hAPF-ACO:广义障碍环境下的移动机器人路径规划算法

研究了移动机器人的路径规划问题。针对二值栅格建模法不能完整和真实反映复杂环境地理特征的问题,并考虑到移动机器人任务执行过程中存在破障工况,提出了广义障碍的定义,进而对广义障碍进行了分类,并给出了各种广义障碍的模糊隶属度函数,建立了广义障碍环境栅格地图模型。基于人工势场(APF)算法和蚁群优化(ACO)算法各自的特点,提出了一种求解广义障碍环境下移动机器人路径规划的混合APF算法和ACO算法的h APF-ACO算法。通过对案例的路径规划仿真实验,验证了广义障碍环境下路径规划问题的研究意义;与基本蚁群算法求解结果的对比表明,所提出的h APF-ACO算法在收敛性、解质量及鲁棒性等各方面具有明显的优越性。

基于稀疏自编码的无监督图像哈希算法

哈希方法因快速及低内存的特点广泛应用于大规模图像检索中,但在哈希函数构造过程中对数据稀疏性缺乏研究。为此,提出一种无监督稀疏自编码的图像哈希算法。在哈希函数的学习过程中加入稀疏构造过程和自动编码器,利用稀疏自编码的KL差异对哈希码进行稀疏约束,以增强局部保持映射过程中的判别性。在CIFAR-10数据集和YouTube Faces数据集上进行实验,结果表明,该算法平均准确率优于DH算法。

基于威胁评估与生物激励神经网络的机器人路径规划研究

针对未知动态环境下移动机器人的路径规划问题,考虑传感器检测范围的有限性与动态障碍物运动的不确定性,提出一种基于动态威胁评估的改进生物激励神经网络算法。采用栅格法与基于虚拟目标点的滚动优化方式进行路径寻优。进一步地,提出一种基于直觉模糊集的动态属性决策方法,评估动态障碍物对机器人的威胁程度,并根据生物激励神经网络(BINN)的特点,在动态威胁模型中引入导向传递方式建立子激励模型,引入神经元“亲近值”改进神经元动态变化方程。最后,通过仿真实验验证了该改进算法的有效性。

琯溪蜜柚成熟期间汁胞纤维素含量及其合成酶基因表达分析

【目的】探究琯溪蜜柚汁胞粒化与次生壁纤维素含量、自由水和束缚水含量、品质等指标的相关性以及纤维素合成酶基因表达情况,以期为汁胞粒化过程中次生壁形成的分子调控机制研究提供依据。【方法】选取2018年8、9、10和11月4个时期的琯溪蜜柚果实,测定汁胞粒化率、可溶性固形物(total soluble solid,TSS)、可滴定酸(titratable acid,TA)、含水量和纤维素含量。从汁胞转录组中筛选差异表达的纤维素合酶基因(cellulose synthase,CESA)并进行分类和表达分析。【结果】琯溪蜜柚果实10月后,果实横径迅速增加,汁胞粒化明显加速,单汁胞粒化严重,纤维素、TA和束缚水含量显著上升,果形指数和自由水含量明显下降;转录组筛选差异基因CrCESA4、CrCESA7-1和CrCESA8分别与拟南芥AtCESA4、陆地棉GhCESA7和拟南芥AtCESA8聚类在一起。CrCESA4、CrCESA7-1、CrCESA8基因相对表达量在11月显著上升,相对表达量与转录组一致。【结论】汁胞粒化程度与纤维素、TA和束缚水含量呈正相关,与果形指数和自由水含量呈负相关;进化树、转录组和表达分析表明CrCESA4、CrCESA7-1、CrCESA8可能参与了汁胞粒化过程中次生壁纤维素的合成。

不同海拔对‘琯溪蜜柚’春梢花芽分化的影响

对福建省平和县100 m和500 m不同海拔‘琯溪蜜柚’结果母枝春梢直径生长、花芽分化过程开展研究,以探寻不同海拔对花芽分化的影响,为不同海拔蜜柚采用环剥促花措施时期提供依据。结果表明:在9月底不同海拔的蜜柚都有少数芽开始花芽生理分化,花原基渐渐形成;当春梢直径增长率经历一个高峰值后,花芽生理分化开始加速;同一时期,低海拔蜜柚花芽分化率高于高海拔;当春梢直径进入一个增长率为1.4%左右的低速期时,花芽分化进入形态分化阶段;不同海拔蜜柚在达到相同花芽分化率(大于35%)的时间差、进入低增长率时间差、进入形态分化的时间差和开花时间差大致吻合,低、高海拔大约相差14 d。花芽生理分化阶段和形态分化的初始阶段对蜜柚树体进行环剥可以提高花和果实的数量,提早开花,使果实成熟期提前,并且环剥时间越早越明显。由此,相对于传统的12月中旬蜜柚环剥促花措施,低海拔可提前至10月中旬,高海拔在11月初左右,环剥促花效果好且能使果实提前成熟。

番木瓜果实软化相关CpEXPA2基因的克隆与表达分析

【目的】克隆一个与番木瓜果实软化相关的扩展蛋白基因,分析其功能,明确其在不同组织器官和不同成熟时期果实的表达模式。【方法】基于对番木瓜果实转录组学的研究,筛选并克隆了一个与果实软化相关的扩展蛋白基因Cp EXPA2。采用同源序列对比和系统进化树分析对该基因进行序列分析;运用生物信息学的方法对该基因编码的蛋白进行结构分析;使用RT-q PCR方法分析Cp EXPA2基因在不同组织器官、不同成熟时期果实中的表达量;采用GY-4硬度计测定不同成熟时期番木瓜果实的硬度。【结果】Cp EXPA2基因的开放阅读框(ORF)为780 bp(Gene Bank登录号为MF662209),编码259个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列具有典型的扩展蛋白保守结构:N端富含8个半胱氨酸、C端富含4个色氨酸和中间1个组氨酸功能域(His-Phe-Asp,HFD)。同源序列比对分析发现该扩展蛋白与山木瓜(ABF48653.1)、番茄(AAC64201.1)、草莓(AAF21101.1)、拟南芥(AAB38073.1)等扩展蛋白氨基酸序列有较高的同源性,分别为66.15%、64.86%、66.80%、65.00%。进化树分析表明,Cp EXPA2蛋白与拟南芥At EXPA6(U30480)、At EXPA16(NM_115407)关系最近。Cp EXPA2在不同组织器官中的表达量依次为成熟果实>叶>花>茎>根;在不同发育时期的果实中,Cp EXPA2在果皮的表达量相对高于果肉,且随着果实成熟软化程度提高,其表达量也相应提高。番木瓜果实的硬度随着果实的成熟呈逐渐下降趋势,在破色期开始硬度急剧下降,果实迅速软化。【结论】Cp EXPA2基因的扩展蛋白家族高度保守,且该基因编码的蛋白与山木瓜、番茄、草莓、拟南芥等扩展蛋白的氨基酸序列有较高的同源性。系统进化树分析发现番木瓜Cp EXPA2与拟南芥At EXPA6和At EXPA16亲缘关系较近。Cp EXPA2受乙烯诱导,且与果实发育进程有关,因此推测该基因可能在番木瓜果实成熟软化过程中发挥着重要的作用。