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AFM纳米压痕的粘弹性解析:预测软生物材料纳米级刚度的新方法
在组织工程和再生医学领域,生物材料的力学特性如同指挥细胞行为的"隐形手",微妙的结构刚度变化足以决定细胞的生死存亡。然而传统宏观力学测试技术(如流变仪)在捕捉软材料(水凝胶、聚合物、生物组织)局部力学异质性时显得力不从心,就像用天文望远镜观察细胞般难以兼顾分辨率与真实性。原子力显微镜(AFM)纳米压痕技术虽能实现微纳尺度刚度映射,但沿用百年的Hertz接触模型将活体组织简化为纯弹性体的假设,恰似用标尺测量流动的河水——忽略了生物系统与生俱来的粘弹性本质。为解决这一难题,来自意大利天主教圣心大学的研究团队在《Polymer Testing》发表创新性研究,通过建立粘弹性本构模型重新解读AFM纳米
来源:Polymer Testing
时间:2025-11-02
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基于特征图矩阵与标签增强的缺失标签模糊邻域特征选择方法
Highlight(1) 为挖掘样本间非线性关系,引入高斯核函数将原始样本映射到高维特征空间,并建立模糊邻域相似关系以刻画特征的非线性变换。设计样本间模糊邻域相似矩阵,获得样本的模糊邻域粒度。(2) 采用F-范数约束损失函数,利用热核构建特征图矩阵以保持特征间局部相关性。通过希尔伯特-施密特独立性准则(HSIC)量化特征与标签的依赖关系。结合特征图矩阵、模糊邻域相似矩阵和标签相关矩阵,建立回归目标函数。(3) 通过模糊支持向量机(FSVM)的隶属度函数和样本的k近邻密度(KND)将逻辑标签转化为连续标签分布,分析标签重要性。最终利用模糊邻域互信息(FNMI)评估候选特征相关性,选取最优特征子集
来源:Patient Education and Counseling
时间:2025-11-02
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基于电子纸幅度调制的低功耗数字全息成像技术研究
Highlight工作原理当物体暴露于相干场 F(x,y) 时,部分场被吸收,其余部分发生散射;从物体散射的场 obj(x,y) 携带物体信息,可表示为包含振幅和相位部分的复函数:obj(x,y) = |obj(x,y)|·e−iφ(x,y),其中 |obj(x,y)| 和 φ(x,y) 分别代表振幅和相位部分。该场相对于...操作流程如前一节所述,重建复杂物体需要通过调制参考光束的强度来记录两幅干涉图。第一幅干涉图(I1)在电子纸处于关闭状态(屏幕显示黑色,吸收大部分入射光)时记录。第二幅干涉图(I2)在将电子纸切换至开启状态(屏幕显示白色,反射最大光量)后获取,同时...反射物体在图3所示
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-11-02
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基于多界面三维折射失真校正的全眼球光学相干断层扫描重建技术及其在眼科精准医疗中的应用
Highlight本研究亮点在于首次实现了基于多界面三维折射失真校正的全眼球光学相干断层扫描(OCT)重建。通过整合边界提取、WNNM修复、曲面拟合与光线追迹技术,显著提升了角膜、晶状体等关键结构的几何精度,为眼科精准诊断与手术导航提供了新范式。Section snippetsExperimental system采用自主开发的扫频源光学相干断层扫描(SS-OCT)系统进行数据采集(图1)。系统使用200kHz扫描速率的MEMS-VCSEL激光光源(中心波长1300nm),轴向分辨率达7.5μm。样本臂光线经准直后由二维振镜扫描,最终通过光谱仪与平衡探测器实现干涉信号采集。Phantom为验证
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-11-02
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聚焦引导的结构光轮廓测量术:实现大景深微观三维重建的创新方法
在精密制造、生物医学和材料科学等领域,对微观物体进行高精度的三维形貌测量至关重要。结构光轮廓测量(Structured Light Profilometry, SLP)作为一种非接触、全场测量技术,因其高精度和相对简单的硬件配置而备受青睐。然而,当SLP技术应用于微观尺度时,其光学系统(通常需要大数值孔径(Numerical Aperture, NA)和短工作距离)导致一个固有的缺陷——极窄的景深(Depth of Field, DOF)。这意味着,对于表面具有较大高度起伏的物体,只有一小部分区域能清晰成像并实现精确重建,其余部分则因离焦而变得模糊,测量精度急剧下降,极大地限制了SLP在微观测
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-11-02
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基于穆勒矩阵和分解偏振熵的水下图像背景选择与清晰化方法
Highlight本研究的亮点在于首次将穆勒矩阵和分解技术应用于水下偏振成像,通过偏振熵实现背景区域智能识别,突破传统方法依赖人工选择的局限。退偏指数的引入为透射率图计算提供新思路,显著提升复杂环境下目标重构的准确性。Section snippets传统水下成像模型根据经典水下偏振成像模型,相机接收的光信号I(x,y)由目标反射光与背景散射光组成。未受散射粒子衰减的目标反射光L(x,y)即待复原图像,依据Jaffe-McGlamery模型可表示为:L(x,y) = [I(x,y) - A∞(1-t(x,y))] / t(x,y)其中(x,y)为像素坐标,A∞代表无穷远处背景光强,t(x,y)为
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-11-02
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基于强化学习的波分复用系统波长相关功率控制方法研究
章节精选EDFA中的波长相关增益为应对EDFA的波长相关增益问题,波分复用(WDM)系统最初引入了增益平坦滤波器(GFF)。因此EDFA在静态业务条件下表现良好。然而,当放大器偏离其工作点时,多种因素会影响其性能:(i)物理特性,例如铒浓度或制造相关的插入损耗容差;(ii)组件老化,例如光缆损耗随时间增加。强化学习通道均衡强化学习(RL)算法通过智能体与环境实体的交互学习来有效解决问题。图2展示了两者间的通信过程。在每个时间步,智能体接收环境观测值st,获知当前环境状态。基于当前状态,智能体采取动作at。结果,在下一个时间步,智能体将接收到新状态st+1以及对应奖励rt+1。实验设置实验WDM
来源:Optical Fiber Technology
时间:2025-11-02
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基于布里渊光时域反射技术的露天矿回填边坡实时应力监测研究
研究亮点BOTDR传感机制BOTDR技术基于光纤中的自发布里渊散射效应( Brillouin scattering)。布里渊散射的起源与传播介质的热力学量(如温度和密度)密切相关,使得这一自发过程高度依赖于环境参数(如温度和应变)。自发布里渊散射过程的强度受外部条件影响,通过分析散射光频率偏移可实现应力变化的精准捕获。研究区域背景研究区域位于山西省晋中市昔阳县安顺三都煤业的露天煤矿回填边坡(东经113°38′54″-113°42′06″,北纬37°27′22″-37°30′11″)。图2展示了研究区的具体位置,其中红线标记为光缆埋设区域。该边坡的地质条件与降雨敏感性为应力监测提供了典型实验场景
来源:Optical Fiber Technology
时间:2025-11-02
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基于不可压缩与可压缩方法的水翼瞬态片状/云状空化流动数值模拟研究
Section snippetsNumerical method采用有限体积法(finite volume method)对非定常空化现象进行数值研究。在控制体内,牛顿流体(如水和蒸汽)的连续性方程和动量方程可表示为:∂ρ/∂t + ∇·(ρV⃗) = 0∂(ρV⃗)/∂t + V⃗·∇(ρV⃗) = -∇p + ∇·τ̿ + F⃗_b'本工作中,空化被假设为水和蒸汽的均质混合物……Results and discussion通过积分整个流场中的蒸汽体积分数(αv),可以确定产生的气泡总体积(Vi 和 Vc,下标 i 和 c 分别代表不可压缩和可压缩方法)。这是理解云状空化流动特征的关键指标。
来源:Ocean Engineering
时间:2025-11-02
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分数阶非饱和横观各向异性土中浮式管桩扭转动力学分析:新型虚拟土桩法的创新应用
Highlight数学模型框架本研究建立了分析浮式管桩在分数阶黏弹性非饱和横观各向异性土体中扭转行为的数学模型。如图1所示,该系统由外半径r1、内半径r2和埋深Hp的空心圆柱桩组成,桩顶承受扭转谐波激励T(t) = T0eiωt。桩体与两个独立土域相互作用:外部环形土域(r ≥ r1)和内部土塞域(r ≤ r2),两者均表现出横观各向异性特征,并通过Riemann-Liouville分数阶导数描述其黏弹性记忆效应。控制方程耦合了三相非饱和多孔介质的固-液-气相互作用,同时考虑了内外土域独立的各向异性张量。外部土体动力学解析求解通过系统整合方程(1b)、(1c)定义的本构关系与方程(1a),扭转
来源:Ocean Engineering
时间:2025-11-02
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快速无条件扩散模型在加速MRI重建中的创新应用:FDMR框架实现高质量图像重建与4-10倍速度提升
Section snippetsDeep learning for accelerated MR imaging传统方法基于压缩感知(Compressed Sensing)并利用稀疏性(sparsity)、低秩性(low-rankness)和字典学习(dictionary learning)等先验进行欠采样重建。然而,计算机视觉的进步使深度学习方法成为处理欠采样重建任务的主流。与传统方法需要手动设计基于先验的约束不同,深度学习方法利用广泛的训练数据来学习MRI图像的内在特征。MRI reconstructionMRI采集可表述为:y = MFx + n,其中M代表用于采集k-空间数据的欠采样掩
来源:Magnetic Resonance Imaging
时间:2025-11-02
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跨模态语义对齐的解耦表征学习:提升音视频语音识别的鲁棒性新方法
2亮点本研究通过解耦表征学习框架有效应对音视频语音识别(AVSR)系统的核心挑战,在噪声环境和跨说话人场景下实现显著性能提升。2音视频语音识别单模态语音识别研究历史悠久,主要包括音频自动语音识别(ASR)和视觉语音识别(VSR)。VSR(即唇读)旨在将面部语音区域(如唇部运动)的视觉动态转化为对应文本,这对AVSR具有重要意义,因为视觉信号不受声学噪声干扰。2提出方法本节介绍基于解耦表征学习的增强型AVSR框架。该框架通过模态不变和说话人不变的语义表征学习,提取对鲁棒AVSR至关重要的精细化语言信息。图2展示了整体框架,包含四个关键组件:模态特定特征提取、解耦表征学习、跨模态语义融合以及基于注
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-11-02
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RecMamba:基于重建增强的双路径Mamba模型在时间序列预测中的创新应用
亮点•提出新型Mamba双路径架构,通过独立任务分支联合建模重建与预测,实现多时间尺度的互补特征提取•引入动态损失调整机制,自适应平衡重建与预测任务的学习权重•在八个多元时间序列预测(MTSF)基准测试中验证卓越性能,尤其擅长长周期预测相关研究随着深度学习(Deep Learning)的快速发展,多元时间序列预测(MTSF)取得显著进展。如图2所示,现有模型可分为两类:仅关注预测的模型(第2.2节,如RNN、Transformer、Mamba等架构差异)和重建增强模型(第2.3节,训练策略分为两阶段和端到端)。这一分类反映了从单一任务向多任务协同学习的范式转变。背景本节提供框架所需基础:首先形
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-11-02
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基于Ricci流的广义相对论随机量化方法
摘要 我们采用了一种新的方法来定义随机量化(SQ),这一概念最初由Parisi和Wu提出,用于描述产生爱因斯坦方程的作用泛函。基于Ricci流方程与Rumpf提出的SQ Langevin方程之间的功能相似性,我们提出了一种新的方法。该方法的特点是引入了乘性噪声和随机时间,在平衡极限下,这种随机时间会收敛到类空结构的适当时间,在该状态下各种量的平均值保持恒定。初始方程组使用Arnowitt–Deser–Misner(ADM)变量及其共轭哈密顿动量来表示。这种选择对于理解新推导出的方程至关重要,因为它揭示了经典理论中微分同胚不变性的破
来源:FORTSCHRITTE DER PHYSIK-PROGRESS OF PHYSICS
时间:2025-11-02
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核电站潜热储热系统集成方法对储能效率影响的创新研究
当前趋势综述为论证LHTES的能效,需明确动力设备的系统与参数运行条件。目前已有大量核电站动力单元与LHTES的结合方案问世。混合系统备受关注。此类系统通常包含动力单元、未利用能量储存系统以及可再生能源(如太阳能电站)。太阳能与传统燃煤电站的集成...LHTES能效评估方法基于相变材料的热能储存系统能效评估方法,植根于成熟的热力发电厂循环热力学分析,并针对其在核电站内的运行条件进行了适配。带LHTES装置的系统能效可评估为:ηLHTES = Eadd / Qcharge此处,Eadd 代表在...条件下产生的额外发电量。初始条件为确定效率指标,研究考虑了LHTES在配备VVER-1000反应堆
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-11-02
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螯合剂EDTA-Na4加速海水电解析氢并抑制金属氢氧化物沉积的创新策略
亮点螯合剂抑制Mg2+和Ca2+沉积以铂修饰泡沫镍(Pt@NF)作为析氢反应(HER)电极的研究发现,添加EDTA-Na4可显著提升海水电解稳定性。如图1a-b所示,在含EDTA-Na4的海水中以30 mA cm−2连续测试120小时后,Pt@NF电极的析氢过电位无明显变化,且电极表面未观察到沉积物。相反,普通海水电解仅10小时即出现明显氢氧化镁/钙沉积层(图1c-d),导致活性位点阻塞和过电位飙升。结论本研究证实通过添加螯合剂EDTA-Na4可有效解决海水电解阴极金属氢氧化物沉积问题,并显著加速析氢反应速率。其机制在于:EDTA-Na4螯合阳离子破坏界面水分子氢键网络结构,降低水分解能垒;同
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-11-02
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氢能驱动绿色炼铁新路径:技术模拟与全生命周期评估揭示减排潜力与能源挑战
钢铁行业是全球碳排放的“大户”,贡献了约7%的温室气体排放。传统的长流程高炉-转炉(BF-BOF)工艺碳排放强度高达1.6–2.2 tCO2-eq/tsteel,而即便采用碳捕获与封存(CCS)技术改造,其减排潜力仍难以满足2050年净零排放目标。当前,以天然气为基础的直接还原铁(NG-DRI)技术虽已成熟,但其依赖化石燃料的本质限制了深度脱碳空间。因此,转向以绿氢(green hydrogen)为还原剂的全新工艺路线,成为钢铁工业绿色转型的重要突破口。在此背景下,由A. Skaf、L. Tiruta-Barna和A. Ahmadi组成的研究团队在《Journal of Cleaner Pro
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-11-02
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糠醛与5-羟甲基糠醛电化学二聚制备航空燃料前驱体:机理优化与路径创新
亮点材料糠醛(FF, 99%)来自TCI公司,作为电化学二聚研究的模型生物质醛类。糠醇(FA, 99%)、5-羟甲基糠醛(HMF, 95%)、2,5-二甲基呋喃(DMF, 99%)和5-甲基糠醇(MFA, 98%)购自阿拉丁公司,用作机理验证和选择性分析的参照物。重水(D2O, ≥99.9%)作为核磁共振(NMR)分析的溶剂。硝酸镍六水合物等金属盐用于电极修饰。糠醛的电化学二聚现有研究多聚焦于将FF电还原生成糠醇(FA),但FF的醛基特性使其在电化学条件下可发生羟醛缩合,生成碳链翻倍的C-C二聚体氢呋喃偶姻(HF)。这种"碳链倍增魔法"使HF成为航空煤油前体的潜力分子。通过系统优化发现,Pb/
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-11-02
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基于μ-CT的犬科动物牙骨质面积百分比分析:一种用于考古犬狼遗存死亡年龄估算的新方法
在漫长的人类历史中,犬(Canis familiaris)与狼(Canis lupus)始终与人类社会发展紧密交织。考古记录表明,犬曾扮演狩猎伙伴、守护者、驮畜乃至食物来源等多重角色,而狼与人类则存在竞争猎物、威胁牲畜等复杂互动。准确重建这些关系的演变过程,亟需对考古遗存中犬科动物的死亡年龄进行可靠估算。然而,现有年龄鉴定方法存在明显局限:骨骼融合鉴定仅适用于幼年个体,牙齿磨损分析易受饮食与环境因素干扰,而最准确的牙骨质年轮计数法需对牙齿进行破坏性切片,对珍贵考古标本不可行。为突破这一技术瓶颈,研究团队创新性地将X射线微计算机断层扫描(micro-computed tomography, μ-
来源:Journal of Archaeological Science
时间:2025-11-02
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进一步评估固定杠杆方法在功能性沟通训练后促进时间安排优化的效果
本研究探讨了在功能性沟通训练(FCT)过程中,使用固定-稀疏(Fixed-Lean, FL)计划安排进行强化计划调整的有效性。功能性沟通训练是一种广泛应用于处理由社会性后果维持的问题行为的干预手段,尤其适用于那些通过获得物品或注意力而强化行为的个体。在FCT实施后,通常需要进行强化计划调整(schedule thinning)以减少功能性沟通反应(FCR)的频率,并防止问题行为的复发。在传统方法中,通常采用渐进式调整(Dense-to-Lean, DTL)的方式,即逐步增加非强化时段(SΔ)的时长,以实现最终的稀疏计划安排(如60秒/240秒)。然而,这种渐进式调整过程可能较为耗时,且需要多个
来源:Behavioral Interventions
时间:2025-11-02