面向6G工业物联网的联邦学习:从需求、愿景到挑战、机遇

随着6G技术的蓬勃发展和工业物联网的不断演进,联邦学习在工业领域的应用备受关注。因此,该文专注于探讨6G推动下工业物联网中联邦学习的发展与应用潜力,分析6G在工业物联网的应用前景,探索如何结合6G特性利用联邦学习技术满足数据隐私保护、资源优化和智能决策需求。首先,调研总结了现有相关工作,提出了联邦学习技术面向6G工业物联网应用场景的发展需求与愿景。在此基础上,构建了一种基于分层跨域架构的工业联邦学习新范式,旨在融合6G与数字孪生技术赋能实现泛在、灵活、层次化的联邦学习,以支撑典型工业物联网场景中按需、可靠的分布式智能业务,实现运营信息通信技术(OCIT)的融合。其次,分析归纳了面向6G工业物联网的联邦学习(6G IIoT-FL)可能面临的研究挑战,并提出了潜在的解决方案或建议。最后,指出了该技术未来值得关注的相关方向,旨在一定程度上为后续研究开拓思路。

2023年3月29日贵南地区暴雪天气过程分析

文章利用MICAPS常规观测资料、卫星云图资料及C波段雷达资料对青海省海南州贵南地区2023年3月29日暴雪天气过程进行分析,结果表明:500 hPa高空短波槽及切变线是此次暴雪天气过程高空的主要影响系统;低空及地面较好的水汽条件、不稳定层结和触发机制相互配合,构成了贵南地区出现极端性降雪天气有利的气象因子;十分充沛的局地水汽条件是此次极端降雪天气发生的主要原因之一;贵南地区中小尺度的气旋式辐合系统提供了较好的辐合抬升条件,这是此次暴雪天气过程局地性强和降水强度大的另一个原因。分析结果可为今后类似暴雪天气过程预报提供参考依据。

河套灌区乌拉特灌域春季土壤盐碱化空间分布特征

盐碱化状况是干旱区灌区水盐合理调控及水土资源合理利用的基础。为掌握内蒙古河套灌区下游乌拉特灌域春季耕地土壤盐碱化状况的空间分布,通过野外调查采样和实验室检测,对0~20 cm和20~40 cm土层中的全盐量(Total Salt,TS)、pH值、CO_(3)^(2-)、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)+Na^(+)含量、交换性Na^(+)含量、阳离子交换量(Cation Exchange Capacity,CEC)、碱化度(Exchangeable Sodium Percentage,ESP)等反映土壤盐碱化特征的指标进行了测定和计算,采用经典统计学、地统计学和多指标综合评价方法对土壤盐碱化指标的空间分布特征进行分析。结果表明:1)0~20 cm土层中的TS含量更大一些,可溶性盐分离子主要以HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、Na^(+)为主。HCO_(3)^(-)、CEC、交换性Na^(+)和ESP的变异系数在10%~100%之间,属于中等变异,其中交换性Na^(+)和ESP的变异系数接近100%;TS、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和Na^(+)的变异系数均大于100%,属于强变异。2)土壤pH、TS和ESP的空间分布规律基本一致,在东西方向上,各指标西部低,东部高;在南北方向上,中间低,南、北两侧高。土壤pH值基本在7.5~8.5之间,从TS空间分布来看,灌域内有32%的土壤存在盐渍化问题,且以轻度盐渍化土为主,约占26%;从ESP分布来看,有97%的土壤存在碱化问题,其中轻度碱化土约占40%,中度碱化土和碱土均约占23%。因此灌域内土壤碱化问题比盐化问题更为突出。3)通过因子分析得出TS、Cl^(-)、Na^(+)、交换性Na^(+)、ESP和CEC是乌拉特灌域土壤盐碱化程度的主要影响因子,公因子综合得分值在-0.78~3.38之间,公因子综合得分能排除指标间个体差异,比较客观地评价土壤盐碱化整体水平。

痛泻要方治疗腹泻型肠易激综合征临床研究

目的:观察痛泻要方治疗腹泻型肠易激综合征的临床疗效。方法:选取腹泻型肠易激综合征患者80例,按随机数字表法分为对照组和观察组各40例。2组患者均给予饮食、生活方式等常规指导,对照组给予匹维溴铵片治疗,观察组给予痛泻要方治疗。比较2组患者的临床疗效,检测血清脑源性神经营养因子(BDNF)、5-羟色胺(5-HT)、酪神经肽(NPY)、白细胞介素-8(IL-8)、白细胞介素-10(IL-10)、干扰素-γ(IFN-γ)水平变化。结果:观察组总有效率为97.50%,高于对照组85.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,2组腹痛、腹泻次数、大便次数及大便性状症状评分均较治疗前降低,且观察组腹痛、腹泻次数、大便次数及大便性状症状评分低于对照组(P<0.05)。治疗后,2组血清BDNF、NPY水平均较治疗前升高,5-HT水平较治疗前降低(P<0.05);且观察组血清BDNF、NPY水平高于对照组,5-HT水平低于对照组(P<0.05)。治疗后,2组IL-8、IFN-γ水平均低于治疗前,且观察组IL-8、IFN-γ水平低于对照组(P<0.05);2组IL-10水平较治疗前升高,且观察组IL-10水平高于对照组(P<0.05)。结论:痛泻要方可有效缓解腹泻型肠易激综合征患者的临床症状,维持血清中BDNF水平,抑制炎症反应。

一种机载LiDAR点云缺失数据的填补方法

针对机载激光雷达点云数据内部存在的缺失数据,提出了一种缺失数据辨识及填补方法。首先,利用二值数据空洞图检测数据缺失的存在;其次,利用连通区域标记算法将数据空洞图分割为多个数据空洞;然后,对大面积的数据空洞的外边界轮廓数据点的凸包依据方差和平均曲率条件进行等距扩大,获得数据空洞的有效影响区域;最后,研究不同的缺失数据类型的最优空间插值方案,并基于影响区域内的点云,利用最优空间插值方案对不同类型的缺失数据进行填补。试验基于ISPRS提供的包含了不同类型的数据空洞的点云数据测试了影响区域的有效性及不同类型的缺失数据的最优空间插值方案,从而验证了提出方法的有效性。

哮喘大鼠肺组织Bid和骨膜蛋白检测的意义

目的通过检测哮喘肺组织Bid和骨膜蛋白的表达水平,探讨Bid和骨膜蛋白参与哮喘炎症的机制。方法复制哮喘大鼠模型并取肺组织,采用免疫组化法和实时定量PCR法检测肺组织骨膜蛋白、BidmRNA与Bid蛋白的表达。结果哮喘组骨膜蛋白、BidmRNA和Bid蛋白的表达水平高于对照组(均P<0.05)。肺组织BidmRNA与Bid蛋白间、Bid蛋白与骨膜蛋白间均呈正相关(r=0.61、0.60,均P<0.05)。结论哮喘肺组织中骨膜蛋白和Bid可能具有促进哮喘气道炎症的作用。

中高职衔接学前教育专业卓越幼儿教师培养的思考

通过问卷调查法与访谈法,对中高职衔接对口招生模式、分段贯通模式及五年一贯制模式学前教育专业共762名学生进行调查,了解她们对现代学徒制的了解程度、期望以及参与意愿等。结果显示:学生对于现代学徒制的了解程度与其参与意愿之间呈正相关;学生普遍认为现代学徒制可以增强其专业知识与能力;在时间上,学生倾向于以月为单位,校企交替培养;参与现代学徒制的期望集中于"成为优秀专业人才";不同学制系统下学生需求不同。基于以上研究,为更好地实现通过现代学徒制培养卓越教师的目的,结合具体实践提出以下策略:选好苗、选好园,开展现代学徒制,培养卓越教师;双导师协同联动,关注卓越教师的全方位多角度的培养;实行"双标准"学徒评价,推进卓越教师综合能力的提升。

氧化锆表面不同处理方式对锆瓷与饰瓷结合强度的影响

目的:探讨不同方式处理对氧化锆陶瓷与饰瓷结合强度的影响。方法:制作40个氧化锆瓷块、10个镍铬合金片,并按照表面处理方法分为5组,即喷砂组(A组)、结合瓷组(B组)、热酸蚀组(C组)、氧化锆空白对照组(D组)、镍铬烤瓷对照组(E组)。5组试件处理完成后,采用粉浆涂塑法烧结大小为4 mm×4 mm×2 mm的饰瓷。通过万能试验机对所有试件进行剪切强度测试,每组随机抽取一个样本在电子显微镜下进行界面破坏形貌分析。结果:剪切强度结果显示:与D组相比,A组和B组剪切强度差异均无统计学意义(均P>0.05),且二者均显著小于E组(均P<0.05);C组剪切强度值显著高于D组、A组和B组(均P<0.05),但与E组相比差异无统计学意义(P>0.05)。结论:喷砂及烧结的结合瓷层对于增强锆瓷与饰瓷的结合强度无显著作用,热酸蚀可以显著增强锆瓷与饰瓷的结合强度。

白鹤灵芝总萘醌对高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝小鼠的作用研究

为评价白鹤灵芝总萘醌(Rhinacanthins-rich extract from Rhinacanthus nasutus,RRE)的降血脂及保护肝脏作用,采用高脂饲料诱导建立的非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic Fatty Liver Disease,NAFLD)小鼠模型,通过测定小鼠血清中总胆固醇(Total Cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(High Density Lipoprotein,HDL-C)、低密度脂蛋白(Low Density Lipoprotein,LDL-C)及肝脏及谷草转氨酶(Aspartate transaminase,AST)、谷丙转氨酶(Alanine transaminase,ALT)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AKP)的水平,以及肝脏组织进行病理学观察。动物实验结果表明,RRE干预后有效改善了NAFLD小鼠肝脏病理病变进程,缓解炎性损伤,减少肝脏脂肪颗粒堆积;高、中剂量均能显著降低NAFLD小鼠血清中TC、TG、LDL-C水平(P<0.05),极显著升高HDL-C水平(P<0.01),显著降低NAFLD小鼠血清中AST、ALT、AKP活力(P<0.05或P<0.01);其指标水平均优于熊果酸组;RRE低剂量组可显著降低NAFLD小鼠血清中TG、LDL-C、AST、水平(P<0.05),可降低TC、ALT、AKP水平,但无显著性差异(P>0.05);通过网络药理学对白鹤灵芝与NAFLD疾病相关作用靶点进行交集,结合分子对接技术对RRE的有效活性物质及作用机制进行预测,结果表明白鹤灵芝素-C(rhinacanthin-C)与交集靶点具有良好的结合潜力。研究表明RRE有显著的降血脂、改善脂质沉积和炎性损伤、保护肝脏的作用,其作用机制可能是rhinacanthin-C经由AMPK-SREBP1c-SIRT1信号调节脂质代谢紊乱发挥作用,为壮药白鹤灵芝开发为降血脂、改善脂肪肝的民族药物提供实验依据。

中高职衔接学前教育专业学生对现代学徒制的认识及参与意愿

通过问卷调查法与访谈法,对385名中高职衔接学前教育专业学生进行调查与访谈,了解学生对现代学徒制的认识和参与意愿。结果显示;集中讲座和答疑的方式,能够有效提高学生对现代学徒制的认识;学生对“入学即入职”表现出较高的兴趣;绝大部分学生比较认同“校园交替学习”这一规定;接近75%的学生有参与“现代学徒制”的意愿;学生希望在幼儿园学习期间,学校指导老师能采取线上线下混合式指导并随时随地予以指导;大部分学生希望通过现代学徒制获得五大领域内容的相关知识和幼儿发展知识,提高教学设计和组织能力、沟通能力,但相对忽视通识性知识、艺体知识、幼儿园课程知识、幼儿保教知识和反思能力及研究能力。

新型热电材料Y_(2)Te_(3)热电性能应变调控研究

具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y_(2)Te_(3)是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。本文采用第一性原理方法结合半经典玻尔兹曼输运理论,通过施加-4%到4%的应变对Y_(2)Te_(3)材料的热电性能进行应变调控。研究表明,施加压缩应变对Y_(2)Te_(3)材料热电性能的提高优于施加拉伸应变。300 K下p型Y_(2)Te_(3)的最大功率因数由0.4 mW·m^(-1)·K-2提升到1.6 mW·m^(-1)·K-2,n型Y_(2)Te_(3)在压缩应变下最大功率因数由8 mW·m^(-1)·K^(-2)提升到11 mW·m^(-1)·K^(-2)。300 K下p型Y_(2)Te_(3)在应变调控下最大热电优值ZT由0.07提升到0.15,n型Y_(2)Te_(3)在压缩应变下最大热电优值ZT由0.7提升到0.9。因此,n型Y_(2)Te_(3)具有非常优异的热电性能,通过施加应变可以有效调控Y_(2)Te_(3)材料的热电性能,n型Y_(2)Te_(3)具有作为热电材料的巨大潜力。

基于聚类边界提取的支持向量机算法

传统的支持向量机都是训练大规模的数据样本,需要花费较多的时间,这使得支持向量机的应用受到了限制,为了较好的推广,提出了一系列优化算法,比如支持向量预提取方法[1]、边界样本选取以及改进的各种算法,提高了训练的准确性、泛化能力、训练效率。提出了在聚类后删除纯簇的方法提取边界样本点,在此基础上又提出了采用改进的聚类算法在聚类后删除纯簇提取边界样本点的方式得到新的训练样本,再利用支持向量机训练分类器。实验验证了此方法不仅提高了训练的效率,而且提高了分类的准确率。

渗透性气体介质沿机械密封端面逆泄漏方向逃逸行为数值研究

研究穿透性、挥发性较强的气体介质如氦气、氩气、氟利昂沿机械密封端面逆泄漏通道向阻隔液的扩散问题。针对某型主泵双端面机械密封,以32#透平油作为阻隔液,基于分子动力学计算氩气分子、氟利昂分子在32~#透平油中的平均均方位移,采用线性拟合方法获得氩气分子、氟利昂分子的近似扩散系数,计算接触式机械密封的泄漏量,并与氩气、氟利昂气体反向渗透量进行比较。结果表明,该型机械密封在正常工作过程中,氩气、氟利昂等渗透性较强的气体不存在通过扩散作用沿机械密封逆泄漏方向逃逸至大气的可能。

内蒙古河套灌区秋浇变化规律调查研究

秋浇不仅能够储墒、淋盐压碱,还能起到松土作用,是河套灌区传统的秋后淋盐、春季保墒的一种特殊的灌水制度,是河套灌区通过多年来实践经验总结而来。该文对河套灌区近20 a来的秋浇变化规律进行了调查和研究,研究结果表明,近20 a,受地下水位下降、气候变暖、土壤冻融期缩短、作物生长期缩短等多种因素的共同影响,秋浇时间整体后推,秋浇用水量呈波动式变化趋势,地下水位在年内呈现增加-减小-增加-减小-增加的双驼峰的变化趋势。

小二仙草总黄酮提取工艺的优化及其抗氧化活性分析

为优化小二仙草总黄酮的超声提取工艺,并探讨其抗氧化活性。本文采用单因素实验,以总黄酮得率为指标,考察乙醇体积分数、料液比、超声温度、提取时间对小二仙草总黄酮得率的影响,采用Box-Behnken法优化提取工艺。检测小二仙草总黄酮对DPPH和ABTS^(+)自由基的清除能力和总还原力。结果表明:小二仙草总黄酮的最佳提取工艺为乙醇体积分数76.15%、料液比1:39.66 g/mL、超声时间41.14 min,此时小二仙草总黄酮的得率为28.61±0.05 mg/g。小二仙草总黄酮均能有效清除DPPH和ABTS+自由基,且在一定范围内,清除能力随着质量浓度的增加而增强,其中小二仙草总黄酮清除ABTS+自由基能力最强,在浓度为3 mg/mL时,清除率达到98.28%,与3 mg/mL维生素C(清除率为99.81%)相当,且小二仙草总黄酮具有较高还原力,抗氧化活性较好。该工艺简便、可行,且提取的总黄酮具有良好的抗氧化活性。

新冠肺炎疫情期间幼儿家庭居家状况调查分析

为了解疫情期间幼儿家庭居家状况,研究通过自编问卷,在近70家幼儿园协同互助下,对6471位幼儿的家庭进行调查+研究发现幼儿家庭居家状况总体较好,但还存在一些尚需思考的现实问题,具体为家长一日作息规律程度不如幼儿;家长参与亲子互动的行动力不足;部分幼儿居家期间情绪和行为受到影响+面对幼儿家庭居家现状,在调查分析的基础上提出了相应建议,旨在为疫情期间幼儿家庭教育提供借鉴。

农田灌溉系统监测数据校准和融合技术研究

针对当前农田灌溉缺乏科学技术指导现状,已经出现如大水灌溉等粗放型灌溉现象,水资源浪费问题越加突出。基于物联网的精准农田灌溉系统体系结构,文中提出一种多传感器两级信息校准和融合算法。第一级采用BP神经网络算法校准传感器数据,第二级采用多传感器自适应加权数据融合算法。通过传感器校准和数据融合性能试验对算法有效性进行验证。结果表明,BP神经网络算法提高了数据的准确性,数据融合算法提供良好的数据融合效果,融合后土壤水分的平均相对误差由0.713%降低到0.389%,光照强度的平均相对误差由0.423%降低到0.238%。该研究为我国精准农田灌溉系统的发展提供一定的参考和借鉴。

白耙齿菌发酵茶体内降血脂及保护肝脏作用的研究

为研究白耙齿菌发酵茶的降血脂及保护肝脏功效,本实验采用高脂饲料诱导建立高血脂小鼠模型,将70只雄性昆明小鼠随机分为模型组、辛伐他汀组阳性对照组(10 mg/kg)、绿茶组(400 mg/kg),及白耙齿菌发酵茶高(400 mg/kg)、中(200 mg/kg)、低(100 mg/kg)剂量组,并另设空白对照组。空白对照组给予基础饲料,其余各组给予高脂饲料喂养。造模成功后,各组灌胃相应浓度的药物或茶汤。35 d后计算各组小鼠体重、肝重以及肝脏系数,检测血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)胆固醇及谷丙转氨酶(AST)、谷草转氨酶(ALT)、碱性磷酸酶(ALP)含量,检测肝组织超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSH)水平;并对肝脏组织进行病理学观察(HE)以及肝脏脂肪颗粒观察(油红O)。结果显示:白耙齿菌发酵茶高剂量组能显著降低高血脂小鼠TC、LDL-C、AST、ALT、ALP水平(P<0.05或P<0.01),其指标水平均接近于辛伐他汀组;极显著降低TG水平(P<0.01),并且与空白对照组TG水平相当;极显著升高HDL-C水平(P<0.01),其HDL-C水平接近辛伐他汀组;能显著降低高血脂小鼠肝脏中MDA含量并且低于辛伐他汀组,提高SOD活力接近空白对照组、GSH活力接近辛伐他汀组(P<0.05);能改善肝脏组织病理学结构,减少肝脏脂肪颗粒。上述实验结果表明:白耙齿菌发酵茶高剂量组能通过调节氧化应激等途径达到降血脂、改善脂肪肝和保护肝脏的作用。实验结果可为白耙齿菌发酵茶开发为抗氧化、降血脂、改善脂肪肝的功能菌茶提供一定的科学依据。

牙周病对种植修复影响的研究进展

种植修复已成为成年人牙齿缺失的重要修复方式,其预后受多种因素影响,其中牙周病对种植修复的影响日益受到关注。大量研究表明,牙周病患者种植体周围疾病的发生率高于牙周健康患者,且种植体失败率也相应增高。种植体周围疾病的致病菌与牙周致病菌关系密切。另外,牙周病患者种植修复的远期效果受定期口腔卫生维护及吸烟等多重因素的影响。本文从牙周病患者种植成功率、牙周病与种植体周围菌群异同及影响牙周病患者种植预后的因素3个方面作一综述。

香灰菌发酵茶水提物对高血脂小鼠脂质代谢的影响

为探究香灰菌发酵茶水提物(ASTAE)的降血脂以及肝脏保护功效,采用高脂饲料诱导构建高血脂小鼠模型,将80只昆明小鼠随机分为空白对照组(CK)、模型组(HF)、阳性对照组(UA,200 mg/kg)、绿茶组(GT,400 mg/kg)、香灰菌组(AS,400 mg/kg)以及香灰菌发酵茶水提物高(HA,400 mg/kg)、中(MA,200 mg/kg)、低剂量组(LA,100 mg/kg)。造模成功后,各组小鼠灌胃相应浓度的药物或茶汤,5周后,检测血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及谷丙转氨酶(AST)、谷草转氨酶(ALT)、肌酐(Scr)、尿氮素(BUN)和脂联素(ADPN)的含量;测定脏器指数,通过HE、油红O染色法观察肝脏脂肪病变及分布情况。结果显示:与HF组相比,HA组能极显著降低高血脂小鼠TC、TG、LDL-C、AST、ALT、BUN、Scr水平(P<0.01);极显著升高HDL-C、ADPN水平(P<0.01);HA、MA组可明显改善肝脏组织病理学结构,减少肝脏脂肪颗粒。结果表明ASTAE可以改善高血脂小鼠血脂异常,减少高血脂症小鼠肝脏中脂质沉积,其机制可能是通过调节高血脂小鼠体内脂联素含量水平,来实现对脂肪代谢的调控作用,进而达到降血脂、改善脂肪肝和保护肝脏的作用。