基于全基因组关联分析的青年人群卧推1RM抗阻训练效果预测模型研究

目的:通过全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS)筛选卧推1RM抗阻训练效果相关遗传标记,联合表型指标构建卧推1RM抗阻训练效果预测模型,并采用生物信息学方法分析遗传标记的可能作用机制,以期为制定精准化的运动健身指导方案提供依据。方法:193名非规律运动成年人完成12周抗阻力量训练,训练干预前后测试卧推1RM、身体成分、肌肉厚度等表型指标。采集受试者DNA,利用Illumina Infinium CGA-24v1-0芯片进行全基因组基因型解析。应用PLINK1.9软件进行GWAS分析,并筛选卧推1RM训练效果相关单核苷酸多态性位点(single-nucleotide polymorphisms,SNPs)。采用平均值法计算权重后的基因组多基因得分(genomics polygenic scores,GPGS),采用K-mean方法对卧推1RM变化百分比进行聚类分析,采用前进法Logistic回归分析建立以基因组-表型指标为预测因子的卧推1RM训练效果综合预测模型,采用HaploReg v4.1、GTEx、KEGG对纳入模型的SNPs进行生物功能注释。结果:1)12周抗阻训练后,卧推1RM平均提高36.25%(P<0.01),个体差异变化范围为-31.25%~176.92%;2)GWAS显示35个SNPs与卧推1RM抗阻训练效果显著关联(P<1×10-6),7个SNPs被纳入基因组学回归模型,可解释训练效果个体差异的39.6%,其中rs79726572、rs112183859、rs77187527的解释度分别为13.7%、9%、8%;权重后的GPGS平均得分为3.12,变化范围为-3.93~27.21;3)联合GPGS与表型指标构建的综合模型,卧推初始值、BMI、右上肢肌肉质量、左躯干肌肉质量、GPGS得分被纳入综合模型(AUC为0.952,约登指数0.767,cut off值0.251);4)生物信息学分析表明,卧推1RM训练效果基因组预测模型中的7个SNPs所在基因或受调控基因功能与肌生成等相关;受调控的基因富集于Generic Transcription Pathway、Developmental Biology、Myogenesis等37条信号通路(P<0.01,FDR<0.01)。结论:首次基于GWAS筛选出rs79726572、rs112183859、rs77187527等7个与卧推1RM训练效果相关的遗传标记。建立的基因组-表型综合预测模型对卧推1RM训练效果具有较好的预测能力。卧推1RM训练效果相关的SNPs与骨骼肌生长发育生物过程相关,其中Myogenesis信号通路是值得注意的一条通路。

改进YOLOv7的城市小型无人机目标检测方法

针对“低小动”无人机的反制技术已成为低空空域安全防御的重要手段,然而实时检测与准确识别是实施有效反制的前提条件与关键基础。针对城市低空环境下,目标检测算法对不同背景下小尺度无人机目标检测精度低,容易出现漏检误检且易受外界因素干扰等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的“低小动”无人机目标检测方法。首先采集大量不同环境、不同背景下的无人机样本构建数据集,并采用ViBe(visual background extractor)算法进行预处理;其次引入坐标注意力机制与SPDConv(space-to-depth convolution)模块改进和优化YOLOv7的网络结构;最后提出融合ViBe和改进YOLOv7的二级检测架构,将改进后的YOLOv7作为网络模型检测经ViBe处理后的图像。依据原图与处理图像的位置大小关系,将检测出的目标坐标映射回归至原图片,从而完成目标检测提取。实验结果表明,所提目标检测方法检测精度达96.5%,较原YOLOv7方法提高了15.8个百分点,显著提升了“低小动”目标的检测精度,能够满足低空无人机的实时精准检测的需求。

城市低空小型无人机目标实时高精度检测算法

面向城市低空小型无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)乱飞引发的公共安全隐患,针对目前存在的动小目标检测精度低、实时性差等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的目标检测模型。该模型在主干网络中引入RepVGG轻量化网络,降低计算复杂度以满足实时性要求;提出C3m模块以解决无人机小目标在图像中占比小、特征信息有限等问题,从而改善检测精度;在此基础上,将CBAM卷积注意力机制插入到主干网络和特征融合网络之间,提高网络对多尺度无人机目标的敏感度,降低噪声影响。在自构建的城市低空无人机数据集上进行消融实验,结果表明改进后的YOLOv7模型与原始YOLOv7模型相比,参数量减少了6×10^(6),浮点运算量降低了77.9%,检测精度mAP@0.5提高至95.1%,检测速度FPS提高了43.7%,实现了对复杂场景下小型无人机目标的实时高精度检测。

基于相似日聚类和VMD-LTWDBO-BiLSTM的短期光伏功率预测

针对光伏发电功率波动性、间歇性和预测精度较低问题,提出一种基于改进蜣螂优化算法(LTWDBO)对变分模态分解(VMD)中惩罚系数和分解层数参数以及双向长短期记忆网络(BiLSTM)中关键性参数进行寻优的组合光伏发电功率预测模型。首先,采用斯皮尔曼相关系数选取主要因素作为K-means++相似日聚类的输入,将历史数据划分为不同天气的相似日样本;其次,将不同天气下的强相关性特征和光伏发电功率数据进行VMD分解,并对各子分量构建LTWDBO-BiLSTM预测模型;最后将预测值进行叠加重构得到最终预测结果。仿真结果表明,所提VMD-LTWDBO-BiLSTM组合模型相较于其它几组模型,在不同天气下的平均绝对误差均显著降低,验证了其在不同天气条件下仍具有较好的精度和鲁棒性。

“互联网+”新常态下高校智慧工会服务平台建设研究

近年来,伴随“互联网+”新常态下信息技术的飞速发展,高校教工对工会服务的内容与形式等方面提出新要求,智慧工会建设成为高校工会工作创新的主要途径之一。认为高校智慧工会建设有助加强工会组织建设,有助促进教工的民主参与和监督,有助工会更好地服务教工。基于新时代高校工会实际需求,设计在“互联网+”新常态下高校智慧工会服务平台建设框架,以期利用信息技术更好地促进高校工会发展。

热湿舒适性智能织物的研究进展

针对当前空调制冷与供暖中造成的能源消耗激增与实现“双碳”的全球目标之间出现巨大矛盾,实现由智能织物对人体自身热湿舒适性调节从而降低能耗成为亟需解决的问题。根据当前热湿舒适性智能织物的研究,概述了人体热湿舒适性调节原理;介绍了由高性能材料(如高红外线反射、高导热、高红外线透过材料)制备的热湿舒适性智能织物以及通过纤维或织物结构控制实现的智能织物(如保暖、吸湿快干、智能热湿调节织物)。分析了不同调节方式的智能织物制备方法及现阶段面临的困难和挑战;提出可制备新型热湿刺激响应纤维,通过纤维的低成本、大规模生产达到智能热湿调节织物的生产及广泛应用;展望了热湿舒适性智能织物在“双碳”背景下,推动智能服装发展的应用前景。

基于OBE理念的学生自主创新实验基地的建设与实践

以“学生为本、依托教学、夯实基础、突出创新、注重产出”为理念,以本科教学实验室、学院科研实验室和校企共建的产学实训实习基地为平台,基于建立的立体化实验教学体系、资源共享和开放服务的实验资源平台、分层式考核的安全教育保障体系为基础建设前提条件,通过多元化的实践创新活动平台、多举措的自主创新产出途径,建设基于OBE理念的学生自主创新实验基地,形成了特色鲜明的“科教协同、产教融合”实验育人模式,营造“在学习中创新、在创新中提高”的新型人才培养氛围,取得了一系列实验教学成果和学生创新创业典范,为学校的实验教学改革与专业建设提供实践经验。

高强度间歇运动改善定量负荷运动心率效果的全基因组关联分析及预测模型构建

目的:安静心率、运动中心率的增加以及运动后心率恢复是全因死亡率的预测因子,是运动健身中最常用的监控指标。本研究旨在分析高强度间歇运动(high intensity interval training,HIIT)改善定量负荷运动心率个体差异的表型和遗传因素,构建运动心率改善效果预测模型,为个体化运动健身方案的制定提供依据。方法:240名身体活动不足健康成年人完成12周HIIT,提取血液白细胞DNA进行全基因组解析,通过包括520多万个单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphisms,SNPs)的全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)筛选影响运动心率改善效果的遗传标记,构建运动心率改善效果分子标记预测模型;计算权重后的多基因预测评分(polygenic predictor score,PPS),联合表型和遗传指标通过线性逐步回归构建运动心率改善效果预测模型。结果:(1)12周HIIT后,定量负荷运动心率显著下降(P<0.05),但效果存在个体差异,27%的受试者未有效降低运动心率(ΔHR≥0);(2)表型指标中初始运动心率、性别和年龄是HIIT改善运动心率效果的预测因子,可解释24.5%的效果差异;(3)基于GWAS筛选出12个效果相关SNPs(P<1×10^(-5)),去除冗余,由其中10个SNPs构建的分子标记预测模型可解释训练效果差异的37.7%,单个SNP的解释度在1.2%~8.1%;PPS高于11.45分时,HIIT对运动心率降低完全无效(ΔHR≥0),当PPS低于-7.728分时,HIIT改善运动心率效果最好(ES<-0.8)。(4)联合表型和遗传指标构建的综合预测模型中,PPS、初始运动心率、性别和年龄是HIIT改善运动心率效果的预测因子,可在62.5%的程度上共同解释HIIT改善运动心率效果个体差异。结论:多基因预测评分、初始运动心率、性别和年龄可有效预测HIIT改善定量负荷运动心率效果个体差异。受试者的PPS高于11.45分时无训练效果,低于-7.728分时效果最佳。基于遗传和表型因素构建的运动心率改善效果预测模型将为制定效益最大化的个体化运动健身方案提供参考依据。

开放型学生自主创新实验基地建设探索——以湖北大学高分子材料成型加工自主创新实验室为例

文章分析了目前高校实验教学的现状,并以湖北大学高分子材料成型加工实验室为例,提出了大学生自主创新实验室基地的建设理念。结合自主创新实验基地的建设目标、建设内容、建设路径和建设成效四方面,对开放型学生自主创新实验基地建设进行了研究和探索,为高校的实验室建设、教学改革、人才培养等方面提供了实践指导。

高校实验室安全工作体系建设的研究和探索——以湖北大学为例

本研究基于党支部建立在科研团队上的党群工作经验,通过构建分级、分层的实验室安全管理责任体系,形成了实验室安全管理“党群联动”模式,通过开展多维度的实验室安全举措,完善了“党委抓党支部、党支部抓党小组、党小组联系团支部、团支部联系群众”的层层抓落实的实验室安全工作责任体系,增强了师生的实验安全责任意识、提高了事故防范和应急处理能力,保障了学院实验室安全。

柔性机械臂的研究现状和发展趋势

柔性臂的研究涉及仿生学、材料力学、机械结构设计与制造、智能感知与控制和人工智能等领域,是一门交叉融合性较高的研究学科。和刚性机械臂相比,柔性臂由软材料或超弹性材料制作而成,具有制造方式简单、人机交互安全、高功率密度比和无限自由度等特点,在复杂地形探险、医疗手术操作以及对目标的无损伤捕获等方面具有很大的应用潜力。由于柔性臂存在大变形、高度非线性以及刚度较低等问题,所以如何实现对柔性臂的精准数学建模、结构创新制造、灵巧操作以及输出力的有效提升是目前需要重点解决的问题。本文从柔性臂的仿生学机理、工艺制作方法、驱动方式、建模方法以及变刚度方式等方面对柔性臂的研究现状进行综述,最后对柔性臂的关键研究技术进行归纳、对发展趋势进行了预测。

NEB基因多态性与汉族成年人12周抗阻运动干预前后肌肉质量变化值的关联研究

目的:通过分析伴肌动蛋白(nebulin,NEB)基因多态性与12周抗阻运动干预后全身肌肉质量变化值的关联性,筛选NEB基因中可以作为预测抗阻运动干预引起的全身肌肉质量变化值个体差异的遗传分子标记。方法:共招募169名汉族大学生(男85人,女84人),年龄21.68±1.95岁,并在12周运动干预前后采用双能X线测试受试者的全身肌肉质量,抽取静脉血5ml,使用TIANGEN DNA提取试剂盒进行DNA提取;通过illumina CGA芯片技术完成基因分型;采用PLINK1.9、haploview4.1、SAS 9.3进行数据统计分析。基于HaploReg-v4.1在线分析工具,依据ENCODE TF数据库和GETxv6数据库验证阳性SNP的生物学功能。基于阳性SNP构建遗传预测分数模型(genetic predisposition scores,GPS),并采用逐步回归分析方式计算出GPS的解释度。结果:(1)NEB基因的3个SNP(rs2288200、rs7597735、rs73967578)与全身肌肉质量变化值存在关联(P<0.05)。(2)生物学分析发现,3个SNP可影响多个转录因子结合及基因表达,其中rs2288200影响GCNF、HDAC2_disc5、Irf_known3、Irf_known9、STAT_disc3与该区域DNA的结合;rs7597735影响Gfi1、HNF4、Mef2与该区域DNA结合,且该位点影响RIF1基因在13种组织中的表达;rs73967578影响转录调节因子DMRT2、PHA-4/FoxA、Foxd3、Mef2、Pou2f2、Pou3f2与该区域DNA的结合。(3)基于3个SNP构建GPS评分模型,经逐步回归发现GPS评分的R2值为0.0308(P=0.0020),GPS评分大于24.1的受试者肌肉质量变化值显著高于评分低于24.1的受试者(P=0.0050)。结论:NEB基因rs2288200、rs7597735、rs73967578多态性位点可以作为汉族成年人抗阻运动干预后全身肌肉质量变化值的遗传分子标记,基于NEB基因的3个SNP建立的GPS可以解释全身肌肉质量变化值个体差异的3.08%。

一流专业建设背景下教学全过程习惯培养能力提升研究——以《工程制图》课程为例

一流专业建设衔接着高校的高质量发展和高级专门人才培养。材料类人才培养效果的评定不应仅是知识技能的获取,更应该聚焦在受教育者思维行为习惯和解决问题能力的趋优向强。课程是人才培养的核心载体,本文以面向材料类专业《工程制图》课程为例,阐述可以培养那些习惯,怎样切入培养这些习惯;可以培养那些能力,如何提升这些能力。本文研究内容可为其它课程或专业教学改革提供参考借鉴。

微电子机械系统的力学特性与尺度效应

针对微电子机械系统 (MEMS)材料的力学特性、工艺过程对力学特性的影响以及微执行器、微机器人的尺度效应等力学问题进行了研究。从力学角度提出了硅和常用的薄膜材料作为MEMS结构材料时应遵循的设计和加工原则 ,并系统地分析、归纳了静电、电磁、压电、形状记忆合金等各种微执行器的尺度效应特征。通过对机器蚂蚁、微型飞机、微型机器鱼等微机器人在微尺度下的动力学特性分析 ,得到微机器人在尺寸越小时越容易被驱动的结论 。

力量训练促进健康效果的个体差异预测模型研究

目的:比较不同力量训练干预后1RM深蹲/卧推的个体变化和有效性,建立力量训练效果研究队列,分析训练效果的个体差异和复现性,探讨影响因素并构建预测模型,为制定个性化精准力量健身指导方案提供依据。方法:选取193名非规律运动成年人,先完成12周的低强度力量训练(LIST12),低效果人群再完成36周的停训(DP,n=53),其中29人再完成8周(HIST8)和12周的高强度力量训练(HIST12)。每轮干预前、后进行问卷调查、体成分、肌肉厚度、肌肉力量的测试。根据力量指标计算个体效应量Cohen’s d值(ES),ES<0.6为低效者,ES≥0.6为中等及以上效果。通过多重线性逐步回归构建力量训练效果预测模型。结果:1)LIST12干预后,1RM深蹲重量平均增加(Δ1RM深蹲/%)46.19%(-20.00%~196.67%,P<0.01,ES=1.15),低效者占19.17%;1RM卧推重量平均增加(Δ1RM卧推/%)36.25%(-31.25%~176.92%,P<0.01,ES=0.72),低效者占39.90%。2)DP完全洗脱了训练效果,Δ1RM深蹲平均减少32.03%(-392.16%~0,P<0.01,ES=1.07),Δ1RM卧推平均减少19.87%(-251.57%~0,P<0.01,ES=0.55)。3)HIST8干预后,Δ1RM深蹲平均增加19.80%(3.57%~43.10%,P<0.01,ES=0.66),低效者占37.93%;Δ1RM卧推平均提高22.84%(-11.76%~60.00%,P<0.01,ES=0.68),低效者占44.83%。HIST12周干预后,Δ1RM深蹲平均增加33.89%(3.03%~71.43%,P<0.01,ES=1.13),低效者占17.24%;Δ1RM卧推平均提高31.32%(-4.41%~72.73%,P<0.01,ES=0.93),低效者占34.48%。HIST复现了LIST力量训练效果的个体差异性。Δ1RM深蹲与Δ1RM卧推低效者比例在LIST12、HIST8和HIST123种方案中,仅Δ1RM卧推达到显著差异(P<0.01)。56%(1RM深蹲)和41%(1RM卧推)受试者在LIST12、HIST8和HIST12干预后均获得中等及以上训练效果,其他受试者在1种或2种方案中为低效者。4)Δ1RM深蹲个体效果的预测因子:1RM深蹲重量初始值(β=-0.765)、干预方案(β=-0.214)、躯干肌肉含量(β=0.287)和全身脂肪含量(β=-0.106),合计对Δ1RM深蹲解释度为40.9%;Δ1RM卧推个体效果的预测因子:1RM卧推重量初始值(β=-0.849)、上肢肌肉含量(β=0.425)及股直肌和股中间肌厚度(β=-0.189),合计对Δ1RM卧推解释度为42.5%。结论:力量训练的健康促进效果存在明显个体差异,通过改变训练方案可以减少力量训练低效者。1RM深蹲/卧推重量初始值、干预方案、躯干肌肉含量、全身脂肪含量、上肢肌肉含量及股直肌和股中间肌厚度可预测约40%的力量训练效果的个体差异。

高密度聚乙烯热解生成聚乙烯蜡及产品的性质研究

采用高密度聚乙烯为原料,通过溶剂辅助热解的方法制备聚乙烯蜡,考察不同溶剂、不同反应条件对产品产率及产品性能的影响。结果表明,溶剂选用A和B按体积比2∶3混合溶剂时效果最好。经过正交实验发现,影响产率的因素由主到次依次为:温度,时间,剂料比。最佳反应条件为:温度320℃,时间3h,剂料比1∶1。最佳条件下制备的聚乙烯蜡产品的相对分子质量在2 000左右,熔程为118～123℃。

岩体节理大小估算新方法研究

节理大小主要指节理空间延伸范围,对于节理泊松圆盘模型,节理大小可以用圆盘直径表示。Warburton的方法需要先假设直径的分布形式,理论上正确,但并不实用。不假定节理直径的可能分布,提出一种新的方法估算节理直径分布,该方法在已知节理迹长分布基础上,通过设定不同节理直径平均值初值,计算相应节理直径分布,得到不同节理直径平均值初值和数值计算节理直径平均值之间的相对误差。分析相对误差与节理直径平均值初值之间的相互关系,当误差为0时,得到数值计算最佳节理直径平均值,从而获得相应节理直径分布。采用节理直径负指数和对数正态分布2种理想分布来验证数值方法的有效性,结果理论节理直径平均值和数值计算节理直径平均值之间的相对误差很小,且节理直径分布和理论节理直径分布一致。通过理论节理直径平均值和标准差变化对数值方法进行参数分析,研究数值方法计算节理直径分布的适用性。在节理直径平均值较大而标准差较小条件下,利用数值方法,所得节理直径分布更加准确。利用该数值方法研究节理直径分布简便实用。将该方法应用于我国高放废物处置库预选区甘肃北山芨芨采石场结构均质Ⅱ区,获得该区岩体节理直径分布。

多功能阵列式触觉传感器的研究

介绍了一种以MEMS技术制作的可定量获取三维接触力信息的 4× 8阵列触觉传感器的结构与工艺 ,提出一种新颖的三维接触力信息的获取与处理方法 ,并给出了实现接触、分布压、接触总力、滑动状态等多种功能的实验结果和主要的技术指标。

铁磁橡胶执行器与微型游泳机器人的尺度效应

对铁磁橡胶在外磁场作用下所产生的驱动力与特征尺寸的关系进行了分析 ,并研究了采用铁磁橡胶执行器驱动微型游泳机器人的原理与方法。尺度效应分析表明 ,将FMP微机器人从cm级尺寸减小到mm级尺寸是可行的。这一结果为进一步研制进入人体血管的微机器人奠定了理论基础。

基于全拼图的体育视频结构的无监督挖掘(英文)

为实现对视频更为有效的浏览和摘要,提出了一个通用的体育视频结构的无监督挖掘的方法.对每一个镜头生成一个全拼图作为表征该镜头内容的图像. 通过对全拼图的聚类和投票过程,该方法能挖掘出体育视频中的两个基本结构单元,即含有重要内容的play和不含重要内容的break. 此方法主要解决了以下问题:利用全拼图提取鲁棒的视觉特征;同现有的有监督的体育视频结构分析方法相比,该方法能在无先验知识的情况下实现对play/break的挖掘. 对几种不同体育视频进行的试验表明了该方法的有效性和鲁棒性. 另外,同基于关键帧提取特征进行对比的试验结果也表明,此方法具有更好的准确性.