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  • 自动驾驶电动汽车安全纵向控制与车网互动能量管理的分层深度强化学习与模型预测控制框架

    摘要当前自动驾驶电动汽车(AEV)控制方法将纵向运动和能量管理视为解耦的问题:基于规则的控制器(RBC)缺乏对动态定价的适应能力,而纯深度强化学习(DRL)方法无法保证生产部署所需的硬性安全约束。本文提出了一种分层框架,同时解决了这两项局限性,将纵向控制和车网互动(V2G)功率调度统一在单一架构中。在上层,一个软演员-评论家深度强化学习(SAC-DRL)智能体学习牵引指令和V2G调度的联合策略,由多组分奖励引导,平衡安全性、舒适性、能源效率和电网收益。在下层,一个模型预测控制器(MPC)以10 Hz的频率强制执行硬性物理和安全约束,为所学习的SAC策略(一个没有内置物理约束概念的神经网络)提供

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 利用机器学习加速碳基吸附剂的CO2吸附建模

    摘要气候变化由多种因素驱动,但主要驱动因素之一是大气中二氧化碳浓度的迅速增加。这使得开发高效的碳捕集技术成为必要。通过多孔碳基材料的CO2吸附已成为一种创新解决方案,因其低成本和高效。在现有的多孔碳基材料中,碳基整体材料是一类复杂的材料,被广泛用于碳捕集。在这项工作中,我们使用了八种不同的机器学习模型,基于从同行评审已发表文献中收集的2215个数据点的数据集,来预测碳基整体材料的CO2吸附容量。在建模过程中,考虑了各种参数,如BET比表面积、温度、压力、微孔体积、介孔体积和元素组成。此外,还评估了均方根误差和决定系数等统计参数,以评估表现最佳的模型。在评估的模型中,梯度提升决策树模型优于其他模

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 生物增强型地聚物在耐酸下水道基础设施中的降解机理

    摘要污水基础设施在酸性环境中的长期劣化给水务管理机构带来了重大挑战,因为传统水泥基材料在接触生物源酸和工业酸时往往迅速降解。为此,本研究考察了以希瓦氏菌(Shewanella)进行增强的飞灰基地质聚合物混凝土(GPC)在受控硫酸(H?SO?)浸没条件下的耐久性,浸没浓度分别为0%、3%、5%和10%(体积比),持续时间为60天。研究采用了综合实验框架,包括pH监测、质量变化评估、毛细吸水试验、氯离子迁移分析、渗透性测量以及SEM/EDS、XRF、XRD和FTIR光谱表征,以系统分析材料的化学、矿物学和微观结构变化。结果表明,生物改性GPC在轻度至中度酸性环境下表现出持续改善的性能,这与其增强的

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • ALKBH家族基因表达与结直肠癌转移及临床特征相关

    摘要结直肠癌(CRC)是全球癌症相关疾病负担和死亡的主要原因之一。AlkB同源蛋白(ALKBH)家族成员是依赖于Fe(II)/α-酮戊二酸的双加氧酶,参与烷化损伤修复以及N?-甲基腺苷(m?A)等RNA修饰的调控。尽管已有报道称该家族基因在多种恶性肿瘤中存在异常表达,但ALKBH家族基因在结直肠癌中的具体作用尚未得到充分阐明。本研究系统分析了人类全部九个AlkB同源基因(ALKBH1–ALKBH8及FTO)在结直肠癌组织及其配对的癌旁正常组织中的表达谱。采用qPCR方法检测基因表达水平,并将其与临床病理参数(包括肿瘤分期、分级及转移状态)进行相关性分析。结果显示,与对照组织相比,多个ALKBH

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 单个剪接的催化结构域残基调控唾液腺功能中黏蛋白型O-糖基转移酶的活性

    人 GalNAc-T1 是一种黏蛋白型 O-糖基转移酶,参与调节免疫反应、细胞外基质形成以及唾液腺的发育与功能。然而,其底物及调控机制仍不清楚。本研究调查了果蝇(Drosophila melanogaster)中 GalNAc-T1 的直系同源蛋白 PGANT5 在唾液腺中的作用,并阐明了其 O-糖基化的机制。pgant5 功能缺失会导致分泌颗粒形态异常、改变黏蛋白的包装方式并扰乱分泌过程。pgant5 的剪接产生 pgant5A 和 pgant5B 两种异构体,其中 pgant5A 在唾液腺中的表达量更高。使用 pgant5A 进行拯救实验可在一定程度上恢复分泌颗粒的形态与分泌功能,而 pg

    来源:Communications Biology

    时间:2026-09-09

  • 面向水工混凝土结构热参数反演的代理模型驱动优化框架

    摘要热参数是水工混凝土结构数值热分析的关键输入。然而,在长期服役条件下,由于环境暴露、材料劣化和复杂运营荷载的影响,这些参数可能逐渐偏离其设计值,从而降低温度场模拟和结构安全评估的准确性。因此,高效、准确的热参数反演对于服役水工混凝土结构的可靠数值评估至关重要。针对传统瞬态传热问题反演方法计算效率低、反演精度有限的问题,本研究开发了一种改进的基于代理模型的反演优化方法。在所提出的框架中,采用多输出最小二乘支持向量回归(MLSSVR)构建代理模型,描述热参数与时空温度响应之间的非线性映射关系。然后,将融合了非线性收敛因子和自适应动态加权策略的改进灰狼优化器(IGWO)与代理模型耦合,以增强全局搜

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 集成频率网络:厚硬岩层条件下基于历史支撑阻力序列的液压支架工作阻力预测模型

    摘要鄂尔多斯盆地内广泛分布着厚砂岩顶板。在此条件下,矿山压力显现事件频发,影响了煤炭的安全高效生产。针对这一问题,本研究开发了集成频域网络(EFNet)用于液压支架工作阻力的短期预测。该模型为厚砂岩顶板下的矿山压力预警提供了辅助信息。EFNet采用双向门控循环单元提取时序特征,同时引入快速傅里叶变换(FFT)、短时傅里叶变换(STFT)和自相关分支从历史阻力序列中提取频域和时滞特征。数据集包含来自六台代表性液压支架的14,106条阻力记录,采样间隔为5分钟。采用60分钟的历史阻力序列预测未来25分钟的工作阻力。EFNet的均方绝对误差为0.864 MPa,均方根误差为1.847 MPa,决定系

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 刺苹果提取物对人特定癌细胞系的选择性细胞毒性及金纳米颗粒增强的细胞毒性与其基因表达调节

    摘要Dendrocnide meyeniana是一种化学成分多样的植物,此前预测其具有抗癌潜力,但实验验证仍十分有限。本研究评估了D. meyeniana提取物(DE)及其生物合成金纳米颗粒制剂(DE-AuNPs)对人类癌细胞系的细胞毒性和分子效应。利用matK、rbcL和ITS DNA条形码确认了植物身份,并通过紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对DE-AuNPs进行了表征。在COLO201结直肠腺癌、HCC1806乳腺癌和A549肺癌细胞中评估了细胞毒性,并以HFL1成纤维细胞作为正常细胞模型。DE和DE-AuNPs对全部癌细胞系均

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 利用多酚大环化合物提升皮革鞣制效率与可持续性:一种仿生策略

    摘要本研究表明,仿生方法在合成具有高效皮革鞣制性能的大环多酚化合物方面行之有效,可用于更加可持续的皮革鞣制工艺。研究人员合成了一系列多羟基间苯三酚亚烷基和焦没食英亚烷基大环1–8,其CH桥接位上带有醇基和酚基(羟基脚基),采用了一种利用微波技术且最大限度减少溶剂废弃的可持续方法,从而缩短了反应时间。Micro-DSC、ATR-IR和SEM等分析技术证实,具有苯酚-邻苯二酚脚基的大环3–8表现出优异的鞣制性能,其中衍生物4的胶原变性温度达到85 °C,明显高于某些植物鞣料的变性温度。大量羟基(OH)的存在对于形成密集的氢键网络至关重要,由此带来的稳定化效果可与甚至超越传统植物鞣料。

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 混合动力电动汽车多源储能系统的鲁棒有限时间滑模控制及其实时验证

    摘要混合电动汽车(HEV)已成为减少温室气体排放和减轻传统内燃机车环境影响的有前景解决方案,同时克服了纯电动(EV)的续航里程限制。本研究提出了一种面向混合电动汽车的多源储能系统(MESS),该系统由质子交换膜燃料电池(PEMFC)、电池、超级电容器(SC)和光伏板(PV)组成。这些互补的能源通过连接到公共直流母线(DC-bus)的专用电力电子变换器集成,从而在动态工况下实现协调的功率输出。为确保稳定的直流母线电压调节和能源准确的电流跟踪,开发了一种有限时间滑模控制器(FTSMC)。本文采用欧洲行驶循环(EUDC)、城市底盘测功机行驶工况(UDDS)和世界统一轻型车测试程序(WLTP)行驶循环

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 锰矿石非等温氢还原动力学分析:实验研究与化学反应 - 扩散耦合建模

    摘要基于氢的锰矿还原为减少锰加工过程中的二氧化碳(CO2)排放提供了一条有前景的途径;然而,非等温条件下的动力学行为尚缺乏充分了解。本研究利用热重分析,在 100% H2气氛下,以 2.5 和 5 K min??1 的升温速率,从室温 293 K(20 °C)升温至 973 K(700 °C),研究了两种工业锰矿(Gloria 和赞比亚锰矿)的非等温氢还原行为。煅烧显著改变了矿石的微观结构,使 Gloria 的孔隙率从 1.6% 增加到 32.66%,赞比亚锰矿的孔隙率从 19.12% 增加到 28.07%。根据升温速率的不同,Gloria 锰矿的还原起始温度在 611 至 689 K 之间,

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 边缘感知的行人检测增强网络

    摘要在复杂场景中实现实时行人检测对于自动驾驶和视频监控至关重要。反复的降采样会导致行人边缘信息丢失,而基于通道的加权方法无法充分捕捉行人之间的空间关系。添加特征提取模块会增加计算开销并使边缘检测的实现变得更加复杂。为降低检测器的复杂度,人们采用了轻量级的检测头,但在拥挤或遮挡严重的场景中,这些检测头的判别能力可能会减弱。为了解决这些问题,本文提出了基于边缘感知的细节增强行人检测网络(YOLO-EADENet)。为了保留行人边缘信息,我们引入了全局边缘信息传输(GEIT)模块,该模块从浅层表征中提取多尺度边缘特征,并将其与主干网络特征融合。通过引入坐标注意力(CA)机制,我们利用方向性线索弥补了

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 褪黑素增强雌激素疗法以预防去势变性女性小鼠模型中的骨量丢失

    摘要接受睾丸切除术的跨性别女性个体面临早期骨量减少和骨质疏松的风险增加。在此,我们利用旨在模拟性别肯定激素治疗(GAHT)的睾丸切除加雌二醇(E2)小鼠模型,调查了褪黑素是否能增强雄激素剥夺后雌二醇介导的骨骼保护。通过微计算机断层扫描(micro-CT)和组织学评估骨架构。对富集的 LepR+ 骨髓基质细胞(MSCs)进行细胞活力和成骨矿化分析。与此同时,重新分析公开的单细胞 RNA 测序数据集,以表征骨髓基质群体中性类固醇激素和褪黑素受体的表达。睾丸切除导致骨量明显丢失,高剂量 E2 仅能部分挽救,但未能恢复 LepR+ MSC 池。单细胞分析鉴定出 LepR+ MSCs 为富集 Ar/Es

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 自发性蛛网膜下腔出血急诊手术护理风险管理的医疗失效模式与效应分析:一项随机对照试验

    摘要自发性蛛网膜下腔出血(sSAH)是一种严重的神经系统急症。本研究旨在评估基于医疗失效模式与影响分析(HFMEA)的护理风险管理是否能降低接受急诊手术的sSAH患者围手术期护理不良事件的发生率。本研究于2022年3月至2024年3月开展,采用1:1分配比度的平行组随机对照试验设计。采用计算机生成的随机数字表结合密封不透明信封法对患者进行随机分组。主要结局指标为围手术期护理不良事件的发生率(包括再出血、脑血管痉挛、颅内压增高、癫痫发作、肺部感染、压力性损伤、深静脉血栓、导管相关感染、跌倒/出床及用药错误的综合指标)。次要结局指标包括护理质量评分、患者及家属满意度、住院时间和30天死亡率。根据手

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 结合不确定性引导分割的自正则化集成胶囊网络用于多模态脑肿瘤分类

    摘要由于肿瘤外观异质性、对比度低以及影像模态中边界定位模糊,脑肿瘤检测仍是医学图像分析中的主要挑战。本研究提出了一种基于CT、MRI和Figshare数据的脑肿瘤检测、分割与分类的集成化系统。该方法整合了智能预处理中的自适应神经模糊对比度归一化(ANFCH),在增强对比度并使其定义清晰的同时,不损失关键结构信息。为实现更优的肿瘤轮廓划分,本文提出了不确定性感知的双注意力肿瘤分割网络(UADAT-Net),该网络将通道注意力、空间注意力与贝叶斯不确定性建模相结合,以提升鲁棒性和边界精度。随后,采用混合空间-频谱肿瘤表示学习(HSSTRL)获取分割后最能表征肿瘤形态与纹理的空间域和频率域的判别性特

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 巴基斯坦巴尔蒂斯坦地区灾害聚集与水电基础设施暴露度的空间评估

    摘要冰川融水补给山区的水电基础设施面临水文气象、地貌、冰冻圈及地震等多类相互作用灾害的威胁,然而将此类灾害与有据可查的基础设施中断相关联的电厂层面证据仍然有限。我们汇编了一份经实地验证、资产层面的数据集,涵盖巴基斯坦北部巴尔蒂斯坦地区46座水电站的情况,综合了行政维修或中断记录、经通胀调整后的维修支出,以及2010至2019年和2024至2025年基于地理信息系统(GIS)推导的相对灾害条件指标。该档案共包含150条维修或中断记录,其中46座电站中有25座在2010至2019年间经历了至少一次有记录的中断事件。山洪是最常被归类的灾害类型,其后依次为滑坡、大雪、落石、地震和冰川湖溃决洪水。有据可

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 基因型多样性提高了植物生长表现和土壤氮含量,同时改变了盐沼中宇宙实验中的细菌群落组成

    摘要物种多样性对生态系统生产力具有很强的预测作用,但种内多样性与生态系统功能之间的联系机制尚不明确。我们通过一项受控盐沼中宇宙实验,以盐沼基建物种Scirpus mariqueter为研究对象,发现遗传型多样性的增加显著提高了植物生长表现(地上生物量和总生物量)及繁殖产出(球茎数量、球茎生物量、花序和种子产量),同时增加了土壤氮含量,并对土壤有机碳产生了显著的整体效应。中等水平的遗传型多样性显著改变了细菌群落组成。尽管细菌群落的总体组装过程仍以随机过程为主导,但β最近分类单元指数(βNTI)分析表明,四遗传型混合组中确定性组装信号更强。值得注意的是,性状表达在四个遗传型水平表现为加性效应,而在

    来源:Communications Biology

    时间:2026-09-09

  • BOPPPS-PBL教学模式对华中地区药学本科生临床药物治疗学教学的影响:一项非随机对照研究

    摘要本研究主要探讨的问题为:与传统讲授式学习(LBL)模式相比,BOPPPS-PBL整合教学模式是否能带来更好的临床药物治疗学教学效果?本研究旨在探索桥梁引入、目标设定、前测、参与式学习、后测和总结(BOPPPS)与问题导向学习(PBL)相结合的模式在四年制药学本科生临床药物治疗学教育中的有效性。研究于2022—2023年在郑州大学开展了一项前瞻性非随机对照研究,纳入2019级和2020级共318名四年制本科生参与临床药物治疗学课程学习。实验组(2020级,n = 162)采用BOPPPS与PBL相结合的模式(BOPPPS-PBL),对照组(2019级,n = 156)采用传统讲授式学习(LB

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 利用支撑甜菜碱离子液体膜结合超声波辅助正向渗透工艺从富镁卤水中选择性分离锂

    摘要能源存储系统对锂(Li+)的全球需求日益增长,要求从复杂的富镁卤水中实现有效且选择性的提取。本研究探讨了在超声波辅助正渗透(FO)条件下,负载型离子液体膜(ILMs)的选择性、表征及性能优化,以实现从富镁卤水中选择性提取Li+。通过将甜菜碱基离子液体([Bet-butyl][PF6]、[Bet-hexyl][PF6]、[Bet-butyl][SCN]及[Bet-hexyl][SCN])与磷酸三丁酯(TBP)复合至聚偏氟乙烯(PVDF)膜中,制备了四种复合ILMs,并用聚氯乙烯(PVC)层进一步密封。通过XRD、FESEM和EDX分析对膜形貌、结晶性及稳定性进行了表征。含PF6阴离子的ILM

    来源:Scientific Reports

    时间:2026-09-09

  • 大鼠基于规则的类别学习期间前额叶-纹状体-海马网络的重构

    分类依赖于多个脑区,包括前额叶皮层、纹状体和海马。然而,这些脑区在类别学习过程中如何相互作用仍不清楚。我们记录了大鼠(n = 9,3只雌性)在学习基于规则的分类任务过程中,内侧前额叶皮层(mPFC)、背内侧纹状体(DMS)和背侧海马(dHPC)的活动。类别选择性在mPFC中较早出现。在DMS和dHPC中,类别选择性在学习后增加,并在大鼠做出决策前达到峰值。线性回归分析显示,所有脑区都包含具有刺激相关选择性、决策相关选择性和"混合选择性"的神经元。从局部场电位(LFP)中,Granger因果分析揭示了一种与学习相关的网络同步重构。DMS-mPFC的theta(4-10 Hz)因果关系在早期训练阶

    来源:Communications Biology

    时间:2026-09-09


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