Hyperparameter on-line learning of stochastic resonance based threshold networks

Aiming at training the feed-forward threshold neural network consisting of nondifferentiable activation functions, the approach of noise injection forms a stochastic resonance based threshold network that can be optimized by various gradient-based optimizers. The introduction of injected noise extends the noise level into the parameter space of the designed threshold network, but leads to a highly non-convex optimization landscape of the loss function. Thus, the hyperparameter on-line learning procedure with respective to network weights and noise levels becomes of challenge. It is shown that the Adam optimizer, as an adaptive variant of stochastic gradient descent, manifests its superior learning ability in training the stochastic resonance based threshold network effectively. Experimental results demonstrate the significant improvement of performance of the designed threshold network trained by the Adam optimizer for function approximation and image classification.     

基于GA_XGBoost模型的大学生科研能力预测问题研究

科学评价大学生科研创新能力对我国科研水平的提高具有重要意义.采用机器学习模型来预测大学生科研能力可以起到良好的效果,提出一种GAXGBoost模型来实现对大学生的科研能力预测.此模型是以Xgboost算法为基础,然后充分利用遗传算法的全局搜索能力自动搜索Xgboost最优超参数,避免了人为经验调参不准确的缺陷,最后采用精英选择策略以此确保每一轮都是最佳的进化结果.通过分析表明,所采用的GAXGBoost模型在大学生科研能力预测的结果中具有很高的精度,将此模型与Logistic Regression、Random Forest、SVM等模型进行对比,GAXGBoost模型的预测精度最高.     

游客情感计算的文本大数据挖掘方法比较研究

旅游文本大数据以其方便、快捷和低门槛的特点为游客情感计算提供了极大便利，已经成为旅游大数据的主要来源之一。基于大数据理论和情感理论，以文本大数据为数据源，在全面梳理国内外情感计算相关成果的基础上，利用人工智能中的逻辑/算法编程方法、机器学习方法、深度学习方法对旅游文本大数据进行挖掘，探索最佳的基于文本大数据的游客情感计算方法。研究发现：（1）基于情感词典的游客情感计算模型，其核心是构建情感词典和设计情感计算规则，方法简单，容易实现，适用语料范围广。（2）机器学习，用统计学方法抽取文本中的特征项，具有非线性特征，可靠性较线性特征的情感词典方法高。（3）基于深度学习技术的游客情感计算，效果良好，准确率在85%以上。训练多领域的文本语料易于移植，实用性强，且泛化能力好，较适合大数据时代游客情感计算研究。     

Determination of sulfa antibiotic residues in river and particulate matter by field-amplified sample injection-capillary zone electrophoresis

In the present research, field-amplified sample injection–CZE (FASI–CZE) coupled with a diode array detector was established to determine trace level sulfa antibiotic. Sulfathiazole, sulfadiazine, sulfamethazine, sulfadimethoxine, sulfamethoxazole, and sulfisoxazole were selected as analytes for the experiments. The background electrolyte solution consisted of 70.0 mmol/L borax and 60.0 mmol/L boric acid (including 10% methanol, pH 9.1). The plug was 2.5 mmol/L borax, which was injected into the capillary at a pressure of 0.5 psi for 5 s. Then the sample was injected into the capillary at an injection voltage of –10 kV for 20 s. The electrophoretic separation was carried out under a voltage of +19 kV. The capillary temperature was maintained at 20˚C throughout the analysis, and six sulfonamides were completely separated within 35 min. Compared with pressure injection-CZE, the sensitivity of FASI-CZE was increased by 6.25–10.0 times, and the LODs were reduced from 0.2–0.5 to 0.02–0.05 μg/mL. The method was applied to the determination of sulfonamides in river water and particulate matter samples. The recoveries were 78.59–106.59%. The intraday and interday precisions were 2.89–7.35% and 2.77–7.09%, respectively. This provides a simpler and faster method for the analysis of sulfa antibiotic residues in environmental samples.     

紫色球杆菌视紫红质光谱特性的机器学习研究

近年来，机器学习等人工智能技术被应用于蛋白质工程，其在蛋白质结构、功能预测、催化活性等研究中具有独特优势。在未知蛋白质结构的情况下，将蛋白质序列和功能特性与机器学习相结合，基于序列-活性关系（innovative sequence-activity relationship，ISAR）算法，将蛋白质氨基酸序列数字化，用快速傅里叶变换（fast four transform，FFT）进行预处理，再进行偏最小二乘回归建模，可在数据集较少情况下拟合得到最佳模型。通过机器学习对紫色球杆菌视紫红质（gloeobacter violaceus rhodopsin，GR）的突变体蛋白质氨基酸序列与光谱最大吸收波长进行建模，获得了最佳模型。用最佳索引LEVM760106建模得到的确定系数R² 为0.944，均方误差E为11.64。用小波变换进行的预处理，其R² 虽也约为0.944，但E大于11.64，不及FFT进行的预处理。方法较好地解决了蛋白质序列与功能特性之间的数学建模问题，在蛋白质工程中可为预测更优的突变体提供支持。     

基于吸收系数的生脉注射液中聚山梨酯80含量测定新方法

聚山梨酯80又名吐温80，为一种亲水型非离子表面活性剂，是食品、保健品和药品中常用的辅料，作为增溶剂和澄清剂广泛用于中药注射剂。近年来，不良反应的发生使得聚山梨酯80的质量和应用愈加受到重视，有研究认为其加入可能引起注射剂不良反应增加。为避免超量使用，有必要对该辅料的投料加以严格控制。中药注射剂中聚山梨酯80的含量测定是当下研究的热点和难点，可以通过分光光度法、分子排阻-蒸发光散射检测法(SEC-ELSD)、液质联用法(LC-MS)直接测定，也可以水解后法经液相色谱-紫外检测法(HPLC-UV)或气相色谱法(GC)间接测定。但由于聚山梨酯80为聚氧乙烯聚合数目不同的混合物、不同厂家生产的聚山梨酯80化学组分及比例存在较大差异，难以采用统一的转换公式或对照品准确定量。此外，中药注射剂的复杂基质造成的假阳性干扰也对定量提出了挑战。为解决以上问题，以生脉注射液为例，提出基于吸收系数的中药注射剂中聚山梨酯80含量测定新方法。优化检测波长、显色剂种类、液液萃取过程振荡和静置时间，在6个不同品牌仪器上测得聚山梨酯80-硫氰酸钴配合物的吸收系数(E1%_{1 cm})为104.23，相对标准偏差(RSD)为2.08%。生脉注射液稀释10倍后，精密量取供试品溶液1.0 mL，精密加入硫氰酸钴溶液10 mL，二氯甲烷20 mL，涡旋振荡3 min。将混合液移至分液漏斗中，静置30 min，取下层二氯甲烷液，将前1 mL弃去，接收约15 mL，在320 nm处测定吸光度，再根据Lambert-Beer定律，利用获得的吸收系数计算得到聚山梨酯80的含量。方法阴性无干扰，精密度和重复性相对标准偏差均低于3%，平均回收率为98.42%。为进一步验证方法的准确性，分别采用吸收系数法和标准曲线法测定了2个厂家的10批生脉注射液，并与实际投料量比较。配对t检验结果表明，当置信度为95%时，两种方法无显著性差异，吸收系数法测得结果与企业生产中聚山梨酯的实际投料量也无显著性差异。研究采用前人未采用的、灵敏度更高的320 nm为检测波长，显著降低了基质干扰，克服了中药注射剂中聚山梨酯80测定结果与实际投料量难以吻合的问题。吸收系数法无需使用对照品，亦不用制备标准曲线，可为中药注射剂中聚山梨酯80的检查标准提供切实可行的解决方案。所建方法灵敏、准确、快速、简便，为含聚山梨酯80制剂的质量控制提供了关键常数及新的思路。     

The visible and ultraviolet organic light-emitting diodes with germanium dioxide as facile solution-processed anode buffer layer

Germanium dioxide (GeO₂) aqueous solutions are facilely prepared and the corresponding anode buffer layers (ABLs) with solution process are demonstrated. Atomic force microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and ultraviolet photoelectron spectroscopy measurements show that solution-processed GeO₂ behaves superior film morphology and enhanced work function. Using GeO₂ as ABL of organic light-emitting diodes (OLEDs), the visible device with tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminium as emitter gives maximum luminous efficiency of 6.5 cd/A and power efficiency of 3.5 lm/W, the ultraviolet device with 3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole as emitter exhibits short-wavelength emission with peak of 376 nm, full-width at half-maximum of 42 nm, maximum radiance of 3.36 mW/cm² and external quantum efficiency of 1.5%. The performances are almost comparable to the counterparts with poly (3,4-ethylenedioxythiophene):poly (styrenesulfonate) as ABL. The current, impedance, phase and capacitance as a function of voltage characteristics elucidate that the GeO₂ ABL formed from appropriate concentration of GeO₂ aqueous solution favors hole injection enhancement and accordingly promoting device performance.     

含气率对PTS时压力容器内流动与传热的影响

本文对反应堆压力容器紧急安注时的流动与传热特性在1/10的模型上进行了流动可视化、局部传热系数以及混合函数的试验研究。针对三个热冲击敏感区域的部分测点,比较了环腔流速为0.5m/s、安注流速为1～30 m/s时不同含气率对下降环腔内流动与传热特性的影响,得出并分析了不同测点传热系数、混合函数的变化规律。研究结果表明:随着含气率增大,安注流体与环腔流体的混合增强;下降环腔内的含气率对小安注流速时的流动与传热影响显著,而对大安注流速时影响较小。     

可重构制造系统重组过程中设备选择模型的研究

根据生产任务选择加工设备进行制造资源重组是实现可重构制造系统的关键问题之一，由于设备的选择涉及到多种因素，既有定量指标，又有定性指标，传统的依靠人工经验的方法显得力不从心。本文首先结合实际情况，提出了一套设备选择评价体系，通过对模糊判断矩阵采用最小对数二乘法确定各评价因素的权重系数，针对定性指标和定量指标采用不同的方法确定其性能指标值，通过模糊积分对评判指标进行综合评判，最后进行了实例研究。所提出的方法有效地简化了决策过程，为可重构制造系统设备选择提供了一套行之有效的方法。     

一种新型彩色三维光学成像系统

提出一种新型三维彩色光学数字成像系统。此系统利用投影结构光对现实世界中的物体进行数字化，同时得到对应的彩色纹理。详细介绍了系统的硬件设计和软件体系结构设计，得到物体彩色纹理的两种不同方法；直接获取和从编码条纹中提取，给出了用该系统得到的实验结果并简单评价了系统的性能。此系统在反求工程、影视制作、三维游戏制作、医学应用等方面有远大的应用前景。