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基于扩展先验分布贝叶斯方法的累积时变失效概率函数高效估计研究
在工程实践中,不确定性因素广泛存在,使得基于可靠性的设计优化(RBDO)成为研究热点。然而,传统方法难以处理时间变量对失效概率的影响,尤其是当需要考虑服役寿命作为设计参数时,累积时变失效概率函数(CTFPF)的精确估算成为关键瓶颈。现有直接蒙特卡洛模拟(MCS)方法计算成本高昂,而基于贝叶斯公式的自适应Kriging-MCS方法(AK-MCS-Bayes)又因核密度估计(KDE)的边界效应,在分布参数空间边界处存在显著误差。针对这一挑战,宁波市人才计划支持的研究团队提出创新性解决方案——扩展先验分布贝叶斯方法(EPD-Bayes)。该方法通过重构概率空间和优化学习策略,实现了CTFPF的高效精
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-06-12
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谱峭度注意力网络(SKAN):融合信号处理与深度学习的滚动轴承故障诊断新方法
在工业设备智能运维领域,滚动轴承(REB)故障诊断一直是个棘手难题。传统信号处理方法如高频共振技术(HFRT)和谱峭度分析(Spectral Kurtosis)虽能捕捉故障特征,但依赖专家经验且适应性差;而深度学习模型如1D-CNN虽能自动提取特征,却像"黑箱"一样难以解释,遇到训练数据未涵盖的工况时性能骤降。更糟的是,这些模型常会学习到一些与物理本质无关的伪特征,导致实际应用中"水土不服"。这种矛盾催生了一个关键科学问题:如何让深度学习模型既保持强大的特征学习能力,又能像信号处理专家一样"理解"故障的物理本质?韩国科研团队在《Expert Systems with Applications》
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-06-12
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TopoDiff:基于拓扑布局控制的免训练图像生成方法及其在空间关系精准调控中的应用
当前,文本到图像(T2I)生成技术凭借DALL-E、Imagen和Stable Diffusion等大型扩散模型的崛起取得了显著进展。这些模型能够根据文本描述生成高保真且多样化的图像,展现出前所未有的创造力。然而,尽管取得了这些成就,现有的T2I模型在精确控制场景空间布局方面仍存在明显不足。用户经常发现,即使明确指定了对象的位置关系(例如“树下的猫左侧有一只狗”),生成结果仍可能完全偏离预期,如同“打开一个惊喜盒子”般难以预测。这种不可靠性迫使使用者不得不依赖繁琐的提示工程和反复试验来调整布局,但诸如左右、上下等基本空间关系仍常被模型误解或忽略。这一局限性严重制约了需要精细布局控制的应用场景发
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-06-12
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基于混合模型方法的环形喷射泵多相流数值模拟与验证研究
在采矿、疏浚和石油生产等行业中,浆体管道输送一直面临着巨大挑战。固体颗粒与载液之间的复杂相互作用,使得传统的输送系统效率低下且维护成本高昂。环形喷射泵(AJP)因其结构简单、无机械部件等优势,成为解决这一问题的潜在方案。然而,现有AJP设计在浆体输送效率、能量消耗和磨损控制等方面仍存在明显不足,亟需通过深入的多相流研究来优化其性能。针对这一需求,国外研究团队在《Engineering Science and Technology, an International Journal》发表了一项创新性研究。该团队采用计算流体力学(CFD)中的混合模型(Mixture Model)方法,结合Real
来源:Engineering Science and Technology, an International Journal
时间:2025-06-12
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基于层次元对齐的跨域目标检测优化方法研究
在人工智能与计算机视觉领域,跨域目标检测一直面临严峻挑战。现有基于卷积神经网络(CNN)的检测器如Faster-RCNN在源域表现优异,但迁移至新目标域时性能骤降。传统无监督域适应(UDA)方法简单叠加多任务损失函数,却忽视了域对齐与检测任务(如分类、边界框回归)间的梯度冲突,导致模型收敛困难。这种优化不一致性成为制约检测器泛化能力的瓶颈。中国的研究团队通过系统分析DA-Faster R-CNN中五个子任务的梯度差异,首次揭示了域对齐与检测任务间存在显著优化方向冲突。基于此,他们创新性地提出层次元对齐(HMA)框架:第一层级采用模型无关元学习(MAML)构建元优化块(MOB)协调组间任务,第二
来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence
时间:2025-06-12
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不确定非仿射非线性多智能体系统的协同智能鲁棒自适应方法:多机器人编队飞行的应用
在无人机集群、传感器网络等新兴领域,多智能体系统(MAS)的协同编队控制一直是研究热点。然而,现有方法大多局限于线性或仿射非线性系统,且需已知智能体动力学模型。面对实际应用中普遍存在的非仿射非线性、模型不确定性及通信拓扑约束,传统控制策略往往束手无策。更棘手的是,现有智能控制方法通过逼近未知函数来设计控制器,导致计算复杂度激增,难以满足实时性要求。这些瓶颈严重制约了MAS在复杂场景下的应用潜力。针对这一挑战,研究人员在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》发表的研究中,开创性地提出了一种面向非仿射非线性MAS的分布式智能自适应
来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence
时间:2025-06-12
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基于贝叶斯优化与VOF耦合的微通道液滴生成精准调控方法研究
在化学合成、药物递送和单细胞分析等领域,微流控技术因其对微小液滴的精准操控能力而备受关注。然而,微通道内液滴尺寸的调控长期依赖经验性参数调整,面临计算成本高、优化效率低的瓶颈。传统流体体积法(Volume of Fluid, VOF)虽能精确模拟两相流界面,但单次仿真耗时数小时,多参数组合优化时计算量呈指数级增长。更棘手的是,微通道内矩形肋结构等几何特征对液滴的影响机制复杂,人工试错法难以捕捉全局最优解。针对这一挑战,中国科学院过程工程研究所的研究团队开创性地将机器学习领域的贝叶斯优化(Bayesian Optimization)与计算流体力学(CFD)相结合,构建了一套智能优化框架。该研究以
来源:Chinese Journal of Chemical Engineering
时间:2025-06-12
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EU-GAN:基于生成对抗网络的二维土壤栽培根系表型修复新方法及其在作物育种中的应用
在农业生产中,根系作为植物的"隐形工程师",承担着养分吸收和环境感知的重任。然而土壤这层"天然面纱"却给科学家出了道难题——根系成像时总会出现恼人的间隙,就像老式电视机信号不良时的雪花噪点,严重影响表型分析的准确性。传统CT、MRI等技术虽能透视土壤,但动辄数百万元的设备成本让大多数研究机构望而却步。更棘手的是,计算机模拟的根系图像缺乏真实纹理,而人工标注又耗时费力——专业人员完成单张图像标注需要10-20分钟,相当于绣完一朵苏绣牡丹的时间。针对这一瓶颈,华中农业大学的研究团队在《Artificial Intelligence in Agriculture》发表了创新性解决方案。他们巧妙地将生
来源:Artificial Intelligence in Agriculture
时间:2025-06-12
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加速器质谱技术直接测定燃烧废气中化石碳含量的创新方法及其在碳排放交易中的应用
随着全球对碳排放管控的日益严格,欧盟计划将城市垃圾焚烧设施纳入碳排放交易体系(ETS),这要求精确量化焚烧过程中化石源CO2的排放比例。然而,传统方法需将废气CO2转化为石墨再进行加速器质谱(AMS)分析,流程繁琐且耗时。芬兰赫尔辛基大学加速器实验室与VTT技术研究中心的研究团队提出了一项突破性方案——直接以气态CO2形式进行AMS检测,相关成果发表于《Applied Radiation and Isotopes》。研究团队在实验燃烧设施中制备了5组化石燃料(煤)和5组生物质燃料(松木屑)的燃烧废气样本,分别采用聚氟乙烯袋(Tedlar®)和钢制容器收集。通过赫尔辛基实验室的气体存储与进样系统
来源:Applied Radiation and Isotopes
时间:2025-06-12
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127Xe定量方法开发与国际比对研究:破解核爆炸监测中的干扰难题
在核爆炸监测领域,国际监测系统(IMS)通过检测大气中四种裂变产物氙同位素(131mXe、133mXe、133Xe和135Xe)来识别违规核试验。然而近年来,美国橡树岭国家实验室附近首次检测到非裂变来源的轻氙同位素127Xe,其β-γ符合特征谱与IMS监测目标同位素存在严重重叠,可能导致误判。更棘手的是,现代高灵敏度监测设备(如SAUNA-III)的普及使得这类干扰风险显著增加。为破解这一难题,美国爱达荷国家实验室联合AWE等机构开展了一项开创性研究。团队通过中子活化富集126Xe(纯度99.94%)制备127Xe样本,将其分发给不同实验室进行方法开发。研究采用两种核心技术:高纯锗探测器(HP
来源:Applied Radiation and Isotopes
时间:2025-06-12
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巴基斯坦高校图书馆技术采纳的战略必要性研究:基于TAM与PLS-SEM模型的实证分析
在数字技术迅猛发展的今天,全球图书馆正经历着从传统服务向技术驱动型服务的转型。然而在巴基斯坦这样的发展中国家,学术图书馆面临着独特的挑战:仅有45%的大学图书馆提供技术驱动服务(TBS),超过60%仍使用手工编目系统。这种滞后严重影响了信息获取效率和用户体验,也制约了国家教育科研基础设施的发展。究竟是什么因素阻碍了这些图书馆的技术采纳?如何通过战略调整推动变革?这成为亟待解决的关键问题。为回答这些问题,国内某高校的研究团队开展了一项创新性研究,将组织战略层面的"战略必要性(SI)"概念与技术接受模型(TAM)相结合,构建了一个全新的理论框架。研究聚焦巴基斯坦高校图书馆这一特殊场景,通过实证分析
来源:Acta Psychologica
时间:2025-06-12
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多媒体技术支持下的听障人群驾驶培训体验影响因素及服务设计优化研究
驾驶技能是现代社会重要的生存技能,但对于听障人群(Deaf and Hard-of-Hearing individuals, DHHers)而言,获取驾驶执照却面临重重障碍。尽管中国公安部2010年颁布的第111号令明确允许符合条件的听障者申领C1/C2驾照,但全国范围内专门服务残障人群的驾校寥寥无几。听障学员在培训过程中遭遇沟通壁垒、教学资源匮乏、社会支持不足等多重困境,这种"学车难"现象长期被学术界忽视。针对这一社会痛点,浙江理工大学设计学院联合特殊教育学院的研究团队开展了一项创新研究。他们采用服务设计与多媒体技术融合的视角,系统探究影响听障人群驾驶培训体验的关键因素。研究团队首先通过扎根
来源:Acta Psychologica
时间:2025-06-12
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透过教师视角解构职校生的霸权男性气质行为模式:一项土耳其混合方法研究
在当今全球教育体系中,职业与技术高中(VTHSs)长期被视为培养技能型劳动力的重要场所,但鲜少有人关注其中暗流涌动的性别权力 dynamics(动态)。尤其在男性占70-80%的土耳其VTHSs中,暴力事件发生率是普通高中的2-3倍,而教师却常将学生的攻击性行为归因为"男孩天性"。这种对霸权男性气质(Hegemonic Masculinity, HM)的默许,不仅助长了校园暴力,更通过工具仪式(如焊接课中的体力炫耀)和性别化的课程设置(如贬低护理专业)将HM深植于教育制度中。为破解这一困局,来自中国某大学的研究团队在《Acta Psychologica》发表了一项开创性研究。他们采用解释性序列
来源:Acta Psychologica
时间:2025-06-12
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基因组编辑技术中"严重疾病"定义的困境与伦理挑战:科学家与政策制定者的视角
在国际政策舞台上,"严重疾病(serious disease)"这个术语就像把双刃剑——它既是人类基因组编辑(human genome editing, HGE)技术应用的伦理门槛,又是引发争议的焦点。科学家们发现,这个看似简单的概念实则暗藏玄机:当政策制定者试图用其规范CRISPR等基因剪刀的使用时,连专业圈内都难以达成共识定义。通过深度访谈基因组编辑领域的科研大咖和政策智囊团,研究团队捕捉到耐人寻味的现象:对于亨廷顿舞蹈症(Huntington's disease)等显性遗传病,大家尚能达成"严重"的共识;但当涉及BRCA1/2基因突变这类癌症风险时,评判标准就开始"打架"。更值得警惕的是
来源:Journal of Community Genetics
时间:2025-06-12
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病毒进化预测技术鉴定针对现有及潜在SARS-CoV-2变异株的广谱中和抗体
病毒变异与抗体失效的困境SARS-CoV-2持续进化导致XBB.1.5、JN.1等变异株对现有单克隆抗体(mAb)产生广泛逃逸。截至2024年,所有获批的RBD靶向抗体均因病毒抗原漂移失效,亟需开发能预判变异趋势的抗体筛选技术。北京大学等机构的研究团队在《Nature Microbiology》发表突破性成果,通过计算预测与实验验证相结合,成功锁定能中和未来变异株的"超持久"抗体。关键技术方法研究团队整合了深度突变扫描(DMS)预测病毒进化热点,构建含17个单突变和5个组合突变(B.1-S1~S5)的假病毒库,筛选7,018个mAb的中和活性。通过rVSV逃逸实验评估抗体耐药性,结合冷冻电镜解
来源:Nature Microbiology
时间:2025-06-11
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荧光RNA技术在RNA动态可视化研究中的潜力与挑战
以高时空分辨率观测RNA动态是解析其生物学功能的关键。荧光RNA(Fluorescent RNAs, FRs)作为革命性工具,由RNA适配体(aptamers)和特异性荧光染料组成,其工作原理类似荧光蛋白(FPs),却能在活细胞中实现对RNA分子的精准标记。最新研究表明,这类分子探针已突破技术瓶颈,可实现三大突破性应用:单分子追踪揭示RNA转运机制、超分辨率显微镜(如STORM/PALM)解析亚细胞定位、以及正交FRs系统实现多重RNA共定位分析。技术亮点包括:1) 无需基因改造即可标记内源RNA;2) 通过模块化设计兼容不同荧光团(如FAM、Cy5);3) 结合CRISPR/dCas9系统实
来源:TRENDS IN Cell Biology
时间:2025-06-11
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mRNA设计与LNP(脂质纳米颗粒)制剂的小规模实验室制备技术及其在疫苗与基因治疗中的应用
这项技术方案详细描述了科研级mRNA的全流程制备方法。从优化编码序列开始,通过聚合酶链式反应(PCR)制备线性化DNA模板,随后采用体外转录(IVT)系统合成5'端加帽的mRNA分子。为确保递送效率,创新性地采用微流控技术将mRNA封装至脂质纳米颗粒(LNP)中,形成直径80-100nm的稳定颗粒。转染实验显示,该方案制备的mRNA-LNP复合物在HEK293T等细胞系中可实现>90%的蛋白表达效率。特别值得注意的是,方案整合了毛细管电泳(CE)和纳米颗粒追踪分析(NTA)等质控手段,确保终产物符合疫苗开发与CRISPR-Cas9基因编辑等应用的严苛要求。整套流程仅需标准分子生物学设备,
来源:Nature Protocols
时间:2025-06-11
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高效大片段DNA跨微生物递送新方法CELyTED:无需体外纯化的通用转化技术
在合成生物学蓬勃发展的今天,科学家们正尝试构建包含多个基因甚至完整基因组的大型DNA分子。然而,这些"基因巨构"在溶液中的脆弱性成为重大挑战——就像一根超长的细线容易在流动中断裂,DNA分子也会因流体剪切力而破碎。传统解决方案是将DNA构建过程限制在微生物细胞内完成,但将合成好的大片段DNA转移到目标细胞时,常规的体外纯化步骤又会带来新的损伤风险。这种两难境地促使科学家们寻找更温和高效的DNA递送方法。日本研究人员在《Journal of Molecular Biology》发表的研究中,开发了一种名为CELyTED(细胞裂解技术提供可转化胞外DNA)的创新方法。他们巧妙利用枯草芽孢杆菌168
来源:Journal of Molecular Biology
时间:2025-06-11
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高水分挤压技术结合多糖侧链结构调控提升大豆分离蛋白膜性能研究
在食品工业向可持续发展转型的背景下,合成肠衣的环境负担与天然肠衣的资源限制矛盾日益突出。大豆分离蛋白(SPI)因其优异的成膜性和生物相容性被视为理想替代材料,但传统SPI薄膜存在机械强度低、水蒸气阻隔性差等瓶颈问题。更棘手的是,工业界主流的挤压成型技术在高水分条件下易引发蛋白质相分离,导致薄膜结构缺陷。尽管已有研究通过流延法引入多糖改善性能,但这种方法难以规模化,且挤压工艺中多糖-蛋白质相互作用机制尚不明确。为解决这一难题,中国研究人员在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究,系统考察了不同侧链结构多糖(普鲁兰、甲基纤维
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-06-11
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综述:真菌对木质素衍生芳香化合物的生物转化:途径、酶及生物技术潜力
Abstract木质素作为地球上最丰富的芳香族生物聚合物,其结构复杂性和顽固性制约了高效利用。真菌通过胞外氧化酶(木质素过氧化物酶LiP、锰过氧化物酶MnP、漆酶)和特异性代谢途径(如β-O-4键断裂)将木质素衍生物(肉桂酸、没食子酸等)转化为中心代谢物或高值产物。尽管真菌木质素降解系统研究广泛,但芳香族分解代谢途径的系统整合仍显不足。Introduction木质素由苯丙烷单元通过β-O-4、β-5等键构成交联网络。白腐真菌(如Phanerochaete chrysosporium)凭借LiP/MnP/laccase酶系高效降解木质素,而细菌缺乏此类胞外机制。丝状真菌(如Aspergillus
来源:Biotechnology Advances
时间:2025-06-11