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基于深度算子网络的容错模型预测控制新方法研究
在工业自动化的浪潮中,模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)以其卓越的鲁棒性和可靠性,成为过程控制的核心技术。自1978年Richalet开创MPC启发式控制以来,它在石化、电力等领域大放异彩。然而,随着系统复杂度的提升,一个棘手问题浮出水面:当执行器发生故障时,未知非线性系统的容错控制变得举步维艰。传统MPC依赖精确数学模型,但现实中许多系统动态未知;数据驱动方法虽能避免建模,却因线性框架局限而无法处理非线性故障场景,导致预测误差飙升。更糟糕的是,故障信息往往无法直接获取,造成神经网络训练“死胡同”。与此同时,现有容错方案要么需精确模型支持,要么仅适用于线
来源:Neurocomputing
时间:2025-07-20
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面向复杂工业场景的LLM驱动自适应对话系统:Adaptive-TOD在多模态交互中的创新应用
在人工智能服务日益普及的今天,任务型对话系统(Task-Oriented Dialogue, TOD)却面临"智能不足"的尴尬——现有系统大多只能处理"一问一答"的简单场景,如同餐厅推荐这类标准化流程。然而现实工业场景中的业务办理(如跨省医保报销、养老金申请)往往涉及多步骤审批、动态参数验证和复杂异常处理,用户可能中途修改信息、质疑流程或并行咨询其他业务,传统TOD系统在这种"多样性交互对话(Diverse Interaction Conversation, DIC)"场景中捉襟见肘。更棘手的是,后端服务可能因网络异常或参数错误出现执行反馈中断,而业务流程又必须严格遵守政策法规的"目标约束(G
来源:Neurocomputing
时间:2025-07-20
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半监督标签分布学习的全局因子分解与局部约束方法:破解缺失标签分布难题
在机器学习领域,标签多义性(即单个样本同时关联多个标签)一直是棘手难题。标签分布学习(LDL)通过引入标签分布描述度(LD3),能更精准刻画标签与样本的关联强度,已成功应用于年龄估计、情感分析等领域。然而现实场景中,获取完整LD3标注成本高昂,导致大量样本存在缺失标签分布(SMLD)问题——这就像试图拼凑一幅缺失碎片的拼图,传统基于全监督的关联挖掘方法在此类半监督标签分布学习(SLDL)场景中捉襟见肘。南京理工大学计算机科学与工程学院的研究团队在《Neurocomputing》发表的研究中,揭示了当前SLDL方法的根本缺陷:当70%标签分布缺失时,传统余弦相似度计算的标签相关性会出现显著偏差。
来源:Neurocomputing
时间:2025-07-20
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基于时空混沌与DNA计算的深度学习模型水印方法研究:增强知识产权保护与抗攻击能力
在人工智能技术深度融入自动驾驶、图像识别等领域的今天,深度学习模型(DLM)已成为核心资产。然而,2022年OpenAI代码侵权案、2023年Stable Diffusion图像盗用事件等案例暴露出DLM知识产权保护(IP)的严峻挑战——现有水印技术或如白盒方案易致参数泄露,或如传统黑盒方案因模型泛化特性而遭受虚假所有权声明攻击。当攻击者用相似样本触发模型响应时,价值数百万的AI模型可能瞬间易主。针对这一痛点,北京航空航天大学数学科学学院的研究团队在《Neurocomputing》发表创新成果,提出基于Arnold耦合逻辑映射格子(ACLML)时空混沌系统和DNA计算的DLM水印方法。该方案通
来源:Neurocomputing
时间:2025-07-20
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扫描电镜与能谱联用技术在古代青铜器"青铜病"腐蚀机理研究中的应用
在博物馆的展柜中,那些承载着千年文明的青铜器表面,有时会出现令人担忧的淡绿色粉末状腐蚀——这就是令文物保护者谈之色变的"青铜病"。这种由氯离子引发的恶性循环腐蚀,会像传染病般在青铜器上蔓延,直至将珍贵的文物化为齑粉。更棘手的是,青铜病的症状容易与其他自然腐蚀相混淆,就像医生误诊会延误治疗,错误的判断也可能导致不可逆的文物损失。面对这个困扰考古界的世纪难题,多伦多皇家安大略博物馆的科研团队展开了一项突破性研究。这项发表在《Micron》的研究,以馆藏的中国西周青铜簋(公元前11-10世纪)为研究对象。这件1926年入藏的青铜食器表面布满腐蚀产物,特别是那些淡绿色粉末区域引起了研究人员的警觉。为了
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基于ATR-FTIR光谱与化学计量学的口红品牌鉴别技术研究
在当今化妆品市场,口红已成为女性日常必备品,中国城镇女性消费者中95%在过去半年使用过口红。然而巨大的商业利益催生了大量假冒产品,尤其是一些劣质品冒充知名品牌,不仅侵害消费者权益,更可能因成分安全问题带来健康风险。传统鉴别方法如薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)等需复杂前处理且耗时耗材,难以满足市场监管需求。针对这一难题,宜宾大学(Yibin University)的研究团队创新性地将衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)与化学计量学算法结合,开发了一套高效的口红品牌鉴别体系。这项发表在《Microchemical Journal》的研究,通过分析12个品牌口红样本,验证了
来源:Microchemical Journal
时间:2025-07-20
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基于热力学方法与电压采集模块的离心泵效率计算研究
在工业生产和市政供水系统中,离心泵作为核心动力设备,其效率直接关系到能源消耗和运营成本。然而,传统效率检测方法如超声波流量计存在安装空间受限、成本高昂等问题,而基于流量和扬程的"经典方法"又难以实时监测。更棘手的是,泵体在长期运行中会出现效率衰减,但现有技术难以在不中断运行的情况下精准评估其性能状态。这就像给高速行驶的汽车做油耗检测——既要保证车辆正常运行,又要获得准确数据,成为困扰业界的难题。墨西哥国立自治大学的研究团队独辟蹊径,将热力学第一定律与电子传感技术相结合,开发出一套仅需监测进出口温差和压差的创新方案。他们发现,泵体内机械能转化为热能的过程会导致流体温度微升,这种看似微不足道的温度
来源:Measurement: Sensors
时间:2025-07-20
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基于蚀刻光纤布拉格光栅技术的聚电解质多层膜亚纳米级吸附与解吸过程研究
在纳米技术领域,聚电解质多层膜(PEM)的精确构建一直是科学家们面临的挑战。这种通过层层自组装(LbL)技术制备的薄膜,在生物传感、药物递送和功能涂层等领域具有广泛应用前景。然而,传统表征技术如椭圆偏振仪和原子力显微镜(AFM)存在明显局限——要么只能检测干燥状态下的薄膜,要么分辨率不足难以捕捉初始阶段的纳米级变化。更关键的是,现有技术难以实时监测弱聚电解质在溶液环境中的动态行为,而这正是理解薄膜生长机制的核心。针对这一技术瓶颈,来自印度理工学院等机构的研究团队创新性地将蚀刻光纤布拉格光栅(EFBG)技术引入PEM研究领域。他们通过监测布拉格波长偏移,实现了对聚(烯丙胺盐酸盐)(PAH)/聚(
来源:Communications Chemistry
时间:2025-07-20
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基于多变量因果分析与证据推理规则的化工过程报警系统设计方法
在现代化工生产中,数以千计的传感器实时监控着反应釜温度、管道压力等关键参数,这些数据如同神经信号般交织成复杂的网络。然而,当某个反应单元出现异常时,传统单变量报警系统往往会触发"报警海啸"——操作员面前瞬间弹出上百条警报,犹如在暴风雨中同时听到所有乐器的走调声。这种报警泛滥(alarm flooding)现象不仅让工程师难以辨别真正的故障源,更可能延误关键处置时机,成为化工安全领域的"阿喀琉斯之踵"。针对这一挑战,浙江某高校智能传感与工业系统优化控制重点实验室的研究团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表创新成果。他们巧妙地将
来源:Journal of Industrial and Engineering Chemistry
时间:2025-07-20
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基于UHPLC-HRMS和新型手性衍生化技术的人唾液DL-硫醇动态分析揭示吸烟者氧化应激特征
吸烟作为全球公共卫生难题,每年导致约60万人死亡,其产生的活性氧簇(ROS)会破坏机体氧化还原平衡。虽然已知硫醇类化合物如谷胱甘肽(GSH)在抗氧化防御中起关键作用,但关于吸烟后手性硫醇动态变化的研究仍是空白。更棘手的是,传统色谱技术难以实现D/L型硫醇异构体的高效分离,而现有衍生化试剂又存在灵敏度不足或成本高昂等问题。这些技术瓶颈严重阻碍了通过唾液生物标志物监测吸烟相关氧化应激的进展。针对这一系列挑战,吉林大学的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表创新成果。他们自主研发了(R)-(5-(3-异硫氰酸吡咯烷-1-基)-5-氧戊基)三苯基膦(NCS-OTPP)
来源:Journal of Chromatography A
时间:2025-07-20
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基于气相色谱与质谱联用技术的人体血液中持久性及非持久性有机污染物同步检测方法优化与应用
在环境污染与健康风险研究领域,持久性有机污染物(POPs)因其长期残留性、生物蓄积性和毒性备受关注。从早期"肮脏 dozen"到如今26类化合物清单,包括有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)等,这些物质通过食物链进入人体,与癌症、内分泌紊乱等疾病密切相关。然而传统生物监测方法面临两大困境:一方面需要≥1 mL血液样本,给大规模人群研究带来伦理与实操挑战;另一方面现有技术多依赖多重萃取(LLE/SPE)结合硫酸净化等步骤,不仅耗时耗力,还可能导致4,4’-DDT和BDE-209等关键化合物降解。针对这些瓶颈,西班牙科学研究委员会(CSIC)的Carolina M
来源:Journal of Chromatography A
时间:2025-07-20
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豇豆病毒多重RT-PCR检测技术的建立及其在流行病学研究中的应用
豇豆病毒病的精准诊断是实施有效防控的关键。研究者创新性地建立了多重逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)检测体系,可一次性揪出潜伏在豇豆中的三大"通缉犯":豇豆重花叶病毒(CPSMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)和豇豆轻斑驳病毒(CPMMV)。该技术就像精准的分子探针,能分别扩增出890bp、300bp和500bp的特征条带。通过概率单位分析显示,即便病毒稀释到10−2浓度,该技术仍有95%的把握将其"缉拿归案"。单重RT-PCR验证实验证实了多重检测体系的可靠性,就像给结果上了"双保险"。田间调查发现,CMV和CPSMV是豇豆田间的"常客",而CPMMV则意外"缺席"。值得注意的是,近四分之一的样
来源:Australasian Plant Pathology
时间:2025-07-20
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高速铁路与传统铁路调度中人为错误的类型与成因差异:自动化技术的潜在影响
随着中国高铁网络跃居世界第一(2024年达4.7万公里),调度安全面临全新挑战。传统铁路(CR)调度员像"手工匠人"般直接操控信号与路线,而高铁(HSR)调度员则变身为"系统监控者",面对的是全球最先进的集中调度控制(CTC)系统。这种自动化转型虽然提升了效率,却暗藏玄机——当系统突然"罢工"时,长期依赖自动化的人类操作者可能像突然被夺走拐杖的登山者,面临"脱环不熟悉(OOTLUF)"的窘境。为破解这一难题,来自中国国家铁路集团的研究团队开展了一项开创性研究。他们像"安全侦探"般梳理了8522条调度错误记录(HSR 2550条,CR 5972条),首次系统比较了两类铁路调度中人为错误的差异模式
来源:International Journal of Industrial Ergonomics
时间:2025-07-20
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基于社会经济视角的直接空气捕集技术研究热点与挑战:一项系统性文献综述
随着大气中CO2浓度持续攀升,全球气候治理面临严峻挑战。传统减排措施已无法逆转碳排放增长趋势,而《IPCC第六次评估报告》明确指出:要实现1.5°C温控目标,本世纪末需通过直接空气捕集(Direct Air Capture, DAC)等技术实现每年50-400亿吨CO2的负排放。然而当前全球仅27个小型DAC示范项目,年捕集量不足10万吨,与战略需求存在三个数量级差距。这种"技术理想与现实困境"的矛盾,亟需从社会经济维度破解。北京理工大学能源与环境政策研究中心的研究团队在《International Journal of Greenhouse Gas Control》发表重要综述,通过知识整合
来源:International Journal of Greenhouse Gas Control
时间:2025-07-20
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基于深度学习与机器学习的鼻旁窦分析技术:法医人类学应用进展与挑战
在法医实践中,当指纹、牙科记录或DNA分析等传统方法失效时,如何准确识别个体身份成为重大挑战。鼻旁窦——这些隐藏在颅骨深处的气腔结构,因其独特的解剖特征和抗变形性,逐渐成为法医人类学的研究热点。然而,传统的手动测量方法效率低下,且高度依赖专家经验,难以满足大规模鉴定的需求。研究人员通过系统分析近年15项关键研究,构建了首个全面评估深度学习(DL)和机器学习(ML)技术在鼻旁窦分析中应用的框架。研究发现,锥形束CT(CBCT)和计算机断层扫描(CT)等成像技术为鼻旁窦的数字化分析提供了高分辨率三维数据。在分割任务中,3D U-Net模型对异常鼻旁窦的mIoU达到71.6%,而改进的DeepMed
来源:Intelligent Systems with Applications
时间:2025-07-20
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基于SWIR高光谱成像与UHPLC-Q-TOF/MS联用结合优化机器学习的太子参无损鉴别技术
咖啡作为全球第二大贸易商品,其品质与土壤健康密切相关。然而,中国云南纵向岭谷地区因单一基肥施用导致土壤养分流失、咖啡渣废弃污染等问题,严重制约咖啡产业可持续发展。针对这一挑战,四川农业大学的研究团队通过为期两年的田间试验,创新性地结合分段施肥(FR)与咖啡壳有机肥替代(0.7FR+O)策略,系统评估了其对土壤微环境、咖啡产量及风味的影响,研究成果发表于《Industrial Crops and Products》。研究采用多学科交叉技术:1)土壤微环境分析(SNCI指数、微生物计数及脲酶/磷酸酶活性检测);2)咖啡豆营养品质测定(凯氏定氮法、紫外分光光度法);3)HS-SPME/GC-MS挥发
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-07-20
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基于发病率的按人头付费调整:英格兰初级医疗按需分配工作量的创新公式研究
在医疗资源分配的世界性难题中,英格兰的全科诊所(General Practice)长期面临着一个尴尬局面:现行的Carr-Hill公式仍沿用20年前的数据,仅依赖基础人口统计指标,既未纳入患者实际发病率,也无法精准识别高需求群体。这导致贫困地区诊所常陷入"资源少、患者需求高"的恶性循环。随着英国10年医疗计划提出改革需求,一项基于真实世界大数据的创新研究应运而生。曼彻斯特大学(University of Manchester)的研究团队利用临床实践研究数据链(CPRD)中1,397家诊所、1,267万患者的全维度数据,首次将初级/二级医疗诊断记录(包括QOF 20种慢病、ICD-10 152种
来源:Health Policy
时间:2025-07-20
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微流控芯片技术揭示微生物强化采油(MEOR)动态机制:基于三相分流理论与波曲线法的创新研究
在能源开发与碳中和的双重挑战下,CO2驱油技术面临气体流动性高、波及效率低的瓶颈问题。气体窜流、地层非均质性和重力超覆效应严重制约着CO2在提高原油采收率(EOR)和地质封存中的应用。泡沫技术通过将气体流动性降低104量级,为解决这一难题提供了新思路,但其与原油的复杂相互作用机制长期缺乏理论突破。阿联酋大学(UAE University)联合墨西哥国家科学技术委员会(CONACYT)的研究团队,创新性地将三相分流理论(fractional-flow theory)与波曲线法(Wave-Curve Method, WCM)相结合,首次系统阐明了泡沫驱油在多孔介质中的动力学机制。研究采用理论建模与
来源:Geoenergy Science and Engineering
时间:2025-07-20
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利用响应面方法优化海藻酸钠在碳捕获与储存技术中的应用
摘要首次将三相分数流理论与波曲线方法相结合,以更好地理解泡沫在多孔介质中与油共存的位移机制,同时使用了一个广泛应用的泡沫模型。分数流理论表明,由泡沫形成的油藏中的油饱和度永远不会超过稳定泡沫的上限——即“泡沫破坏饱和度”(fmoil)(超过该饱和度的泡沫会失效);详见(Tang等人,2019c)和下面的第3.4节。这一限制为形成显著的油藏提供了一个标准:对于所使用的表面活性剂配方,“泡沫破坏饱和度”必须远高于初始油饱和度。我们确定了控制泡沫和油藏传播的关键因素:泡沫破坏饱和度、泡沫质量、泡沫注入时的状态以及注入和初始状态下的泡沫强度。这些因素的机制通过气体质量平衡得以揭示:任何能够增加注入气体
来源:Geoenergy Science and Engineering
时间:2025-07-20
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TVN空间无内迭代求解UVN闪蒸问题新方法
在化工过程模拟和能源领域,多组分混合物的相平衡计算至关重要。传统方法通常在压力-温度-摩尔数(PTN)条件下进行闪蒸计算,但对于封闭系统动态模拟、能量平衡计算等场景,需要处理内能(U)、体积(V)和摩尔数(N)指定的UVN闪蒸问题。这类问题在CO2地质封存、储罐动态模拟等非等温过程中尤为常见。然而,UVN闪蒸计算长期面临计算效率瓶颈。现有主流方法,如Michelsen提出的Q函数法和Castier的直接熵最大化法,都需要在计算过程中嵌套牛顿迭代来求解满足给定U、V、N条件的温度T。这个"内迭代"过程计算代价高昂,尤其在使用复杂状态方程时,成为制约大规模工业应用的瓶颈。例如在油藏模拟中,数百万次
来源:Fluid Phase Equilibria
时间:2025-07-20