基于注意力增强元学习网络的个性化联邦学习方法

联邦学习作为一种分布式机器学习框架,客户端可以在不向服务器传输数据的情况下进行全局模型训练,解决了数据分散和数据隐私的问题.联邦学习可以在具有相似数据特征和分布的客户端上很好地工作.但是在很多场景中,客户端数据在分布、数量和概念上的不同,造成了全局模型训练困难.为此,个性化联邦学习作为一种新的联邦学习范式被提出,它旨在通过客户端与服务器的协作来保证客户端个性化模型的有效性.直观来讲,为具有相似数据特征和分布的客户端提供更紧密的协作关系可以有利于个性化模型的构建.然而,由于客户端数据的不可见性,如何细粒度地提取客户端特征,并定义它们之间的协作关系是一个挑战.设计了一个注意力增强元学习网络(attention-enhanced meta-learning network,AMN)来解决这个问题.AMN可以利用客户基础模型参数作为输入特征,训练元学习网络为每个客户端提供一个额外的元模型,自动分析客户特征相似性.基于双层网络设计,有效地实现客户端个性与共性的权衡,提供了包含有益客户信息的融合模型.考虑到训练过程中需要同时训练元学习网络和客户本地基础网络,设计了一种交替训练策略,以端到端的方式进行训练.为了证明该方法的有效性,在2个基准数据集和8种基准方法上进行了大量实验,相较于现有表现最优的个性化联邦学习方法,该方法在2个数据集中平均分别提升了3.39%和2.45%的模型性能.

基于计算流体动力学技术评估动脉瘤性蛛网膜下腔出血后迟发性脑缺血风险

目的基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术,探究动脉瘤性蛛网膜下腔出血(anauryrmal subarachnoid hemorrhage,aSAH)后颅内血流动力学早期变化与迟发性脑缺血(delayed cerebral ischemia,DCI)发生的潜在关系。方法本研究前瞻性收集经CTA(CT Angiography)诊断并经DSA(Digital Subtracted Angiography)或手术证实为颅内动脉瘤破裂的患者。收集患者的临床和术前、术后的头颅CTA数据。基于患者的CTA原始图像构建个体化颅内血管模型,基于CFD技术模拟计算术前、术后的压力和壁剪切应力(wall shear stress,WSS)及PR(pressure ratio)、WSSR(WSS ratio)。通过随访影像学或临床体格检查判断是否发生DCI,并分为DCI组和无DCI组,分析比较两组间临床资料及血流动力学参数差异及其与DCI相关性。结果共入组51例患者,其中DCI组共15例患者(29.4%)DCI组较无DCI组,入院时收缩压(170.87±20.28 vs.1.58.19±28.06,P=0.037)、Pressure术后(19735.10±860.18vs.14606.06±11260.28,P=0.010)和PR(1.58±0.01vs.1.37±2.12,P=0.012)均较高。单因素分析显示血流动力学参数均无统计学差异,而多因素分析显示Pressure术前(OR=1,95%CI:0.999~1,P=0.017)、Prassure术后(QR=1.00.1,95%CI:1~1.001,P=0.007)、WSS术前(OR=1.096,95%CI:1.002~1.198,P=0.045)和WSS术后(OR=0.888,95%CI:0.806~0.979,P=0.017)对DCI的影响有统计学意义。ROC曲线显示,基于Pressure术前、Pressure术后、WSS术前及WSS术后模型对DCI的识别效能AUC为0.794,敏感度为73.33%,特异度为86.1%。结论aSAH后颅内血流动力学早期改变与DCI发生有关。

踝关节助力外骨骼影响脑卒中患者下肢生物力学的肌骨仿真分析

目的下肢外骨骼辅助运动功能障碍患者步行时,人体肌骨系统内部各环节相互作用。基于构建的人机交互仿真模型,分析踝关节助力行走对脑卒中患者下肢生物力学的影响。方法招募偏瘫受试者10名,使用三维运动捕捉系统、测力台和表面肌电采集设备进行4种情况的步行测试,分别是不穿外骨骼行走、穿外骨骼无助力行走、有助力行走和脱掉外骨骼行走。通过Open Sim肌骨仿真计算时空参数、下肢关节角度、关节力矩、主要肌肉力和关节反作用力等数据,并通过EMG数据验证模型。采用重复测量方差分析,P<0.05具有统计学差异。结果外骨骼腿部支架能显著增加足跟触地时的踝背屈角度和力矩、提高背屈肌力(P<0.001);同时摆动相足廓清的实现能改善患侧外展代偿、减少髋膝关节屈曲角度(P=0.002)。外骨骼辅助行走能显著增加患侧支撑相占比(P=0.010),尤其在单支撑期增加了23.2%的膝伸展力矩和10.8%的髋关节反作用力。柔性外骨骼在预摆动期进行跖屈助力,显著增加了平均22.1°的踝跖屈角度和22.9%的健侧髋屈曲力矩。结论踝关节外骨骼能改善足下垂,增强患侧踝背屈功能;但患侧踝跖屈助力会增加健侧髋关节屈曲力矩,加重同侧髋关节负荷,下肢关节炎患者长期穿戴外骨骼行走可能存在风险性。

截瘫患者在上肢对称动作中呈现非对称的生物力学特征

目的脊髓损伤(SCI)患者的日常活动严重依赖于上肢。许多研究在分析相关损伤机制和康复策略时,常将上肢运动视为双侧对称运动,通过分析单侧运动规律代表双侧运动。前期研究已发现颈SCI患者存在上肢不对称现象,然而,目前尚未有研究关注截瘫患者上肢对称性表现。本研究旨在比较截瘫患者和健康对照组在不同难度的对称动作中,双侧上肢肌肉活动和运动学特征及其对称性表现。方法共计30名受试者(截瘫患者21名和健康受试者9名,均为右利手)参与本次测试。运用表面肌电测试系统和运动捕捉系统采集受试者进行完全对称动作(CSM)和交替对称动作(ASM)时的双侧三角肌、肱二头肌、肱三头肌、斜方肌和背阔肌活动和肩关节活动角度并计算对称性指数(symmetry index,SI)。结果截瘫患者上肢肌群和运动学特征的SI值大于健康受试者,多块肌肉的活动特征呈现显著差异(P<0.05);截瘫患者在ASM中的左右侧肌电和关节活动角度呈现高度显著差异(P<0.01),而健康对照组在不同难度对称动作中双侧特征并无显著差异(P>0.05)。结论截瘫患者上肢运动呈现出双侧非对称性,并随动作难度增加,对称性呈下降趋势。因此,在讨论脊髓损伤相关上肢损伤机制和康复策略时有必要将上肢非对称性纳入考虑。

针对于脊髓损伤患者的16式轮椅太极拳智能运动模式分类以及坐位平衡控制策略的分析研究

目的本研究旨在基于生物力学数据驱动的16式轮椅太极拳运动模式分类下,探究不同损伤节段的脊髓损伤患者在不同运动模式中的坐位姿势控制策略差异。方法对36例脊髓损伤患者进行横断面研究,分为高水平(n=17)和低水平损伤组(n=19)。在受试者进行16式轮椅太极拳运动时同步采集躯干上部的运动学,动力学以及肌电数据。基于自组织映射算法进行动作分类。重复测量方差分析被用于探究在不同损伤节段患者中不同动作模式组别的差异。结果16式轮椅太极拳被分为3类。在第1类动作中,患者存在较高的上斜方肌激活水平,相比第2类动作高9.657%(P=0.018)。第2类动作中,患者存在较高的压力中心移动速度,相比第1类动作高51.429%(P<0.001)。在第3类动作中,患者存在较高的双侧肩关节冠状面活动度,相比第1类动作左侧及右侧肩部分别高41.775%(P<0.001)及22.479%(P<0.001)。高节段损伤组在第1类动作的肩关节冠状面关节活动度(P=0.023)以及水平面活动度(P=0.006)更小,而低节段损伤组在第2类动作的肱三头肌激活更多(P=0.014)。结论16式轮椅太极拳被分为强化运动组,协调运动组以及柔韧运动组。不建议高节段损伤的患者进行强化运动组的训练,但建议低节段的患者进行协调运动组的训练。

不同平衡等级老年人在不同难度平衡任务中的肌肉功能表现

目的平衡功能下降已然成为老年人衰老的主要运动功能障碍之一,而肌肉在维持身体平衡方面扮演着重要角色。本研究基于不同平衡等级老年人下肢肌肉激活及肌间协调性特征,探究老年人平衡功能下降与肌肉功能表现之间的映射关系,为老年人平衡功能训练提供理论依据。方法采集44名不同平衡等级(依据Berg量表划分)老年人(右侧为优势侧)在完成4种不同难度双腿站立平衡任务时的双侧股直肌(RF)、股二头肌(BF)、胫骨前肌(TA)、腓肠肌(GM)表面肌电信号。计算肌电信号的均方根振幅(RMS)和拮抗肌-主动肌共收缩指数(CCI)。结果不同平衡等级老年人中,左BF(P=0.016)、右BF(P<0.001)、左GM(P=0.002)RMS值存在显著性差异。不同难度平衡任务下,左BF(P=0.015)、左TA&右TA(P<0.001)、左GM(P=0.002)、右GM(P=0.009)RMS值以及左小腿和右小腿CCI指数存在显著性差异(P<0.001)。在Berg得分<40人群中左大腿CCI指数随着平衡任务难度的增加而减小,存在显著性差异(P=0.004)。结论随着平衡等级的下降,老年人更多激活非优势侧大腿后侧以及小腿前后侧肌群以维持平衡;但在完成难度逐渐递增的平衡任务时,老年人非优势侧肌群激活则显著减少。因此,在平衡功能训练时应着重老年人下肢非优势侧训练,但提高平衡任务难度并不能进一步提高非优势侧的训练效果。

不同运动强度下登山器四肢运动生物力学和皮质肌肉耦合关系研究

目的探究登山器四肢运动不同运动强度下人体生物力学参数变化和皮质肌肉耦合关系。方法采用12通道Noraxon肌电、64通道慧创近红外设备和Kinect设备对26名受试者的肌电、脑功能和运动数据进行采集。根据最大心率百分比划分运动强度。采用block范式设计,受试者分别在低强度和高强度下进行40 s运动和20 s休息重复7次,两次实验间隔10 min。数据预处理后,使用配对样本t检测检验显著性(P<0.05)。采用相位同步指数计算皮质肌肉耦合关系。结果实验数据经过预处理后,f NIRS数据结果为,与基线对比,低强度登山器运动右侧pre-PMC、SMA显著激活(P<0.05),高强度运动下左侧pre-PMC、M1,右侧M1、SAC、PSA显著激活(P<0.05),二者对比右侧M1、SAC、pre-PMC具有显著性差异。运动学数据显示,低强度与高强度上肢整体速度、下肢整体速度、下肢速度标准差、速度中位数、上肢整体加速度标准差都存在显著差异(P<0.05)。皮质肌肉耦合参数方面,在低强度下LSMA、RSA与12块肌肉耦合指数具有显著差异,在高强度下LSMA、LM1、LSAC、RPFC皮质耦合指数具有显著差异。结论相较于低强度登山器四肢运动,高强度运动需要募集更多的脑部资源,以弥补弱势侧运动控制;SMA脑区与肌肉耦合强度随运动强度增加而增加,该脑区可以作为康复刺激的潜在靶点。

地域文化元素在农产品包装设计中的运用与实践

为满足消费者对于审美和精神文化的需求,通过对地域文化元素进行分析和归纳提取,形成视觉图形,将其运用到地域的农产品包装设计中,从包装的造型、材料、色彩、文字、图形图案、设计风格等设计元素方面进行创意,使地域文化元素唤起人们对于农产品的美学联想,反映出农产品地域多元的文化特征,以设计出符合现代潮流的农产品包装。

社区托养机构老人选择人工智能养老产品的调查及影响因素分析

目的了解社区托养机构60岁以上老人对智能养老产品的认知和需求,并探讨影响选择意愿的重要因素。方法选取上海市松江区60岁以上社区托养机构老人121人,以问卷调查的方式对其基本情况、社区托养机构服务及智能养老需求和人工智能认知现状进行调查。应用SPSS软件进行描述性分析;先将各代表因素进行二元单因素Logistic回归分析,再将有统计学意义和具有研究意义的因素纳入多因素Logistic回归模型进行分析。结果选择人工智能类产品进行健康养老的老年人仅占19.01%。虽然老年人对社区托养机构给予关心和医疗、保健、康复服务的满意度良好,但生活中最大的不便仍来自生活照料不足、缺乏精神慰藉、医疗保健资源不足等方面,并希望通过人工智能改善这些迫切的养老需求。性别、年龄、婚姻状况、文化程度、经济收入和参加托养机构社团活动频率与智能养老产品的选择意愿有关(P<0.05),同时,是否了解人工智能产品和智能养老推进与之显著相关(P<0.01)。多因素二元Logistic回归分析表明,自觉健康状况和是否了解智能养老推进是社区托养机构老年人选择意愿的重要影响因素(P<0.05)。结论社区托养机构60岁以上老人对智能养老产品的选择意愿不强(19.01%),但自觉健康状况较差、对智能养老推进有了解的老年人更愿意选择人工智能类产品进行健康养老。政府联合地方社区应加大宣传智能养老的技术与观念,推进智能养老举措并加强政策扶持倾斜力度,从而提高老年人的选择意愿。鼓励智能养老产业发展,提高技术、降低成本,利用人工智能融入社区的方式赋能养老,发展新型智能养老模式。

楚漆器龙凤纹样在文创产品设计中的运用

楚文化蕴含的艺术个性、审美寓意以及独特工艺已经成为中国地域文化和民族文化的重要代表,楚漆器更是楚艺术的凝练成果。学者对其研究不断深入,已从题材、造型、色彩等方面形成了丰富的视觉符号图像资源。将“两个特色”(地域文化特色和地域产品特色)相结合,使现代文创产品设计富有浓郁的视觉冲击力和品牌号召力,表达了楚人极具浪漫主义的丰富情感。

问题教学法在英语教学中的运用研究

伴随我国课程改革进程的不断深入,各种新型的教学方法也逐渐被应用到了我国教育事业中。作为一直以来备受各界关注的英语科目,其教学效果和质量的好坏不仅直接影响学生学习成绩,还会对学校的教学水平产生一定的影响。问题教学法作为推动启发式教学模式在我国教育行业全面发展的重要基础,将该教学方法应用到当前我国各大院校英语科目的教学中,不仅可以有效解决当前英语教学的弊端,还可以有效提升学生对英语知识的实践能力。

论高校音乐教育模式的改革与创新

随着市场经济和社会各项事业的不断发展,政治、经济体制改革的不断深入,社会经济结构、文化形态、价值观念等都发生深刻变化,促进文化大发展已经成为当前我国的重要议题。我国高等院校作为文化艺术的高地,必须高举改革的旗帜,以促进我国文化大发展。音乐教育事业作为文化艺术的重要阵地,责无旁贷,必须对传统的音乐教学模式进行改革。目前音乐教育存在以下弊端:重视音乐技法技巧的学习而轻文化知识的累积,重视音乐技艺而轻音乐理论,重视必修专业而轻选修专业,重视课本知识而轻实践操作能力,因此,必须开发新的教学模式,以培养适应文化事业发展需要的创新人才。开创型,综合型,思考型是培养高校音乐教育人才的最终目标和手段。

高校钢琴即兴伴奏课的教学模式与创新

钢琴伴奏课是高等师范学校音乐专业教学中不可或缺的一门技巧课。钢琴是学习音乐的基础,同时也是钢琴教师必须掌握的教学工具。如何提高音乐专业学生的钢琴伴奏能力,以及改革教学模式是高校音乐教学研究的重要课题。

谈音乐的民族性与世界性

人类在漫长的历史进程中，为了生存，自然而然地选择了群居生活，火的使用是人类文明的起点，它使人类告别了漫漫长夜，一步步迈向光辉的明天。由于群居，由于人类要告别生存、要发展、所以，人们必须相互进行思想交流、情感交流。随着人类社会的发展，便产生了各种各样的文化、各种各样的文明。

大学英语教学中的西方文化渗透

文化是一个国家或民族经过长时间积淀下来的,包含着传统习俗、文学艺术、价值观念、历史地理等内容。而语言和文化是绝对不能孤立存在的。正是由于语言和文化这种密不可分的关系,尤其在大学英语的教学中,对于西方文化的学习是必不可少的。文章分析了现行大学英语教学中文化渗透的现状,并提出了几点建议,希望对解决目前存在的问题有所启发。

解读《阿甘正传》和《当幸福来敲门》中的美国个人主义

电影是文化传播的重要手段,导演在进行电影策划时,将自身理解、社会文化以及人文文化赋予其中,再经过艺术加工,向广大观众传递积极、先进的文化。电影《阿甘正传》和《当幸福来敲门》是两部美国经典电影,因其积极向上的精神理念在世界上广为传播。这两部电影都完美地诠释了美国文化中的核心价值观——个人主义。基于此,主要从个人奋斗、独立性、尊重他人等方面分析了这两部影片所体现的美国个人主义,以期能够帮助人们深刻理解美国个人主义价值观的内涵。

短视频平台崛起下传统视频平台的优势及应对措施

近年来,在移动互联网的支持下,短视频平台发展非常迅速,对传统视频平台带来了巨大的冲击。面对这种情况,传统视频平台必须要发挥自身的优势,积极应对。文中,主要就对短视频平台崛起下传统视频平台的优势及应对措施进行分析。

基于磁共振弥散加权成像肝内肿块型胆管癌微血管侵犯术前预测临床价值

目的探讨磁共振弥散加权成像(DWI)对于肝内肿块型胆管癌(IMCC)微血管侵犯(MVI)术前预测价值。方法回顾性分析56例IMCC患者临床及影像学资料,根据病理结果分为MVI(+)组和MVI(-)组,对MVI相关的临床资料及影像学特征进行单因素及多因素分析;应用受试者工作特征(ROC)曲线评估诊断效能。结果56例IMCC患者中MVI(+)组14例,MVI(-)组42例,肿瘤直径较大、表观弥散系数(ADC)值较高与MVI有关(P<0.05),其中较高的ADC值是IMCC患者发生MVI的独立预测指标,ROC曲线下面积AUC为0.827(P<0.05),ADC值最佳临界值1.46×10^(-3) mm^(2)·s^(-1),敏感度为85.7%,特异度为73.8%。结论较高的ADC值可作为预测IMCC患者发生MVI的独立预测指标,术前IMCC患者的DWI影像学特征对于预测MVI发生具有重要的价值。

谈音乐审美欣赏中感I悟

人们常把自己对宇宙的认识与对人生的体验称为感悟，由此引申、推衍开来，把人对关的认识与体验也划为感悟之列，称之为审美感悟。，’

大学生厨房市场营销的可行性

在大学校园内,个体之间的消费饮食观念会相互影响,同学之间的饮食行为也很容易形成群体效应。学生们的交往活动十分频繁也很密切,各自的兴趣爱好容易受到周围环境的影响。社会地位和收入水平会在一定程度上左右大学生的思想,久而久之各自的价值观也会产生十分明显的变化。