多挑战。GNN推理中的两种主要计算模式在稀疏性和计算密度方面存在显著差异,这导致工作负载分配不均,以及计算和内存带宽利用效率低下。此外,为应对片上资源限制而常用的子图划分策略常常引入写回开销和端口冲突,从而限制了整体系统吞吐量。为了解决这些问题,我们提出了TernaryGNNs,这是一种针对CPU-FPGA异构平台的高吞吐量、低面积成本的 ternary-weight GNN 推理框架。首先,我们提出了一种保持精度的高精度 terna

    来源:ACM Transactions on Reconfigurable Technology and Systems

    时间:2025-11-12

  • MobiLoc:利用神经网络提升商用毫米波定位系统的性能

    摘要毫米波(mmWave)通信技术以其高吞吐量和高可靠性在学术界和工业界备受关注。这项技术在下一代通信网络中发挥着关键作用,为高速数据传输提供了有前景的解决方案。在这种情况下,移动毫米波通信设备的定位至关重要,因为它可以有效指导毫米波波束的指向,从而无需繁琐的波束对准过程。然而,现有的商用毫米波通信设备方法存在信道状态波动的问题,并且只能用于静态设备。为了为移动毫米波设备提供精确的定位,我们提出了基于神经网络的 MobiLoc 方法,以提高移动场景下的定位精度。我们的方法利用信道频率响应(CFR)和角谱来辅助确定设备位置。首先,我们分析了将传感数据分类为不同质量的可行性;随后,我们实现了一种专

    来源:ACM Transactions on Sensor Networks

    时间:2025-11-12

  • 具有全局结构感知能力和特征增强功能的图神经网络,适用于异构图结构

    摘要图神经网络(GNNs)在各种领域得到了广泛应用,其前提是连接在一起的节点具有相似性。然而,在异质图中,连接在一起的节点往往具有不同的特征,现有的GNNs仍然存在一些局限性。从结构角度来看,浅层GNN无法捕捉高阶节点信息;而深层GNN则可能面临过度平滑的问题。从特征角度来看,在特征更新阶段,高阶相似节点的有用信息常常被低阶不同节点所削弱。为了解决上述问题,我们提出了一种全局结构感知和特征增强的图神经网络(GSF-GNN),以缓解结构和特征方面的局限性。具体来说,从结构角度来看,我们设计了一个基于结构的全局传播(SGP)模块,用于在节点之间建立全局连接并自适应地调整边权重以促进信息传播。从特征

    来源:ACM Transactions on Information Systems

    时间:2025-11-12

  • 在臂丛神经出生损伤的情况下,比较C5神经移植与移植物用于重建肩胛上神经的方法

    摘要通俗语言总结 背景: 臂丛神经出生损伤通常会影响上干神经根。肩胛上神经起源于上干,支配冈下肌,这是肩部最重要的外旋肌。重新支配肩胛上神经的两种常见方法是:使用C5神经进行神经移植,或者直接使用副神经。本研究的目的是比较使用C5神经移植或副神经转移进行臂丛神经重建后,患者肩部外旋功能的改善情况。 方法: 我们回顾性地评估了16名接受C5神经移植的臂丛神经重建患者以及15名同时进行副神经至肩胛上神经转移患者的肩部功能改善情况。此外,还将7名神经移植失败后再次使用副神经进行肩胛上神经重建的结果与初次手术的结果进行了比较。

    来源:Plastic and Reconstructive Surgery

    时间:2025-11-12

  • 男性吸烟者在接触吸烟线索时,与奖励相关的区域中谷氨酸的动态变化:一项质子磁共振波谱研究

    摘要 目的: 功能性磁共振成像研究显示,吸烟线索会激活与奖赏相关的大脑区域,且激活强度随着吸烟成瘾程度的增加而增强。最近一项关于可卡因成瘾的研究发现,在接触与可卡因相关的线索时,纹状体的谷氨酸活性增强;然而,谷氨酸在吸烟线索诱导的大脑激活中的作用及其与成瘾程度之间的关系仍不明确。 方法: 本研究调查了男性参与者(包括吸烟者n=38人和健康对照组n=48人)在接触吸烟线索时前纹状体和背前扣带回皮层(ACC)中的谷氨酸调节情况。使用磁共振波谱(MRS)技术在基线(中性图像)和吸

    来源:Journal of Addiction Medicine

    时间:2025-11-12

  • 等变神经网络揭示了宿主-客体相互作用如何影响多孔液体中129Xe的核磁共振(NMR)信号

    本研究聚焦于一种新型材料——多孔液体(Porous Liquids, PLs)中主客体相互作用的建模问题。多孔材料因其内部存在的空腔结构,能够选择性地吸附和转化客体分子,广泛应用于吸附、分离、催化、能量存储与生产等领域。然而,传统的多孔材料多为固体形式,而多孔液体则结合了多孔固体与流动液体的优势,使其在工业应用中展现出独特的潜力。尽管多孔液体的研究近年来取得了显著进展,但其大规模模拟仍面临挑战,尤其是在精确描述主客体相互作用方面。为解决这一问题,本研究首次采用了一种基于E(3)等变图神经网络(E(3)-equivariant graph neural networks, EGNNs)的机器学习

    来源:The Journal of Physical Chemistry Letters

    时间:2025-11-12

  • 基于神经网络势的、与体系结构无关的绝对溶剂化自由能计算

    在现代计算化学中,自由能模拟(Free Energy Simulations, FES)已成为预测分子系统热力学性质的重要工具。自由能差(ΔG)可以提供关于反应或过程自发方向的关键信息,因此,其计算在药物设计、材料科学以及生物分子相互作用研究等领域中具有广泛的应用价值。例如,通过计算溶剂化自由能差(Solvation Free Energy Differences, SFED)和分配系数,研究人员能够理解分子在不同环境中的稳定性和溶解性。在这些应用中,绑定自由能的计算尤为重要,因为它们被广泛用于药物分子的优化和筛选。然而,传统分子力学(MM)力场在计算自由能差时存在一定的局限性。尽管MM力场在

    来源:The Journal of Physical Chemistry Letters

    时间:2025-11-12

  • 基于图神经网络方法预测氧化物中氧空位形成能

    氧空位形成能(Eovf)的预测在材料各种应用中的性能评估中起着重要作用。本研究提出了一种卷积注意力图神经网络(CAGNN),用于预测氧化物晶体中任意氧位点的电荷中性Eovf。所需的输入仅包括晶体结构和原子属性。对于训练集中的元素分布,使用CAGNN预测Eovf的平均绝对误差(MAE)为0.50 eV。与密度泛函理论(DFT)相比,CAGNN的计算成本显著降低。利用包含m(m < n)个阳离子元素的氧化物数据训练的CAGNN模型,对含有个阳离子元素(n = 2, 3, 4)的氧化物进行了Eovf的预测,这验证了该模型的泛化能力和外推性能。最后,通过材料重新发现测试表明,CAGNN在与Eovf高度

    来源:The Journal of Physical Chemistry C

    时间:2025-11-12

  • 超越童年:理解成人的注意力缺陷多动障碍(ADHD)

    摘要 注意缺陷/多动障碍(ADHD)是一种神经发育障碍,通常会持续到成年期。成人可能首次在初级保健机构被诊断出该疾病,有时是在之前未被发现的儿童期症状之后。关于“新发”(即“成人期发病”的ADHD)的报告仍存在争议;经过仔细审查后,这些病例大多可以归因于儿童期未达到诊断标准的症状、其他精神或医学原因,或是测量误差。如果一名成人出现ADHD的症状,但无法确定其发病时间在12岁之前,医疗提供者应系统地排除其他类似症状的疾病(包括情绪障碍、焦虑障碍、物质使用障碍、睡眠障碍、脑外伤、甲状腺疾病以及药物副作用),再将其诊断为成人期发病的ADH

    来源:JAAPA

    时间:2025-11-12

  • 山柰酚通过L型电压依赖性钙通道抑制小鼠平滑肌细胞的结肠收缩

    ### 芦丁对结肠平滑肌收缩的抑制作用及其分子机制研究#### 研究背景与意义芦丁(Kaempferol)是一种广泛存在于植物中的黄酮类化合物,具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等多种药理活性。近年来,随着天然产物在疾病治疗中的应用日益广泛,其潜在副作用也受到关注。已有研究表明,芦丁可能通过影响胃肠道平滑肌收缩功能导致便秘等胃肠道副作用。然而,芦丁对结肠动力的具体作用机制尚未明确。本研究基于肠道平滑肌功能调控的SIP同步网络理论,系统探讨了芦丁对结肠收缩的抑制作用及其分子机制。#### 实验方法与设计研究采用双面验证的实验设计,通过离体结肠平滑肌标本的机械收缩实验和细胞膜片钳技术相结合,从整体水平和分子

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-12

  • 利用柔性印刷电路板(PCB)技术实现可扩展的3D凸起神经微电极制造,以构建高保真度的神经接口

    柔性神经电极在监测大脑的电生理活动方面具有巨大潜力,但同时实现制造的可扩展性和高信号保真度仍是一个重大挑战。传统的高性能神经接口通常需要复杂且成本高昂的微制造工艺,而较为简单的方法往往无法优化电极与组织的接触界面。在这里,我们介绍了一种基于工业柔性印刷电路板(fPCB)工艺的可扩展、低成本的高性能三维(3D)神经电极制造平台。我们系统地比较了两种电极架构:(i) 使用无电镀金(Au)技术的凹陷微电极(作为基准);(ii) 通过电镀锡(Sn)形成的3D凸起微电极。为了分离几何形状的影响,这两种电极类型都进一步涂覆了高表面积的铂黑(Pt black)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)涂层。

    来源:ACS Applied Electronic Materials

    时间:2025-11-12

  • 利用有机染料锥虫蓝(Trypan Blue, TB)制备和表征抗蠕虫(WORM)阻变存储器开关,并将其应用于研究神经形态计算中的突触行为

    本研究详细探讨了在商用有机染料——锥虫蓝(Trypan Blue,简称TB)薄膜中观察到的“一次写入多次读取”(WORM)电阻开关特性。这些特性在正电压和负电压扫描两种极性下均得到一致验证。为阐明WORM行为,研究人员提出了一个理论模型,该模型基于锥虫蓝活性层中最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)的能量水平与顶部电极(金,Au)和底部电极(氧化铟锡,ITO)的功函数之间的相对对齐关系。所制造的器件展现了出色的性能指标,包括较大的记忆窗口(开/关比)、良好的数据保持寿命以及较高的耐久性。此外,还通过研究该器件模拟基本突触功能的能力(如学习过程(增强)和遗忘过程(抑制)来探

    来源:ACS Applied Electronic Materials

    时间:2025-11-12

  • 《Pediatric PainSCAN©》的项目缩减与评分方法:一种用于筛查儿童神经性疼痛和复杂性区域疼痛综合征(CRPS)的工具

    摘要通俗语言总结 目标: “Pediatric PainSCAN©”是首个专为儿童神经性疼痛(NP)和复杂性区域疼痛综合征(CRPS)设计的筛查工具。该工具的初稿(包含37个项目)是通过分阶段的方法制定的。本研究旨在减少工具中的项目数量,并确定每个项目对诊断NP或CRPS的贡献程度。 方法: 调查1针对患有NP或CRPS的患者以及医疗保健专业人员(HCPs)进行。参与者使用0-4的李克特量表对初稿中的每个项目的频率和重要性进行评分;评分最高的项目被保留下来。调查2针对另一组完成“Pediatric PainSCAN©”测试的患者(他们可能患有NP、CRPS或其他疼痛疾

    来源:The Clinical Journal of Pain

    时间:2025-11-12

  • 波浪能转换器的运行可靠性提升:基于人工智能的旋转速度控制技术,用于减轻振荡水柱中的振动问题

    波浪能转换器(Wave Energy Converters, WECs)在向可持续能源转型的过程中扮演着至关重要的角色。然而,它们的效率和可靠性常常受到结构稳定性挑战的制约,这直接影响了能量提取的性能。尽管已有多种控制策略被提出用于WEC系统,但现有的方法往往无法充分解决实时适应性和在波动波况下的鲁棒性问题。此外,目前几乎没有使用实际测量振动数据进行数据驱动的旋转速度控制,或者使用PTO(功率获取系统)的旋转速度作为主动结构控制的策略,这在WEC系统或振荡水柱(OWC)系统中尤为少见。优化技术和人工智能可以应用于开发更可靠和可持续的能源生成和存储系统,为碳中和目标做出贡献。本文提出了一种基于人

    来源:RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY

    时间:2025-11-12

  • 基于部分充电数据的锂离子电池健康状态估计的生物启发式不确定性网络

    随着全球气候变化和化石燃料枯竭问题的日益严峻,可再生能源技术的发展已成为国际社会关注的焦点。锂离子电池(LIBs)作为这一领域的重要组成部分,因其高能量密度、长生命周期和低自放电率等优势,在电动汽车、智能电网和便携式电子设备等领域得到了广泛应用。然而,LIBs在实际运行过程中,其性能会随着充放电循环的增加而逐渐下降,这种下降不仅表现为容量衰减,还可能伴随着内部电阻的增加,进而影响系统的安全性和可靠性。因此,准确评估LIBs的健康状态(State of Health, SOH)对于保障其高效运行和实现及时维护至关重要。SOH通常被定义为当前电池可使用的最大容量与初始容量的比值,是衡量电池健康状况

    来源:RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY

    时间:2025-11-12

  • 通过应用热力学模型和人工神经网络模型来预测天然气联合循环系统的部分负荷运行特性

    罗伯托·卡拉佩卢奇 | 洛雷娜·乔尔达诺拉奎拉大学工业与信息工程及经济系,G. 格龙基街18号,拉奎拉67100,意大利摘要传统上,电厂性能的预测依赖于复杂的热力学模型,这些模型包含了许多假设和运行参数。因此,在设计条件或部分负荷条件下评估其能源性能需要大量的计算资源来解决复杂的非线性方程组。机器学习方法为减轻这一计算负担提供了潜在的解决方案。本研究采用了一种结合热力学模型和人工神经网络的方法来预测联合循环燃气轮机的部分负荷行为。该方法包括随机生成代表电厂运行条件的输入变量,然后通过严格的热力学模拟来评估输出变量(包括能源和经济性能指标)。使用这些数据集对人工神经网络进行训练和验证,并通过统计

    来源:Additive Manufacturing

    时间:2025-11-12

  • 多尺度建模与污泥气化实验分析:用于氢气生产的热化学原理探究

    近年来,全球范围内污水处理厂持续产生并处理的污泥已成为一个亟需解决的环境与经济问题。随着污水处理设施的扩展,特别是发展中国家的快速增长,污泥的总产量预计将继续上升,因此需要开发更加高效且可持续的污泥处理技术。污泥不仅含有有机污染物、重金属、病原体和药物残留,还可能对环境造成严重危害。欧洲国家在处理污泥时面临高昂的经济成本,每年每吨污泥的处理费用可达160至310欧元。传统处理方法如焚烧和填埋虽然广泛使用,但它们面临着法规限制和环境影响的问题。例如,欧洲的指令86/278/EEC规定污泥在用于农业之前必须经过处理,尽管有例外情况允许未经处理的污泥在不危害人类或动物健康的情况下直接用于土壤。污泥作

    来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT

    时间:2025-11-12

  • 一种考虑密度差异的全局-局部注意力网络,用于点云分割

    3D点云分割技术在众多领域中发挥着重要作用,如自动驾驶、增强现实、虚拟现实和数字孪生等。这项技术的核心目标是将输入的点云数据进行处理,以获得每个3D点对应的类别标签。然而,在实际场景中采集的点云数据往往包含一些小物体和样本量较少的类别,这些特征使得现有网络在处理此类数据时面临较大挑战。为了应对这一问题,本文提出了一种融合基于密度感知的局部注意力与全局注意力的点云分割网络。该方法旨在在提升每个点的有效感受野的同时,减少在密集区域中对小物体信息的损失。点云数据的密度分布不均是影响分割性能的重要因素。在传统方法中,点云通常被划分为固定大小的窗口,然后在每个窗口内进行局部注意力计算。然而,这种做法忽略

    来源:Image and Vision Computing

    时间:2025-11-12

  • 综述:组织细胞学会关于朗格汉斯细胞组织细胞增生症研究的蓝图:从细胞起源到更全面的治愈方法

    Langerhans细胞组织细胞增生症(LCH)是一种罕见的髓系肿瘤性疾病,其特征是体内某些器官系统中积累病理性的CD1a⁺和CD207⁺细胞。尽管LCH的治疗在过去十年取得了显著进展,使得直接因该病死亡的情况变得极为罕见,但患者仍然面临诸如疾病复发、长期并发症如神经退行性病变以及器官功能障碍等临床挑战。这些挑战凸显了对LCH病理机制更深入理解的重要性,尤其是在治疗前和治疗后,患者血液和组织中引发病理变化的细胞来源问题,至今仍是未解之谜。LCH的临床表现高度多样化,从单系统疾病到影响多个器官系统的严重疾病。由于其罕见性和复杂性,准确诊断和治疗策略的选择对患者预后至关重要。例如,颅面部骨病变被视

    来源:Habitat International

    时间:2025-11-12

  • 利用深度神经网络作为几何表示方法对晶格结构进行结构优化

    在当前的研究中,我们提出了一种基于神经网络的晶格结构优化方法,该方法利用神经网络对几何结构进行隐式表示,从而实现对复杂晶格结构的高效设计。传统的拓扑优化方法通常依赖于显式的几何参数化,这在处理具有不同单元结构的晶格时可能受到限制。而我们的方法通过引入连续且低维的潜在空间,能够对不同单元结构进行编码,并在优化过程中实现单元结构的连续变化,从而获得功能梯度的晶格结构。与传统方法相比,这种方法不仅避免了对大尺度分离或周期性结构的假设,还通过全尺寸有限元分析(FEM)对结构的物理行为进行准确预测,从而确保优化结果符合实际工程需求。为了实现这一目标,我们采用了深度有符号距离场(DeepSDF)方法,该方

    来源:Graphical Models

    时间:2025-11-12


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