甲维盐与阿维菌素对褐飞虱繁殖力及天敌稻虱缨小蜂控害能力的影响

【目的】评估甲维盐和阿维菌素两种药剂对褐飞虱Nilaparvata lugens繁殖力及其寄生性天敌稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae的影响,探明两种药剂引起褐飞虱田间再猖獗的原因。【方法】田间调查了使用5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)微乳剂(microemulsion,ME)(用量225 mL/hm^(2))和5%阿维菌素悬浮剂(suspension concentrate,SC)(用量240 mL/hm^(2))后对田间褐飞虱虫口密度和稻虱缨小蜂成蜂寄生率的影响;室内试验采用稻茎浸渍法测定甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的毒力以及不同浓度(LC_(15),LC_(30),LC_(50)和LC_(75))甲维盐和阿维菌素对褐飞虱繁殖力及稻虱缨小蜂成蜂存活和寄生能力的影响,同时采用玻璃管药膜法测定了这两种药剂对稻虱缨小蜂成蜂的毒力,评价了其风险级别。【结果】田间调查结果显示,施用5%甲维盐ME或5%阿维菌素SC显著增加了田间褐飞虱虫口密度,显著降低了稻虱缨小蜂成蜂田间寄生率。室内生物测定结果显示甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的LC 50值分别为1.20和2.03 mg/L,各浓度(LC_(15)~LC_(75))甲维盐和中低致死浓度(LC_(15)~LC_(50))阿维菌素处理后的褐飞虱成虫单雌产卵量均显著高于对照。甲维盐和阿维菌素对稻虱缨小蜂成蜂的LC_(50)值分别为0.0145和0.0205 mg/L,田间用量的安全系数分别为4.52×10^(-4)~9.05×10^(-4)和8.52×10^(-4)~14.22×10^(-4),均为极高风险性药剂。【结论】甲维盐和阿维菌素会引起田间褐飞虱的再猖獗,主要有两方面的原因,一是刺激褐飞虱雌成虫产卵,二是作为稻虱缨小蜂的高风险药剂,极大地削弱了该蜂对褐飞虱的控害作用。因此,应减少两种药剂在稻田的使用,避免导致褐飞虱的再猖獗。

基于卷积神经网络的多工况多传感滚动轴承实时监控方法

针对工业环境中广泛在多工况下多滚动轴承实时状态监测的需求和部署环境受限的挑战,提出一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的面向多传感器滚动轴承运行状态监控方法。该方法将两个不同工况下的一维时间序列数据集以均方根(Root Mean Square,RMS)指标标注,并通过将一维时间序列多传感器数据重构为二维空间张量的形式输入卷积神经网络训练。最后利用层融合和16比特量化优化,将网络部署到FPGA上,用以解决CNN的计算开销。实验结果表明,在结合了两种不同工况的数据集下,网络测试推理准确度依然高达99.24%,比多层感知机实现高10.48%,比多层感知机结合支持向量机的实现高2.91%,该算法对于新加入的数据集也有较强的鲁棒性,经过重训练,新加入的数据集准确率可以达到99.17%。基于FPGA部署优化的网络的峰值能效为76.217GPOS/W,为CPU实现的33.09倍,GPU实现的5.39倍。其中,16比特精度部署的网络测试精度相较32比特精度实现仅降低0.001%。

基于卷积神经网络的岩渣分类算法及其FPGA加速

全断面岩石掘进机在道路掘进过程中,刀盘挤压切削岩体容易产生刀盘磨损及损坏,从而造成经济损失,因此需要检测刀盘磨损的理论和技术来指导施工。岩渣是掘进过程的直接产物,携带丰富的信息,能够反映当前的施工状况,因此可以通过岩渣识别利用这些信息间接实现对刀盘的监测。提出了一种基于卷积神经网络的岩渣识别算法,在岩渣数据集上实现了96.5%的分类准确率。随后为了便于FPGA硬件部署,提出一种网络压缩方法,将网络规模压缩到原始网络的2.28%,同时分类准确率相比原网络仅下降了0.9%。最后使用OpenCL技术在Intel Arria 10 GX1150平台上实现了算法部署,达到了224.54 GOP/s的吞吐率以及11.23 GOP/s/W的能效比。

基于磁性传感器的低失调温度补偿接口电路设计

面向磁性传感器在物联网(IoT)技术中的广泛应用,该文基于180 nm CMOS工艺设计了一种具有低失调电压,低温度漂移特性的霍尔传感器接口电路。针对霍尔传感器灵敏度的温度漂移特性,该文设计了一种感温电路并与查表法相结合,调节可编程增益放大器(PGA)的增益有效地降低了霍尔传感器的温度系数(TC)。在此基础上,通过在信号主通路中使用相关双采样(CDS)技术,极大程度上消除了霍尔传感器的失调电压。仿真结果表明,在–40°C~125°C温度范围内,霍尔传感器的TC从966.4 ppm/°C减小到了58.1 ppm/°C。信号主通路的流片结果表明,霍尔传感器的失调电压从25 mV左右减小到了4 mV左右,霍尔传感器的非线性误差为0.50%。芯片的总面积为0.69 mm^(2)。

生命周期评价在钢铁行业的应用及研究进展

钢铁行业是传统意义上的高能耗和高污染物排放行业。由于生命周期评价(LCA)可以很好地量化其潜在环境影响,找到更有效的清洁生产路径,在推动钢铁行业的绿色化、低碳化和高质量发展中得到了广阔应用。本文通过国内外文献回顾和统计分析,重点论述了LCA在钢铁行业以下3个方面的应用及研究进展:1)评估钢铁企业/钢铁产品在从原材料采掘开始到生产出厂过程中的环境影响,寻找企业/产品节能减排机会;2)评估清洁生产改进技术或方案的环境效应,为钢铁行业提升清洁生产水平提供决策依据;3)评估其作为“中间产品”对下游行业的环境影响贡献,促进全产业链的可持续发展。最后,提出了未来研究关注的3个重要方向,旨在进一步推动LCA在钢铁行业的研究和应用。

天津电力行业CO_(2)影子价格影响因素

根据线性规划对偶理论建立了电力行业发电成本最小化模型,并以天津市为例,对其2014~2020年的电力行业二氧化碳影子价格进行了测算与分析,并对其影响因素进行了相关研究。研究表明:天津电力行业光伏发电成本的降低将带动其CO_(2)影子价格的降低:光伏发电成本每降低0.1元/kWh,CO_(2)影子价格平均降低13.66元/t,且平均发电成本也有所降低。在碳排放约束不断收紧的条件下,天津市电力行业CO_(2)影子价格未表现出明显变化,但其发电结构不断优化,说明天津可以通过调整发电结构来满足碳配额要求并使得边际减排成本保持不变。高碳排放强度的火力发电方式可以通过实施CCS技术来降低电力行业CO_(2)影子价格,但平均发电成本会有所上升。

双向机制下企业自愿碳减排的三方博弈模拟

工业企业碳减排对平衡环境保护和经济发展尤为重要。基于政府和消费者双向机制探究企业自愿碳减排的影响因素,根据政府正向激励机制和消费者反向倒逼机制构建政府、企业和消费者三方演化博弈模型,分析了各参与方策略选择的演化稳定性,从系统动力学角度探讨三方主体策略选择不同时各个参数对企业自愿碳减排的影响机制,进一步分析了三方博弈系统中均衡点的稳定性。结果表明:企业选择自愿减排策略的概率与消费者低碳消费概率和政府非物质激励带给企业的收益额、减排成本补贴率、政府奖金、企业碳披露损失额等参数呈正相关;与企业的低碳营销费用、绿色积分价值、消费污染等参数呈负相关。最后,利用MATLAB 2016a进行数值仿真,验证了以上结论,并结合实际提出相关建议。

考虑碳排放带时间窗的商超配送路径优化

针对商超配送多批次、小批量的实际情况,综合考虑了需求点的服务时间窗、最小配送量、访问次数等要求,设计了一种新的拆分策略,即“最大车辆载重量—最小配送量”需求拆分策略,构建相关商超配送车辆路径优化模型,并使用人工免疫算法对该模型进行求解。由于需求拆分车辆路径问题是一个复杂的组合优化过程,考虑到传统人工免疫算法局部搜索能力不足的局限,设计了多种变邻域操作改进人工免疫算法,并采用轮盘赌选择法将变邻域操作用于抗体突变,形成变邻域人工免疫算法。通过数值仿真实验,结果显示,变邻域人工免疫算法比人工免疫算法求得的综合成本平均优化3%~5%,碳排放相关成本平均降低5%~10%。

新媒体时代医学本科生科普宣传能力培养策略探讨

随着人们对预防疾病和获取健康知识需求的日益增加,健康科普作为重要的宣传手段之一,其开展模式也随着新媒体时代的到来而日渐丰富。为了更好地发挥新媒体的优势,为广大群众提供专业的信息源,医学本科生的科普能力及网络应用技能急需提高。从科普实践、知识储备、团队协作3个方面出发,探讨医学本科生提升自身科普实践能力和沟通技巧的途径。

带药移栽对水稻害虫防控的减药增效作用分析

【目的】以新型、高效、持效期长的杀虫剂三氟苯嘧啶和四唑虫酰胺为例,探究带药移栽对水稻害虫的防控效果及农药减量增效的实践意义。【方法】通过室内模拟秧苗带药移栽分别测定了1.95,5.85和9.75 mg a.i./m^(2)三氟苯嘧啶处理对褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera成虫或若虫的毒力和持效期,并在浙江杭州和湖南衡阳两地评估了早、中、晚稻秧苗高剂量带药移栽处理对二化螟Chilo suppressalis和稻飞虱的田间防效以及不同施药模式对稻田寄生蜂种群动态的影响。【结果】室内经5.85和9.75 mg a.i./m^(2)三氟苯嘧啶处理的秧苗在移栽后35 d时使褐飞虱雌成虫和3龄若虫均能保持75%以上的校正死亡率,且5.85 mg a.i./m^(2)剂量处理在移栽后28 d时使白背飞虱雌成虫的校正死亡率大于80%;使用12.75和25.50 mg a.i./m^(2)四唑虫酰胺处理秧苗在移栽后35 d时对早稻二化螟为害的校正防效均在85%以上。综合浙江杭州和湖南衡阳两地中、晚稻田间试验结果表明,应用5.85 mg a.i./m^(2)三氟苯嘧啶和25.50 mg a.i./m^(2)四唑虫酰胺进行秧苗“送嫁药”处理可减少1~2次大田用药和98%以上的农药有效成分用量,同时还保持着与常规喷施相当的防效,并使寄生蜂总种类和总数量分别提高了29.0%~49.7%和61.2%~69.3%。【结论】秧苗移栽前施用防效优良且持效期长的杀虫剂能减少水稻前期的施药次数和用量,产生较好的经济和生态效益。本研究为利用带药移栽技术推行水稻病虫害的绿色防控提供了重要参考。

尕海湿地固碳功能及其抵消能源碳排放评估

甘肃省作为中国重要的生态屏障,省内尕海湿地是国际重要湿地之一,研究尕海湿地能源抵消效应对甘肃省更好地实现“双碳”目标和维护生态安全具有重要意义。根据尕海不同类型湿地的占地面积、土壤的有机碳密度计算出尕海湿地的碳储存总量,以及通过部门法计算出甘肃省2021年不同行业能源消耗的碳排放总量。结果表明,尕海湿地能源抵消效率呈现出明显的类型差异,草本泥炭地和高山湿地的抵消效率相近,永久性沼泽湿地的能源抵消能力最低。因此,针对提升尕海湿地能源抵消率提出以下建议:改良湿地相关的计算方法、完善湿地保护政策、拓宽融资渠道、保护湿地资源,提升抵消能力和提升专业水平,增强环保意识。

不同抗感水稻品种对褐飞虱胁迫的高光谱响应特征

【目的】探究不同抗感水稻受褐飞虱胁迫的高光谱反射率曲线变化及敏感光谱差异,研究水稻植株不同部位的高光谱变化。在此基础上,采用机器学习技术建立水稻褐飞虱抗性鉴定模型,为下一步开发智能化褐飞虱抗性鉴定技术提供重要基础资料。【方法】以三个具不同褐飞虱抗感特征的水稻品种(TN1、Mudgo、RHT)为对象,分析其光谱、植被指数差异并建立抗性级别预测的随机森林模型。【结果】研究发现,褐飞虱胁迫天数与光谱反射率显著相关的波段数及差异显著的波段数随着水稻的抗性水平的上升而减少。同时,在680 nm左右,三个品种的光谱反射率与褐飞虫胁迫时间的相关性最好。植被指数分析表明,SIPI、SR605/760和PSNDb与抗性级别的相关系数绝对值要高于680 nm的结果。感虫品种TN1差异最早体现,中抗品种Mudgo其次,高抗品种RHT最后。不同部位的差异首先出现在第1叶叶片和第1叶叶鞘,然后依次为第2叶叶片和第2叶叶鞘以及第3叶叶片和第3叶叶鞘。预测模型的结果表明,全波段作为输入的模型效果比以单一植被指数SIPI构建的随机森林模型更好,模型准确率达到85.9%。【结论】本研究反映了不同抗感水稻品种受褐飞虱危害后的高光谱变化规律与不同抗感品种和不同部位的差异,并证实了机器学习技术对水稻抗性级别的分类能力。

基于绝经后女性股骨样本的骨髓造血干细胞自噬与骨质疏松相关性研究

目的通过绝经后女性髋部骨折手术抽取分离获得骨髓造血干细胞,研究造血干细胞自噬与骨质疏松相关性。方法19例绝经后女性患者于髋部骨折手术中抽取骨髓,根据股骨颈、腰椎骨密度将患者分为骨质疏松组(n=13)和非骨质疏松组(n=6)。流式细胞术分选获得造血干细胞。成像流式细胞术检测两组造血干细胞自噬功能。反转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)检测两组骨髓造血干细胞自噬相关基因Atg7、LC3b、LAMP2a、P62、Atg5、Atg12表达。使用卵巢去势骨质疏松小鼠模型骨髓分选获得造血干细胞,RT-PCR检测造血干细胞自噬相关基因Atg7、LC3b、LAMP2a、P62、Atg5、Atg12表达。通过Western blot检测小鼠自噬相关蛋白表达。探究细胞自噬异常后血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A,VEGF-A)表达。结果骨质疏松患者骨髓造血干细胞自噬受抑制,自噬相关基因Atg7、LC3b、LAMP2a、P62、Atg5、Atg12表达下调(P<0.05)。小鼠骨质疏松组ATG7、BECLIN1、LC3-Ⅰ/LC3-Ⅱ蛋白表达受抑制。卵巢去势骨质疏松小鼠模型骨髓造血干细胞自噬相关基因Atg7、LC3b、LAMP2a、P62、Atg5、Atg12表达受抑制(P<0.05),细胞自噬被抑制后VEGF-A表达下降。结论骨髓造血干细胞自噬受抑制与骨质疏松有相关性。

害羞对儿童青少年合作水平的影响:社会支持的作用

目的 探究害羞对儿童青少年合作水平的影响,以及社会支持在其中的作用。方法 采用问卷法考察儿童青少年的害羞水平、社会支持水平及合作倾向三者之间的关系。运用实验法探讨社会支持启动对害羞者合作行为的影响。结果 儿童青少年的害羞水平可以负向预测合作倾向;社会支持在害羞与合作倾向之间起中介作用;社会支持的启动可以提高害羞者在公共物品困境中的合作水平。结论 儿童青少年的害羞与合作之间存在负向关系。害羞水平可通过减少社会支持而抑制合作倾向,启动社会支持能显著增加害羞者的合作行为。

一种用于常开型智能视觉感算系统的极速高精度模拟减法器

常开型智能视觉感算系统对图像边缘特征提取的精度和实时性要求更高,其硬件能耗也随之暴增。采用模拟减法器代替传统数字处理在模拟域同步实现感知和边缘特征提取,可有效降低感存算一体系统的整体能耗,但与此同时,突破10^(–7)s数量级的长计算时间也成为了模拟减法器设计的瓶颈。该文提出一种新型的模拟减法运算电路结构,由模拟域的信号采样和减法运算两个功能电路组成。信号采样电路进一步由经改进的自举采样开关和采样电容组成;减法运算则由所提出的一种新型开关电容式模拟减法电路执行,可在2次采样时间内实现3次减法运算的高速并行处理。基于TSMC 180 nm/1.8 V CMOS工艺,完成整体模拟减法运算电路的设计。仿真实验结果表明,该减法器能够实现在模拟域中信号采样与计算的同步并行处理,一次并行处理的周期仅为20 ns,具备高速计算能力;减法器的计算取值范围宽至–900~900 mV,相对误差小于1.65%,最低仅为0.1%左右,处理精度高;电路能耗为25~27.8 pJ,处于中等可接受水平。综上,所提模拟减法器具备良好的速度、精度和能耗的性能平衡,可有效适用于高性能常开型智能视觉感知系统。

材料界的轻骑兵——环烯烃类共聚物

通过一名普通大学生在国庆期间的武汉之旅,描述了她与华为Mate 60、食品包装袋和医疗器械的几次偶遇,并借此以生动活泼的方式向读者介绍了环烯烃类共聚物(COC)材料及其在光学器件、塑料包装和生物医学领域的典型应用。

基于卷积神经网络的逐级唤醒存内计算控制器设计

随着人工智能的发展,边缘端设备对智能图像处理的需求急剧增加。目前边缘端设备主要面临能量受限、吞吐率较低等问题。无人机在侦察过程中,根据任务要求需进行复杂的地形分析、物体识别和环境监测等任务,这些任务常常会给设备带来严重的功耗问题,并且严重影响无人机的飞行时间。针对上述问题,提出一种基于卷积神经网络的逐级唤醒存内计算控制器设计方案,控制器内部能够完成分类型网络的前向推理,可根据分类结果唤醒对应的边缘端设备。控制器的模拟部分采用存算一体计算模式,数字部分采用分块的处理方式,在运行过程中可将空闲模块休眠,以降低系统的整体功耗。此外,控制器内部还集成了级联接口,可以将复杂任务分解为多个层级的子任务,并将其部署到级联的控制器上,从而实现多级唤醒,使系统具备提前输出的潜力。实验采用ResNet-14作为神经网络模型,数据集采用CIFAR-10数据集。实验结果表明,在10 MHz的时钟频率下,基于卷积神经网络的逐级唤醒存内计算控制器可以实现60帧/s的检测帧率,并且分类精度达到84.61%,验证了该架构在能量受限应用场景下的可行性和高效性。

基于低阶模型的含压力补偿比例阀控系统平稳控制

液压工程机械负载变化大、受到控制器计算性能限制,常导致运动控制出现强烈冲击和精度降低等问题,为此提出一种基于低阶模型的含压力补偿比例阀控系统平稳控制方法。首先,证明了含压力补偿比例阀控系统可近似为线性系统,提出一种低阶建模方法,利用分段线性随机系统作为原系统的全局近似,并定量给出分段线性随即系统的协方差矩阵;其次,在所提出的建模方法基础上,设计了稳态卡尔曼速度观测器,提出基于速度观测的双回路控制器,利用精确的观测速度与速度内环控制提高系统阻尼,达到抑制振荡的目的;最后,在盾构管片拼装机举重臂上开展实验验证,实验包括AMESim与Simulink联合仿真实验和PLC控制的实机应用实验。研究结果表明:所提出的低阶建模方法在常见阀参数下与精确模型的精度相对误差不超过3%,所提出的控制方法在低算力控制器上实现了阶跃位置目标轨迹的低冲击、高精度控制,显著增加了系统阻尼,获得了更平滑的速度曲线,减小了稳态误差,力冲击峰值减少21.6 kN,振幅降低约39%,具有较高的工程应用价值。

牙轮钻头密封试验技术研究及密封圈性能评价

牙轮钻头在深井钻进时会受到高温、高压、摩擦以及腐蚀等多个因素的共同作用,直接影响密封圈的使用寿命,进而影响钻头寿命。为此,进行了牙轮钻头密封试验技术研究。首先,设计了牙轮钻头密封试验机,设计了试验机各功能模块;其次,对O形橡胶密封圈和径向对称扁平橡胶密封圈在多因素影响下的密封性能进行了有限元分析,同时结合接触应力评判准则和von Mises准则对密封圈性能进行了评价和对比;最后,进行了密封圈在多因素作用下的寿命测试实验,并将实验结果与仿真结果进行了对比。实验结果验证了试验机进行牙轮钻头密封试验的可行性及可靠性。所设计的牙轮钻头密封试验机能预测牙轮钻头密封圈的使用寿命,具有广阔的工程应用前景。

中年女性-全身骨痛-低磷血症

肿瘤性骨软化症(tumor-induced osteomalacia,TIO)为一种罕见的获得性代谢性骨病,TIO肿瘤常起病隐匿,瘤体较小,分布广泛,发生在颅内更为罕见。本文报告一位44岁女性患者,3年前出现双下肢疼痛、乏力,并逐渐全身骨痛、活动障碍、多处骨折,实验室检查提示低磷血症、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)高、成纤维细胞生长因子23(fibroblast growth factor-23,FGF-23)水平明显增高,考虑TIO。通过^(68)Ga-DOTATATE PET/CT全身成像发现大脑左侧额叶镰旁占位,并行头部MR进一步确认后,通过手术全切肿瘤,术后患者血磷逐渐恢复正常水平,FGF-23水平下降,全身骨痛消失,病理学检查证实肿瘤为磷酸盐尿性间叶性肿瘤(phosphaturic mesenchymal tumor,PMT)。