摘要：为解决阿尔茨海默病(AD)患者大脑结构性核磁共振影像(sMRI)病变细微复杂和空间异质性分布引起的病症诊断准确率低的问题,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)和Transformer优势的混合架构,用于AD病症诊断。首先,设计了多视图特征编码器,通过构造融合混合注意力机制的视图局部特征提取器分支,从sMRI的冠状面、矢状面和轴向面方向提取潜在互补信息,并通过多视图信息交互学习策略增强病灶区域的语义表征。其次,设计了级联式多尺度融合子网络,逐层融合多尺度特征图以生成更丰富判别信息。最后,利用Transformer编码器建模了全脑sMRI的全局特征表示。在阿尔茨海默病神经影像倡议(ADNI)数据集上的结果显示,本文方法在AD分类和轻度认知障碍(MCI)转化预测任务的准确率分别达到了94.05%和81.59%,优于多种现有方法。

摘要：旨在解决无人机移动边缘计算(MEC)系统中任务卸载的物理层安全问题。在该系统中,多个地面用户将计算任务卸载给一架配备MEC服务器的无人机,一个地面窃听者尝试窃取用户向无人机卸载的任务信息。为保证任务卸载的可靠性和低时延,卸载通信使用超可靠低时延通信(URLLC)技术。通过联合优化无人机的部署位置、用户的卸载链路带宽、用户本地计算和无人机计算的中央处理器(central processing unit,CPU)频率来最大化用户的最小安全计算量。为了解决该问题,首先采用块坐标下降法将问题分解为仅优化无人机的位置和计算时延,以及仅优化无人机和用户的CPU频率和用户卸载带宽两个子问题;然后利用对数函数近似的方法对卸载带宽的速率表达式进行化简,利用连续凸逼近法将非凸的子问题变成可解的凸优化问题;最后交替求解这两个子问题直至目标函数值收敛。仿真结果表明,与现有基准方案相比,所提算法能够有效提高系统的安全计算量。这证明了所提方法的必要性,为实现安全通信和计算平衡提供了解决方案。

摘要：直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速度自适应律三部分,设计速度观测器。通过分析波能转换装置水动力方程,获得最大功率捕获时的期望电流,采用滑模控制算法快速跟踪之。仿真结果表明,所提出的速度观测器可实现速度精确辨识,滑模控制策略可准确跟踪电流期望值,功率优化效果明显,系统鲁棒性强。

摘要：针对波浪能装置在波浪中的运动响应提出一种基于隐式非稳态流体域k-ε湍流模型的新模拟计算方法,利用Simcenter STAR-CCM+软件流体仿真分析单自由度(single-DOF)垂荡波浪能转换技术中单浮子在波浪作用下的运动特性。波浪能通过垂荡的浮子转化为机械能,输送到动力输出(PTO)机构进行发电。使用流体仿真软件对各种PTO系统参数下浮子的运动和受力特性进行模拟。研究结果表明,计算精度较高,与试验结果基本吻合;随着阻尼系数的增大,浮子的波浪运动幅度和速度减小,转化为浮子的机械能也减小,故在设计波浪能装置时,应尽可能减小阻尼;此外,浮子的垂荡运动平衡位置受到弹簧常数的影响。基于隐式非稳态流体域k-ε湍流模型的新模拟计算方法可用于分析不同波浪能转换装置的流体动力学,可为优化真实海况下装置结构和性能提供理论框架。

摘要：真菌毒素作为真菌次级代谢产生的一类化合物,其化学结构稳定并可在食物链中积累,严重威胁人类和禽畜健康并造成重大经济损失。生物酶降解法因安全性高、环境友好等优点而在真菌毒素脱毒方面展现出极大的应用前景。本文系统总结黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、赭曲霉毒素和伏马菌素等常见真菌毒素降解酶的挖掘和功能分析,重点关注利用X射线晶体学等方法解析降解酶三维结构、揭示其催化机制的研究进展,并比较分析计算方法预测的结合口袋与试验确定的活性中心;阐述基于蛋白质结构的理性设计策略在真菌毒素降解酶改造中的应用,并讨论利用计算生物学方法预测蛋白质结构和功能、解析酶的作用机制并指导降解酶设计的潜力。本文可为解决食品和饲料中的真菌毒素污染问题提供新思路。

摘要：背景:传统全膝关节置换手术在术前的准备有限,作者提出基于计算机仿真和3D打印技术的数字化精准全膝置换方法,旨在通过充分的术前设计来提升置换效果。目的:利用计算机仿真和个性化手术导板建立数字化精准全膝关节置换方法,比较新方法和传统方法的临床效果。方法:回顾性分析97例全膝关节置换患者的临床资料,根据手术方法将患者分为2组,对照组(n=48)采取传统方式进行全膝关节置换手术,使用传统胶片模板;观察组(n=49)采用数字化精准全膝置换方法进行手术,使用计算机辅助技术选定假体尺寸型号。比较两组患者的手术时间、术中出血量、术前及术后美国特种外科医院膝关节评分以及股骨力线和膝关节面线夹角和胫骨角、髋膝踝角与标准角度的差值。结果与结论:(1)两组患者术前性别、年龄、体质量指数、美国特种外科医院膝关节评分,以及胫骨角、股骨力线和膝关节面线夹角、髋膝踝角与标准角度的差值相比差异均无显著性意义(P> 0.05);(2)与对照组比较,观察组手术时间缩短、出血量减少;两组术后3个月膝关节美国特种外科医院膝关节评分对比术前均显著升高(P> 0.05),且术后3个月观察组评分高于对照组(P> 0.05);(3)两组之间胫骨角、股骨力线和膝关节面线夹角、髋膝踝角与标准角度的差值相比差异均有显著性意义,观察组优于对照组(P <0.05);(4)观察组股骨假体预测准确率为94%,对照组为58%;胫骨假体预测准确率为96%,对照组为62%;(5)提示数字化精准全膝关节置换相较传统全膝关节置换的手术时间更短、出血量更少、术后膝关节功能评分和力线恢复更好,具有良好的短期临床效果。

摘要：分析了单桩承载力的主要影响因素,利用降维算法对静力触探数据进行预处理,使用树模型的重要性分析函数筛选主要特征,由贝叶斯优化算法确定超参数,提出了一种基于机器学习算法的打入桩竖向承载力预测模型。经过准度测试、蒙特卡洛模拟检验及与经验关系模型的对比,对预测模型的有效性和鲁棒性进行了评估。结果表明,支持向量机(SVM)模型、随机森林(RF)模型、极限梯度提升算法(XGBoost)模型均能较准确地预测打入桩竖向承载力,且准确性显著高于经验关系模型。根据综合分析结果,建议选择XGBoost模型用于打入桩竖向承载力的预测。

摘要：意义管桩后注浆可有效改善桩-土接触界面物理力学性质,在提高管桩摩阻力、减少上部结构沉降等方面发挥着重要作用。进展通过对管桩后注浆工艺、后注浆理论、管桩注浆后的承载性能、管桩-注浆体-土接触界面剪切性能等进行综述,展望了管桩后注浆的发展方向。结果表明:(1)后注浆对提高中小直径管桩承载力有一定作用;注浆后,中掘法管桩的承载力一般超过了4 000 kN、静钻根植竹节桩的承载力可提升20%以上、随钻跟管桩承载力普遍超过20 000 kN。(2)现有的注浆理论推动了注浆技术的发展,虽然相关研究成果与工程实践存在差异,但可以给出浆液扩散的初步轮廓和扩散范围,为注浆设计和工程应用提供科学指导。(3)桩-浆-土接触界面的研究大多以剪切试验为载体,研究浆-土接触界面剪切性能这一宏观表象,很少涉及注浆液以注浆根系、爪牙和毛细爪牙的形式伸入土体并与土体进行关键离子交换从而提高桩-浆-土接触界面黏结强度的宏微观扩散本质。(4)现有注浆研究大多止步于注浆结果分析,较少涉及注浆机理,对浆液在地层中的流动扩散规律认识不够清晰。结论与展望桩侧注浆液渐进性流动过程可视化分析、注浆体三维尺寸定量表征、管桩注浆过程智能化监测、新型管桩桩侧注浆工艺研发是未来管桩桩侧后注浆发展的重要方向。

摘要：为在实际果园中实现果树的在线识别检测,设计一种基于机器视觉的果树靶标识别装置。首先提出一种应用在DSP端的在线果树靶标识别算法,用HSV色度分割法对图像背景进行分割,然后对分割后的树冠信息(白色像素占有率的数值变化规律)进行研判,设计横框和竖框两种识别算法,并设计一台搭载识别装置的移动小车进行田间试验。预试验发现光照度变化对识别效果的影响较小;选光照度为650 Lux开展进一步试验。结果表明,在车载速度分别为0.2 m/s、0.4 m/s和0.8 m/s时,横框识别算法的识别准确率分别为88%、84%、34%,识别准确率随小车速度的增大呈现递减规律,从摄像头对准靶标植株中心的时刻起,到系统判断出存在有效靶标植株时,产生0.4~0.8 s的检测延时。而相同条件下,竖框识别算法的识别准确率分别为88%、86%、84%,且识别延时较小(0.2~0.3 s)。竖框识别算法的优点是识别速度快、反馈的位置信息丰富,横框识别算法则能同步分析果树树冠轮廓的大小,根据两种算法得到的位置信息有利于进一步优化控制单棵植株的喷雾时间。

摘要：目的探究3D打印手术导板在成人发育性髋关节发育不良(Developmental dysplasia of the hip,DDH)行全髋置换术(Total hip arthroplasty,THA)中的临床应用效果。方法回顾性分析2020年10月至2023年3月在广州市第一人民医院接受THA的26例DDH患者临床资料。根据是否使用3D打印导板分为导板组13例,男9例,女4例;年龄23~84岁,平均(53.92±19.15)岁。常规组13例,男4例,女9例;年龄31~72岁,平均(51.38±13.76)岁。比较两组手术时间、出血量、手术前后中心边缘角(central rim angle,CEA)、术后髋臼假体外展角与设计40°差值、前倾角与设计20°差值、垂直旋转中心距离(vertical centre of rotation,V-COR)、水平旋转中心距离(horizontal centre of rotation,H-COR)评估手术效果;同时随访记录术后第1、3、6个月的Harris评分,以评估术后预后效果。结果所有患者均获6~24个月随访,常规组平均(11.54±2.73)个月,导板组平均(13.23±3.49)个月。排除性别、年龄、髋关节畸形侧别、Crowe分级、随访时间和术前Harris评分等无关统计学因素影响后,两组手术前后CEA和术后第1个月Harris评分差异无统计学意义(P>0.05),手术时间、术中出血量、髋臼假体前倾角和外展角与设计值差值、V-COR、H-COR以及术后第3、6个月Harris评分差异有统计学意义(P<0.05)。结论3D打印导板可显著缩短手术时间、减少失血量、有效提升成人DDH行THA术中髋臼假体放置的准确性,改善预后,是一种切实有效的辅助手段。