摘要：联邦学习使得多个移动参与者在不透露其本地隐私数据的情况下联合训练全局模型。通信计算代价和隐私保护性能是联邦学习的关键基础问题。现有的基于秘密共享的联邦学习安全聚合机制仍然存在引入显著额外计算代价、隐私保护性能不足和应对参与者掉线能力脆弱等问题。本文致力于通过引入灵活高效的秘密共享机制解决上述问题。本文提出了两种新颖的隐私保护联邦学习方案,分别是基于单向秘密共享的联邦学习(FLOSS)和基于多发秘密共享的联邦学习(FLMSS)。与当前的相关工作相比,FLOSS通过动态设计秘密共享的内容和对象,在显著降低通信代价的同时保证高强度的隐私保护性能。FLMSS进一步降低额外计算代价并且能够提高联邦学习应对参与者掉线的鲁棒性,从而在隐私保护和通信计算代价之间取得令人满意的平衡。安全性分析和基于真实数据集的性能评估证明了本文提出的方案在模型准确度、隐私保护性能和通信计算代价方面的优势。

摘要：为促进基于航迹运行的框架下未来空中交通管理系统的协同决策,本文提出了一种协同无冲突4D航迹规划方法。首先以提高航班效率和航空公司间的公平性为目标,以无冲突为约束构建了一个多目标整数线性优化模型。其次,提出了一种基于基尼系数的指标以量化航空公司间的成本分配公平性。为了提高问题求解效率,采用了基于网格的探测方法以加速冲突检测,并设计了一种多目标混合启发式算法(Multi-objective hybrid-meta-heuristic optimization algorithm,MHMOA),通过结合模拟退火(Simulated annealing,SA)和爬山局部搜索算法来近似最优的非支配解。最后,利用实际航班计划和航路网络数据比较和分析了MHMOA、SA和两种常规多目标优化算法的优化结果。结果表明,MHMOA所获得的非支配解的质量更高、延误更低且航空公司间公平性更优,在3个多目标优化性能指标方面表现优异,可为空中交通管理员提供更详细的决策支持。

摘要：单原子催化剂由于其独特的电子结构和最高的原子利用率,在各种催化体系中具有广阔的应用前景。调节SACs催化剂的电子结构是其进一步发展的关键,可以通过调节电子性质来优化催化剂的吸附能和键能,从而提高催化活性和稳定性。本文通过SACs的电子结构及其相关知识,对SACs在催化中的作用有了全面的了解。由于电催化是一种减少碳排放和利用可再生能源的技术,并且作为解决日益严重的空气污染问题的方法而受到越来越多的关注,因此高性能催化剂的设计至关重要。为此,讨论了各种电子性质,如能带结构、轨道杂化和相关自旋态等。本文讨论了SACs的电子结构对其电化学催化性能的影响,并探讨了其与SACs活性和稳定性的关系。了解催化过程中电子结构的基本原理,可以为今后各种催化反应中催化剂的设计提供合理的指导。

摘要：准二维钙钛矿表现出独特的光物理性质,这使它们成为激光技术潜在进步的优秀候选材料.高性能纳秒脉冲激光和放大自发发射(ASE)是实现连续波抽运光电泵浦激光器的关键工艺.然而,在纳秒脉冲激光泵浦下发展准二维钙钛矿ASE或激光仍然存在一些困难,包括表面缺陷浓度高、俄歇复合和能量传递效率低.本文通过无添加剂的Cs^(+)阳离子掺杂策略,可以很好地控制准二维钙钛矿膜的形貌和相分布,从而解决了低n相导致的能量传递途径不足的问题.本文通过快速的能量传递过程揭示了增益性质和载流子复合.基于此,掺杂适当比例Cs^(+)阳离子的PEA_(2)(FA_(0.7)Cs_(0.3))_(2)Pb_(3)Br_(10)钙钛矿膜的净增益系数比原始钙钛矿薄膜提高了近3倍,从而将纳秒激光激发下的放大自发发射阈值降低到1/3.研究结果表明,在准二维钙钛矿中掺杂Cs^(+)可为实现高性能激光器件的相位分布设计提供见解.

摘要：石墨烯因其高载流子迁移率和宽光谱吸收范围而广泛应用于光电探测。然而,其低光吸收率导致的高暗电流严重限制了它的光电探测性能。钼基二硫族化合物(MoX_(2),X=S、Se和Te)具有高的吸收系数,能够弥补石墨烯基光电探测器中暗电流较高的劣势,因此基于石墨烯/MoX_(2)范德华异质结的光电探测器能够表现出优异的光电子特性。本综述首先回顾了光电探测器的工作原理、性能指标和结构。之后,从材料基础的角度突出了石墨烯/MoX_(2)范德华异质结光电探测器的重要性。接着,总结了石墨烯/MoX_(2)范德华异质结光电探测器的制备方法和性能增强策略。最后,强调了这类异质结光电探测器当前面临的挑战及未来的发展方向。本综述将为这类高性能范德华异质结光电探测器的设计提供一定的指导和参考。

摘要：跟踪注册是增强现实(Augmented reality,AR)中一项至关重要的技术。基于人工标识和基于图像的注册方法已广泛应用于增强装配系统中。然而,由于空间产品的弱纹理、结构对称、数据有限以及难以张贴标识等特点,空间站的跟踪注册仍面临挑战。本文提出了一种专门为中国空间站诱导维修应用设计的三维物体跟踪方法,旨在用AR技术取代传统的纸质手册,为宇航员提供更直观的操作指导。本文提出了一种无标记的中国空间站智能维护方法。采用点对特征方法来估计初始帧姿态,不需要手动调整来获得相应的姿态,这对宇航员来说至关重要,因为在微重力环境中精确运动是一项重大挑战,而且结合曲率信息可以提高采用点对特征方法估计初始帧姿态的效率。通过结合纹理和区域信息,消除了对宇航员位置的精确限制,进一步增强了空间对称产品的跟踪鲁棒性。该方法利用点云匹配来估计第一帧的初始姿态,并在失去跟踪后重新计算姿态。一旦获得了前一帧的姿态,则仅根据二维图像的区域和纹理信息来计算跟踪,以获得实时跟踪。实验结果表明:本文方法与基于标识的方法具有相同的姿态趋势;基于电子游标卡尺测量之间的误差在毫米级;使用专门为航天产品设计的专用工具成功更换过滤器,证明了在空间站上实施诱导维修程序的实用性和潜力。

摘要：具有生物力学和生化活性的敷料在伤口护理和皮肤组织再生中起着至关重要的作用.然而,机械失配和药物释放管理所涉及的问题限制了当前敷料的有效使用.在本工作中,我们报道了一种简单的策略,即采用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为底物,通过嵌入不同尺寸的沸石咪唑酸盐框架(ZIF-8)种子,以推动具有均匀蜂窝结构的高柔性金属有机框架(MOF)复合膜的受控生长,用于药物负载和释放.以嵌入的种子为控制中心,形成的多孔膜具有约0.7-3μm的宽孔隙.这种可调节的微尺度孔与ZIF-8中的固有纳米孔不仅可以有效地提高抗炎类药物的负载(姜黄素,CCM),而且还能够快速并可控地释放药物,大大提高了抗菌活性,同时促进细胞生长.其中,在40 nm种子上生长的0.7μm多孔膜的表现优于其他蜂窝膜,与2μm多孔膜(相当于裸PVDF基质)相比,细胞增殖能力提高了约2倍,针对金黄色葡萄球菌(***)和大肠杆菌(***)的抗菌活性分别提高了5倍和2.4倍,是基底抗菌活性的5倍,这是因为这种最佳孔几何结构具有CCM和Zn2+释放特性的平衡效应.这种可控分层孔阵列膜的独特性质有望真正用于伤口愈合,同时也为生物医学设计提供了新的指导.

摘要：近年来,地球外层空间在地球上造成灾害的风险逐渐增加.未来行星探测对提高应对太空灾害风险能力具有重要意义. 2018年,利用InSight任务收集到的地震数据对火星台站下方不同尺度的地下介质结构进行了探测;然而,单一地震台站的摆放对于大规模火星探测仍然存在很大的局限性.因此,本研究设计了一种单站观测系统,通过将单个接收站和移动源相结合的方式来收集行星地震数据,从而能够在早期地外探测中收集更可靠的地震信号.为了从地震信号中获得一维地下介质结构,讨论了高阶频散曲线成像方法在其中的应用,提出了一种高分辨率频率Hankel函数频散曲线提取方法,用于消除频散曲线中的高频部分伪影,改进了高阶频散曲线提取方法.然后将该方法扩展到多分量情况,为利用不同分量地震信号提取更多频散曲线信息提供了可能.同时,本研究所提出的数据采集系统为二维和三维地下介质成像提供了数据基础.此外,还讨论了基于单个地震台站开发汽车地震学的可能性,以解决超重车辆导致高架桥坍塌的普遍问题,说明了单个地震台站系统在地震成像和震源监测中的重要作用.

摘要：The one-ladle technology requires an efficient ironmaking and steelmaking interface. The scheduling of the hot metal ladle in the steel plant determines the overall operational efficiency of the interface. Considering the strong uncertainties of real-world production environments, this work studies the dynamic scheduling problem of hot metal ladles and develops a data-driven three-layer approach to solve this problem. A dynamic scheduling optimization model of the hot metal ladle operation with a minimum average turnover time as the optimization objective is also constructed. Furthermore, the intelligent perception of industrial scenes and autonomous identification of disturbances, adaptive configuration of dynamic scheduling strategies, and real-time adjustment of schedules can be realized. The upper layer generates a demand-oriented prescheduling scheme for hot metal ladles. The middle layer adaptively adjusts this scheme to obtain an executable schedule according to the actual supply–demand relationship. In the lower layer, three types of dynamic scheduling strategies are designed according to the characteristics of the dynamic disturbance in the model:real-time flexible fine-tuning, local machine adjustment, and global rescheduling. Case test using 24 h production data on a certain day during the system operation of a steel plant shows that the method and system can effectively reduce the fluctuation and operation time of the hot metal ladle and improve the stability of the ironmaking and steelmaking interface production rhythm. The data-driven dynamic scheduling strategy is feasible and effective, and the proposed method can improve the operation efficiency of hot metal ladles.

摘要：The multiple quantum transitions within d-band correlation oxides such as rare-earth nickelates(RENiO_(3))triggered by critical temperatures and/or hydrogenation opened up a new paradigm for correlated electronics applications,*** electric field sensor,bio-sensor,and neuron synapse logical ***,these applications are obstructed by the present ineffectiveness in the thin film growth of the metastable RENiO_(3)with flexibly adjustable rare-earth compositions and electronic ***,we demonstrate a metal-organic decompositions(MOD)approach that can effectively grow metastable RENiO_(3)covering a large variety of the rare-earth composition without introducing any vacuum *** the previous chemical growths for RENiO_(3)relying on strict interfacial coherency that limit the film thickness,the MOD growth using reactive isooctanoate percussors is tolerant to lattice defects and therefore achieves comparable film thickness to vacuum *** indicated by positron annihilation spectroscopy,the RENiO_(3)grown by MOD exhibit large amount of lattice defects that improves their hydrogen incorporation amount and electron transfers,as demonstrated by the resonant nuclear reaction analysis and near edge X-ray absorption fine structure *** effectively enlarges the magnitude in the resistance regulations in particular for RENiO_(3)with lighter RE,shedding a light on the extrinsic regulation of the hydrogen induced quantum transitions for correlated oxides semiconductors kinetically via defect engineering.