摘要：像素级损失是图像复原任务中最基本、最常用的损失函数。然而,像素级损失无法区分图像中的边缘部分是否模糊,对所有像素点的处理一致,这与人类视觉系统对边缘部分的感知不同。通过对图像边缘部分的分析,本研究发现当输出图像模糊时,其与真实图像对应像素的误差方向与真实图像中该像素的二阶梯度方向相同。基于此本文提出了一种基于边缘感知的结构保留损失函数(SPLoss)。本研究设计了模糊因子图来检测模糊像素,然后通过增加模糊位置像素误差的权重来惩罚模糊像素。SPLoss可以检测到输出图像中的模糊像素,并在优化网络时对其进行惩罚。对于包括图像超分辨率和图像去模糊在内的图像复原任务,本文在多个网络结构上进行了实验。实验结果表明,使用本文提出的损失函数训练的网络可以恢复拥有更好的感知质量的图像,在感知相关客观指标和视觉效果方面均超越原有像素级损失。

摘要：当前流固耦合拓扑优化方法的研究突显了在流体和结构力学两套截然不同的控制方程之间交替使用的困难,即在分离的流体和固体域之间施加耦合边界条件的困难。为了解决流固耦合拓扑优化面临的流固界面表达难题,基于流固耦合拓扑优化问题的整体模型,采用多孔介质模型进行材质插值,建立了流固耦合问题的拓扑优化模型,进而通过连续伴随方法获得模型的伴随灵敏度,以及数值求解Navier-Stokes方程和线弹性力学控制方程,实现所建立拓扑优化模型的求解;通过雷诺数1~500的二维悬臂梁和二维通道流固耦合拓扑优化仿真结果,验证了建立的流固耦合拓扑优化模型。

摘要：CO_(2)排放带来全球性气候变化问题,为此世界各国纷纷采取了一系列减排固碳措施。我国于2020年提出“碳达峰,碳中和”发展目标,推进固碳技术发展迫在眉睫。受益于近年来合成生物学领域的迅猛发展,基于酶或微生物催化的CO_(2)生物转化研究在酶元件、途径和系统的人工设计改造等方面取得一系列重要进展,典型产物代表有燃料、氨基酸、淀粉、单细胞蛋白、生物塑料及其他多种生化产品。为此,CO_(2)也被认为是第三代生物原料。CO_(2)转化的关键在于外加能量活化CO_(2)分子,相比于光能、热能和化学能等,电能在成本投入和小型便捷方面优势突出,因此更受科学界和产业界青睐。CO_(2)生物转化利用电能分为两种方式,即生物直接利用电能固定CO_(2)和利用电能间接辅助CO_(2)生物转化[包括电催化CO_(2)还原、电再生辅因子(如NADH)、电解水制氢]。本文全面介绍了这两种方法在CO_(2)生物转化方面的研究进展,分析了可能的固碳机制,并讨论了不同方法的优点和缺点。此外,还提出了合成生物技术应对低效CO_(2)生物转化时的可能策略如挖掘高活性固碳酶、酶工程改造提高酶与电极之间的电子传递效率、代谢工程改造丰富固碳微生物的产物种类和提高固碳效率等,以期相关研究能真正走向实际应用,助力我国双碳目标的实现。

摘要：在知识蒸馏(KD)中,学生网络会同时受到真实数据的监督和来自教师网络的监督,因此在训练中,其损失函数包含有来自真实标签的任务损失和来自教师网络的蒸馏损失,而如何有效配置损失函数的权重至今仍是一个未解决的问题。为了克服这个问题,本文提出了一种自动梯度混合(AGB)方法,通过搜索这2个损失的最佳混合梯度来自动有效地找到合适的损失权重。在知识蒸馏的原始设计中,蒸馏损失是用来辅助任务损失进行训练,因此本文将混合梯度的模长约束为任务损失对应梯度模长,仅仅只搜索梯度向量的方向,从而显著缩减了搜索空间。在搜索得到最佳混合梯度后,2个损失的损失权重可以被自动计算出来,从而避免了耗时的手动调节过程。本文在13种不同的师生网络组合以及10种不同的知识蒸馏方法间进行了大量的实验。结果表明,自动梯度混合方法能够在使用更少计算资源的条件下,在70%的蒸馏方法上比手动调节方法结果更优。

摘要：基于低温溶液工艺的钙钛矿发光二极管由于低成本,高色纯度,宽色域等优势受到广泛关注。然而,在溶液结晶成膜过程中,钙钛矿晶粒无规形核、快速生长,导致薄膜存在大量的针孔和缺陷,严重影响器件性能。本文通过原位荧光和结构表征技术证实,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加剂在特定的链段长度下,能优化调控钙钛矿结晶动力学,延缓晶粒生长速度,使得钙钛矿薄膜粗糙度由1.489 nm降低到0.954 nm,缺陷密度从1.55×10^(18)cm^(-3)降低至1.05×10^(18)cm^(-3)。相应地,薄膜荧光量子产率从16.9%提升到58.9%,器件外量子效率从8.55%提高到了18.00%。本文通过原位表征技术,全方位解析了添加剂分子结构对钙钛矿结晶动力学的调控机理,为添加剂分子的优化设计提供了直观依据。

摘要：核素图是原子核科学与技术领域基本的工具之一。基于原子核基本性质实验数据评估(The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties)的公开数据制作了核素图,用颜色和文字展示了目前已知的基态原子核性质,包括同位素丰度、放射性衰变类型、半衰期、质量误差等实验信息。本工作评述了核素图数据可视化的最新进展,简述了核素版图的拓展历史和德国卡尔斯鲁厄核素图的发行历史,介绍了新版核素图的设计细节和未来展望,推荐了免费以及开源的核素图绘制程序。同时,还设计了印刷版核素图,计划随AME和NUBASE新版本发行同步更新,使它们成为展示NUBASE数据库简明信息的常规媒介。

摘要：为了研究应用于人工冰场的跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统性能,搭建了跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统,试验研究了单压缩机独立运行以及双压缩机并联运行时,蒸发温度与压缩机运行频率对系统COP、制冷量、压缩机功率、制冷剂流量、压比的影响。结果表明,随蒸发温度升高,COP、制冷量、压缩机功率和制冷剂流量均增大,压比减小,蒸发温度为-9.4℃时,COP达到本试验的最大值2.00;在试验工况40~60 Hz范围内,随着压缩机运行频率增加,制冷量、压缩机功率、制冷剂流量和压比均增大;单台压缩机独立运行和并联压缩时,COP均在50 Hz达到最大,且并联压缩COP随压缩机运行频率差的增加而降低,最大可相差26.67%。建立了系统COP预测模型,通过蒸发温度与排气压力对COP进行预测,并与并联压缩试验结果进行了对比,所构建模型预测结果与同频率并联压缩系统试验测得COP平均误差为3.7%。研究结果可为并联压缩制冷系统设计提供借鉴和指导。

摘要：过去一个世纪,育种理论与技术体系快速发展,杂种优势利用、杂交育种、诱变育种、分子标记辅助育种、转基因育种、基因组编辑育种、分子设计育种等育种策略先后涌现,对保障世界粮食安全作出重要贡献。近年来,现代生物技术的发展催生出了一种全新的种质创新策略,即从头驯化策略。综述了从头驯化策略的发展、技术路线及野生资源基础、驯化机制解析、底层生物技术以及政策保障,分析了从头驯化策略可能面临的挑战,并展望其在作物育种上的应用前景。未来,从头驯化将有望引领种质创新,为应对新时期农业挑战提供新的解决方案。

摘要：准二维钙钛矿由于具有较大的激子结合能和高效的能量转移等优势,在发光二极管(light-emitting diodes,LED)中的应用前景被广泛看好。然而,准二维钙钛矿溶液加工成膜过程中易形成大量的低维相和表界面缺陷,引起严重的非辐射复合,成为限制发光二极管器件性能的瓶颈。在本工作中,通过在PEA2Cs2Pb3Br10钙钛矿前驱体中加入1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷(OFHDODA)小分子添加剂,将钙钛矿薄膜的荧光量子效率(Photoluminescence Quantum Yield,PLQY)从19.7%提升到了49.0%,发射波长从508 nm红移到511 nm。这主要归因于OFHDODA与钙钛矿之间的物理化学相互作用有效抑制了非辐射复合,一方面多氟结构与PEA+之间的氢键相互作用调控了结晶动力学,抑制了低维相的产生;另一方面酯基具有较强的路易斯碱性,钝化了表界面未饱和Pb2+缺陷。相应地,准二维钙钛矿LED的外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)从8.55%提高到了13.76%。这项工作为设计新型多功能小分子添加剂,抑制准二维钙钛矿中的非辐射复合损失提供了思路。

摘要：主要回顾了中国科学院精密测量科学与技术创新研究院在液氮低温钙离子光频标的物理系统设计、不确定度评估与稳定度的优化与测量等方面的工作。液氮低温系统为钙离子创造了液氮的温度环境(~80 K),极大降低了钙离子光频标的黑体辐射频移,使钙离子光频标的系统不确定度降至3.0×10^(-18),成为第五种不确定度进入10^(-18)的原子/离子光频标体系。为了优化钙离子光频标的稳定度,将钟激光频率参考在Ramsey条纹上,并引入了参考条纹判定算法及自动寻峰算法,使钙离子光频标可长期稳定运行,长期稳定度达到6.3×10^(-18)@524 000 s。