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基于自适应时间步脉冲神经网络的高效图像分类
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作者 李千鹏 贾顺程 +1 位作者 张铁林 陈亮 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1724-1735,共12页
脉冲神经网络(Spiking neural network,SNN)由于具有相对人工神经网络(Artifcial neural network,ANN)更低的计算能耗而受到广泛关注.然而,现有SNN大多基于同步计算模式且往往采用多时间步的方式来模拟动态的信息整合过程,因此带来了推... 脉冲神经网络(Spiking neural network,SNN)由于具有相对人工神经网络(Artifcial neural network,ANN)更低的计算能耗而受到广泛关注.然而,现有SNN大多基于同步计算模式且往往采用多时间步的方式来模拟动态的信息整合过程,因此带来了推理延迟增大和计算能耗增高等问题,使其在边缘智能设备上的高效运行大打折扣.针对这个问题,本文提出一种自适应时间步脉冲神经网络(Adaptive timestep improved spiking neural network,ATSNN)算法.该算法可以根据不同样本特征自适应选择合适的推理时间步,并通过设计一个时间依赖的新型损失函数来约束不同计算时间步的重要性.与此同时,针对上述ATSNN特点设计一款低能耗脉冲神经网络加速器,支持ATSNN算法在VGG和ResNet等成熟框架上的应用部署.在CIFAR10、CIFAR100、CIFAR10-DVS等标准数据集上软硬件实验结果显示,与当前固定时间步的SNN算法相比,ATSNN算法的精度基本不下降,并且推理延迟减少36.7%~58.7%,计算复杂度减少33.0%~57.0%.在硬件模拟器上的运行结果显示,ATSNN的计算能耗仅为GPU RTX 3090Ti的4.43%~7.88%.显示出脑启发神经形态软硬件的巨大优势. 展开更多
关键词 脉冲神经网络 低功耗推理 高效训练 低延迟
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辅助视障出行融合障碍物检测的路径规划研究进展
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作者 冯今瑀 张魁星 +1 位作者 张铁林 李延军 《计算机系统应用》 2024年第4期50-59,共10页
视障人士是社会中的弱势群体,独立出行面临重重障碍.为视障人士提供安全可靠的辅助设备体现了社会文明的进步.介绍了辅助视障出行有关的障碍物检测识别关键技术和路径规划相关算法.重点对障碍物检测之后的路径规划算法进行分析,综合对... 视障人士是社会中的弱势群体,独立出行面临重重障碍.为视障人士提供安全可靠的辅助设备体现了社会文明的进步.介绍了辅助视障出行有关的障碍物检测识别关键技术和路径规划相关算法.重点对障碍物检测之后的路径规划算法进行分析,综合对比各种技术的应用特点及场景并讨论了相关方法在视障辅助设备中的研究进展.总结了多技术融合使用在智能辅助设备中的应用现状.在此基础上,结合人工智能及嵌入式设备等技术的进步展望了未来辅助视障出行设备的发展方向. 展开更多
关键词 视障辅助设备 障碍物检测 路径规划 目标检测 深度强化学习
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基于情境与问题导向 培育学生核心素养——以“超重和失重”为例
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作者 张铁林 《物理教学探讨》 2024年第9期92-96,共5页
以超重和失重课堂教学为例,以发展学生的核心素养为目标,结合生活实际并利用现代信息技术创设了各种场景下的探究情境,引导学生观察、体验、探究、讨论,再现知识产生的过程;以物理情境为背景,以情境问题为驱动,以问题链为引导,培育学生... 以超重和失重课堂教学为例,以发展学生的核心素养为目标,结合生活实际并利用现代信息技术创设了各种场景下的探究情境,引导学生观察、体验、探究、讨论,再现知识产生的过程;以物理情境为背景,以情境问题为驱动,以问题链为引导,培育学生核心素养。 展开更多
关键词 情境 问题链 科学思维 核心素养
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脉冲神经网络研究现状及展望 被引量:20
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作者 张铁林 徐波 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1767-1785,共19页
脉冲神经网络(Spiking Neural Network,SNN)包含具有时序动力学特性的神经元节点、稳态-可塑性平衡的突触结构、功能特异性的网络环路等,高度借鉴了生物启发的局部非监督(如脉冲时序依赖可塑性、短时突触可塑性、局部稳态调节等)、全局... 脉冲神经网络(Spiking Neural Network,SNN)包含具有时序动力学特性的神经元节点、稳态-可塑性平衡的突触结构、功能特异性的网络环路等,高度借鉴了生物启发的局部非监督(如脉冲时序依赖可塑性、短时突触可塑性、局部稳态调节等)、全局弱监督(如多巴胺奖赏学习、基于能量的函数优化等)的生物优化方法,因此具有强大的时空信息表征、异步事件信息处理、网络自组织学习等能力.SNN的研究属于交叉学科,将深入融合脑科学和计算机科学,因此对其研究也可以主要分为两大类:一类是以更好地理解生物系统为最终目的;另一类是以追求卓越计算性能为优化目标.本文首先对当前这两大类SNN的研究进展、研究特点等进行分析,重点介绍基于Spike的多类异步信息编码、基于Motif分布的多亚型复杂网络结构、多层时钟网络自组织计算、神经形态计算芯片的软硬结合等.同时,介绍一种融合生物多尺度、多类型神经可塑性的高效SNN优化策略,使得SNN中的信度分配可以从宏观尺度有效覆盖到微观尺度,如全部的网络输出、网络隐层状态、局部的各个神经节点等,并部分解答生物系统是如何通过局部参数的调优而实现全局网络优化的问题.这将不仅为现有人工智能模型提高其认知能力指明一种可能的生物类优化方向,还为反向促进生命科学中生物神经网络的可塑性研究新发现提供启发.本文认为,脉冲神经网络的发展目标不是构建人工神经网络的生物版本替代品,而是通过突破生物启发的多尺度可塑性优化理论,去粗取精,最终实现具有生物认知计算特色的新一代高效脉冲神经网络模型,使其有望获得更快的学习速度、更小的能量消耗、更强的适应性和更好的可解释性等. 展开更多
关键词 脉冲神经网络 类脑智能 多尺度神经可塑性 认知计算
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土壤重金属镉污染现状、危害及治理措施 被引量:65
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作者 綦峥 齐越 +2 位作者 杨红 张铁林 凌娜 《食品安全质量检测学报》 CAS 2020年第7期2286-2294,共9页
镉是农田土壤污染中最常见的金属元素,也是一种剧毒金属,对食品安全乃至人类健康都构成了极大的威胁。不同的自然和人为因素是造成镉污染的主要原因,使得镉污染物最终在土壤中汇集,由于镉的微生物或化学损失极小,所以它能在土壤中长期存... 镉是农田土壤污染中最常见的金属元素,也是一种剧毒金属,对食品安全乃至人类健康都构成了极大的威胁。不同的自然和人为因素是造成镉污染的主要原因,使得镉污染物最终在土壤中汇集,由于镉的微生物或化学损失极小,所以它能在土壤中长期存在,从而进入食物链。土壤是构成生态系统的基本环境要素,是人类生存和发展的重要物质基础。土壤中镉污染是一个普遍存在的环境问题,严重威胁着土壤资源的可持续利用和粮食的安全种植。本文通过对国内外土壤中镉的污染现状、污染来源以及对人类健康危害进行分析,综述了物理、化学、生物修复以及综合治理措施。最后针对珍贵的黑土资源中镉污染现状、危害及治理措施进行展望。拟为减少重金属镉污染造成的土壤污染,恢复受污染土壤的生态功能提供依据。 展开更多
关键词 土壤污染 重金属镉 污染现状 治理措施
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重金属和抗生素抗性基因在土壤中的复合污染研究进展
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作者 綦峥 张铁林 +3 位作者 胡扬 袁洪亮 杨红 齐越 《食品安全质量检测学报》 CAS 2020年第19期6963-6969,共7页
抗生素滥用及其诱导产生的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)污染己经引起人们的广泛关注。与此同时,环境中重金属的污染状况也呈加剧趋势,与抗生素抗性基因不同,重金属在自然环境中很难被降解,二者同时存在不仅维持... 抗生素滥用及其诱导产生的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)污染己经引起人们的广泛关注。与此同时,环境中重金属的污染状况也呈加剧趋势,与抗生素抗性基因不同,重金属在自然环境中很难被降解,二者同时存在不仅维持和加强了环境中的微生物对重金属的原有抗性,同时增强了对抗生素抗性基因的抗性。目前,重金属污染地区的养殖业中动植物细菌传染病的抗生素治疗总是无效的,其原因可能是重金属离子和抗生素抗性基因的协同抗性在选择压力下得到增强。本文总结了我国抗生素抗性基因和重金属元素在土壤中的污染状况及其复合污染特征,综述了这2类物质在土壤中的协同选择机制和综合修复措施,以期为重金属和抗生素抗性基因带来的污染所致危害的减轻和未来复合污染相关研究的深入提供参考。 展开更多
关键词 土壤污染 重金属 抗生素抗性基因 协同选择抗性机制 治理措施
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Oviposition preference of Anoplophora glabripennis emerging from five host tree species under field conditions 被引量:2
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作者 YAN Xiong-fei LI Xiao-juan +3 位作者 LUO You-qing XU Zhi-chun TIAN Gui-fang zhang tie-lin 《Forestry Studies in China》 CAS 2008年第1期23-26,共4页
The Asian longhorned beetle (ALB), Anoplophora glabripennis (Motschulsky) is a polyphagous woodborer of hardwood trees. In order to well understand the oviposition preference of A. glabripennis emerging from diffe... The Asian longhorned beetle (ALB), Anoplophora glabripennis (Motschulsky) is a polyphagous woodborer of hardwood trees. In order to well understand the oviposition preference of A. glabripennis emerging from different larval host tree species, we selected five common host tree species in the field and evaluated its oviposition preferences. The five host tree species are Acer negundo (AN), Salix matsudana f. lobato-glandulosa (SM), Populus nigra L. var. thevestina (Dode) Bean (PN), P. simonii × P. pyramidalis cv. Opera 8277 (PS) and P. alba var. pyramidalis (PA). Results show that adult beetles emerging from these five tree species almost have the same oviposition phenomenon. All adult beetles, except those emerging from PS, chewed the highest potential sites and laid most eggs on AN trees. Adult beetles emerging from AN, PN, PS and PA did not chew any sites nor laid any eggs on PA trees. These results showed that adult A. glabripennis emerging from the five host tree species did not show any clear oviposition preference for their larval host tree species in the field but they did present the most obvious preference for AN and the lowest preference for PA. 展开更多
关键词 Anoplophrora glabripennis host trees oviposition preference
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黑龙江省2017-2018年老年活动性肺结核流行病学特征分析 被引量:6
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作者 王彦富 綦峥 +3 位作者 张铁林 刘畅 李洪海 闫兴录 《中国公共卫生管理》 2020年第2期234-238,共5页
目的分析2017-2018年黑龙江省老年活动性肺结核流行及耐药性特征,为老年结核防治工作提供基础数据。方法分别从性别、职业、学历、收入、医疗保障、居住地、吸烟饮酒习惯等方面分析黑龙江省1 045例60岁以上老年肺结核患者的分布特点;对... 目的分析2017-2018年黑龙江省老年活动性肺结核流行及耐药性特征,为老年结核防治工作提供基础数据。方法分别从性别、职业、学历、收入、医疗保障、居住地、吸烟饮酒习惯等方面分析黑龙江省1 045例60岁以上老年肺结核患者的分布特点;对326株菌株培养呈阳性的进行菌种鉴定,并对INH、SM、 EMB、RFP、OFX、KM 6种药物进行敏感性试验。采用χ^2检验进行比较,以P<0.05为差异有统计学意义。结果 2017-2018年老年肺结核患者人数占总就诊患者的31.33%(1 045/3 335),其中男性患者为女性患者的2.18倍(716/329),农民、文化程度低、收入低、有吸烟饮酒习惯者为老年肺结构主要患病人群。菌株培养结果显示,325株(99.69%)为结核分枝杆菌复合群菌株,240人对药物敏感,85人有耐药性,6种药物耐药顺序为SM (16.26%)>RFP(9.20%)>INH(9.20%)>OFX(7.06%)>EMB(3.68%)>KM(2.15%)。结论应对老年肺结核患者高危人群进行重点监控,并制定相关的干预措施。 展开更多
关键词 老年组 肺结核 分布特征 耐药性
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糖化血红蛋白与急性脑桥梗死患者预后的关系
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作者 张铁林 李瑞 吴舒梅 《中华全科医学》 2021年第12期2035-2037,2087,共4页
目的探讨糖化血红蛋白(HbA1c)与急性脑桥梗死患者预后的关系。方法分析2016年5月—2018年4月合肥市第八人民医院神经内科的85例急性脑桥梗死患者既往糖尿病史、入院后空腹血糖、HbA1c等因素与患者90 d随访时的改良Rankin评分(mRS)、日... 目的探讨糖化血红蛋白(HbA1c)与急性脑桥梗死患者预后的关系。方法分析2016年5月—2018年4月合肥市第八人民医院神经内科的85例急性脑桥梗死患者既往糖尿病史、入院后空腹血糖、HbA1c等因素与患者90 d随访时的改良Rankin评分(mRS)、日常生活自理能力(ADL)评分的关系。结果HbA1c与脑桥梗死患者90 d预后良好(mRS<3分)相关(OR=0.234,95%CI:0.073~0.784,P=0.014);HbA1c≥6.1%(OR=0.404,95%CI:0.138~1.188,P=0.100)、糖尿病史(OR=0.556,95%CI:0.197~1.565,P=0.266)、空腹血糖≥7.0 mmol/L(OR=0.516,95%CI:0.179~1.488,P=0.221)与患者90 d随访时日常生活自理能力(ADL>60分)不相关。HbA1c相比较糖尿病史及空腹血糖具有更高的AUC值(mRS<3分,AUC=0.725,95%CI:0.615~0.835,P=0.001;ADL>60分,AUC=0.682,95%CI:0.556~0.808,P=0.016)。结论相比于糖尿病史及空腹血糖等因素,HbA1c在评价急性脑桥梗死患者预后方面可能更具有优势。 展开更多
关键词 糖化血红蛋白 脑桥梗死 预后
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