颠覆性技术识别与扩散趋势预测:概念模型与实证分析

发现并判断技术颠覆性潜力和扩散趋势,能够为国家和政府科技资源分配与未来产业的超前布局提供精准决策依据。首先,本文构建了颠覆性技术识别与扩散趋势预测的概念模型;其次,依据此模型以3D打印领域为例,从离群性和影响力维度识别颠覆性专利,提取颠覆性技术;最后,基于识别的颠覆性专利的施引专利,将自动标签和战略坐标应用于技术主题扩散路径绘制中,提出一种新的多位态自动标签技术主题扩散趋势预测方法,用于揭示核心、边缘、成熟、新兴等位态主题之间的动态扩散关系。研究发现,离群专利与颠覆性技术之间存在共生、匹配和关联的内在逻辑关系,从离群专利视角识别颠覆性技术具有可行性;1955—2017年,3D打印领域的颠覆性技术主要分布在高端装备制造、生物医药和材料3大方向,突出的技术领域是运输、发动机/泵/涡轮机、生物材料分析、半导体、环境技术;多位态自动标签技术主题扩散趋势预测结果显示,生物医疗3D打印技术主题未来发展潜力巨大。

掺杂Li^(+)的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)上转换发光增强及防伪应用

稀土发光材料由于其良好的上转换发光性能已经逐渐成为荧光防伪领域的研究热点。首先采用水热法合成了一系列不同Li^(+)掺杂浓度的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、上转换发射光谱测试等表征方法,对样品的形貌、尺寸和上转换发光性能进行了分析,并选择发光强度和效果最好的晶体应用于防伪识别。实验结果表明,NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)的XRD衍射图谱与标准六方相NaGdF4的衍射峰一致,衍射峰尖锐且没有杂峰,证明合成了高纯度高结晶度的NaGdF4∶Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)晶体。晶体的SEM图可以看出生成的样品为纯六方相,分布均匀,无团聚现象。共掺Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)对晶体的结构、形貌、尺寸几乎没有影响。从上转换发射光谱可以看出,15 mol%Li^(+)掺杂的NaGdF4∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体绿色发光强度是未掺杂Li^(+)的样品的6倍。考察了980 nm激光器的功率变化对未掺杂Li^(+)以及掺杂15 mol%Li^(+)样品的上转换发光性能的影响,发现随着激发功率从0.8 W增加到2.2 W的过程中,上转换发光强度逐渐增强。拟合后得到样品上转换过程中的所需光子数n值接近于2,为双光子发光过程。对NaGdF4∶Yb/Eu/Li进行了荧光寿命测试,5D_(1)能级的荧光寿命是未掺杂的1.4倍。最后,将形貌均匀、发光强度强的NaGdF_(4)∶0.2Yb/0.02Eu/0.15Li制成防伪油墨,通过丝网印刷技术在纸张、玻璃、塑料等材料上印刷荧光防伪图案。在980 nm激光的泵浦下,防伪图案发出明亮的绿光。在自然环境下,纸张上的防伪图案有很好的隐蔽性。图案中的“safe”字样长度为5.5 mm,字母间距为0.5 mm,在980 nm激光的泵浦下,仍然可以分辨清楚。将印制有防伪图案的塑料暴露在室外自然环境下一个月,图案没有明显改变。表明NaGdF_(4)∶0.2Yb/0.02Eu/0.15Li制成的防伪图案分辨率高,易于识别,受环境影响小,在防伪识别方面具有良好的应用前景。

基于电学成像与深度学习的蜂窝结构冲击损伤识别研究

针对蜂窝夹层结构遭受外物冲击的情况,提出结合电学成像和深度学习的方法,对冲击损伤进行在线监测和识别,为结构完整性评估和决策提供准确信息。首先通过丝网印刷技术,使用碳油墨和银浆油墨在结构表面分别制备感应层和导电线路;然后对不同数量、位置和尺寸的冲击损伤进行数值仿真,获取对应的感应层电导率变化与边界电压变化数据样本,由残差神经网络进行深度学习,建立二者的映射关系;最后在结构遭受冲击前后分别测量感应层的边界电压数据,通过训练好的残差神经网络重建感应层电导率变化分布的图像,实现损伤信息的识别。通过对蜂窝夹层结构进行低速冲击试验,验证了所提出技术和方法的可行性和有效性。

基于高光谱成像结合分光光度技术的喷墨打印墨水种类鉴别方法

在法庭科学实践中,往往需要通过对文件中字迹墨水的成分分析来精确地判定检材和样本文件的同一性。利用高光谱成像和分光光度技术结合化学计量法,提出了一种对喷墨打印墨水分类的方法。采集14台不同品牌、型号的四色喷墨打印墨水高光谱数据和色度值。计算出平均色度值后进行PCA降维处理和K-Means聚类分析,将样品初步分类,之后应用LightGBM、XGBoost和SVM模型共三种分类模型,以1∶4的比例确定测试集和训练集,对聚类分析结果中每一类别的样品进行逐一鉴别。结果表明,LightGBM和XGBoost对四色样品的分类精度都能达到95%以上,SVM的分类精度为100%。提出的方法能够做到无损、准确、快速地将不同品牌乃至型号的喷墨打印墨水进行区分。

基于响应面-遗传算法的印制电路板参数识别

印制电路板装配件(Printed Circuit Board Assembly,PCBA)在航空航天设备中有广泛应用,分析和优化航空设备中电子设备振动可靠性的必要前提是建立准确的PCBA有限元模型。针对PCBA有限元模型物理参数难以通过实验获取的问题,本文以某机载电子设备PCBA为案例,首先通过最小分辨率V(Minimum Run with Resolution V,MRRV)的中心复合设计(Central Composite Design,CCD)建立多因素模型响应面函数样本点;然后根据最小二乘法确定响应面函数系数并完成响应面精度检验,构建响应值与模态试验结果误差的多目标函数;再采用快速分类的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行多目标参数识别,将识别后的参数代入ABAQUS有限元模型进行仿真分析,最后与模态试验和随机振动试验结果进行对比。结果表明:模态频率平均误差减少到2.70%,随机振动响应平均误差为5.83%,验证了此方法对机载振动环境下PCBA模型参数识别的有效性。

变电站电力设备声纹振动在线监测技术研究

声纹振动监测技术作为一种新兴的在线监测手段,已在变电站电力设备的运行状态监测中得到广泛应用。在过去几年里,随着传感器技术、信号处理技术和数据分析算法的不断发展,声纹振动监测技术取得了显著的进展。本文深入研究了变电站电力设备的声纹振动监测技术,探讨了系统架构故障诊断与预测方法,并设计了声纹振动在线监测系统。研究结果表明,声纹振动监测技术在变电站电力设备故障识别和预测方面具有很高的准确性和可靠性。

印染生产过程二氧化碳排放源识别

分析研究了印染行业直接碳排放源识别和间接碳排放源识别,并通过典型案例分析得出印染行业碳酸盐、碳酸氢盐直接排放和能源消耗产生的间接碳排放占比。

基于稀疏优化的纺织品激光印花图像缺陷识别研究

通过对纺织品激光印花图像的缺陷识别,提高对纺织品印花质量检测能力,提出基于稀疏优化的纺织品激光印花图像缺陷识别方法,采用不同的像素块大小特征匹配方法实现对纺织品激光印花的瑕疵检测及显著图参数分析。采用纹理特征匹配方法实现对纺织品印花花边特征点提取与特征匹配处理,根据棉线与棉线间的纹理分布差异性,建立纺织品激光印花的稀疏化特征匹配特征检测模型,根据印花花边自身与生产的视觉特征表达能力,结合位置、尺度、旋转不变量的特征匹配结果实现对纺织品激光印花图像的缺陷识别和检测。测试结果表明,采用该方法进行纺织品激光印花图像缺陷识别的特征匹配能力较好,对缺陷部位的动态检测能力较强,具有很好的图像伪特征点筛出和特征检测能力。

纸质文献写本与刷印本文献的鉴识——以《甘肃工农业建设资料》为例

文章以《甘肃工农业建设资料》为例,总结纸质文献写本与刷印本文献鉴识活动的内容:传统纸质文献鉴识方式方法注重材料、色料、工艺的特征特性;纸质文献写本与刷印本鉴识应当更多地加入微观细化分析。

Auto-Aligned Sharing Fuzzy Fingerprint Vault

Recently, a cryptographic construct,called fuzzy vault, has been proposed for crypto-biometric systems, and some implementations for fingerprint have been reported to protect the stored fingerprint template by hiding the fingerprint features. However, all previous studies assumed that fingerprint features were pre-aligned, and automatic alignment in the fuzzy vault domain is a challenging issue.In this paper, an auto-aligned sharing fuzzy fingerprint vault based on a geometric hashing technique is proposed to address automatic alignment in the multiple-control fuzzy vault with a compartmented structure. The vulnerability analysis and experimental results indicate that, compared with original multiplecontrol fuzzy vault, the auto-aligned sharing fuzzy fingerprint vault can improve the security of the system.

基于RFID与蓝牙技术的智慧门禁系统设计

针对传统门禁系统开门方式单一、大规模录入信息效率低等问题,该设计采用可跨平台开发的Arduino板作为主控板。Arduino通过串行外设接口(SPI)与RFID模块建立通信、在相同波特率下与HC-06蓝牙模块建立通信,将按钮模块连接Arduino数字引脚后构成智慧门禁系统主体部分,应用3D打印技术打印门锁装置。结合按钮解锁、手机APP连接蓝牙输入密码解锁、使用高校学生卡进行信息录入与刷卡解锁三个试验,得出在Arduino集成开发环境设置同一布尔逻辑变量可以并行三种发送信号的方式,系统延迟为毫秒级;RFID与蓝牙技术相结合可以实现在RFID模块刷卡后即可在手机端查看卡自带的UID编码的结论。

基于标准化的防伪追溯标识组合印刷机组单元匹配研究

防伪追溯标识因具有多重防伪功能,其生产过程涉及多种防伪工艺,高速在线一体化生产一直是困扰业界的难题。本文在系统分析防伪追溯标识离线生产瓶颈工艺基础上,利用柔版印刷机可扩展性好的特点,开发了一体化组合印刷系统,实现了离线工艺在线化,使企业生产效率成倍提升,产品一致性、质量稳定性得到明显改善。

激光打印文件溯源的司法鉴定困境与出路

随着激光打印机的普遍使用以及打印技术的优化,涉及激光打印文件溯源的案件不断增多,案件的复杂程度也绝非以往。找寻机具打印过程遗留纸面的损伤特征、分析材料成分等常规方法已无法满足激光打印文件溯源的需要。业内急需行之有效的方法来解决机制文件溯源领域长期遵照使用的传统方法消亡问题,以及由此衍生的包括鉴定意见主观性强、信息标准化建设不高等困境。丰富数字化溯源方法、重构溯源体系或将为文件溯源困境带来曙光。

审美角度下平面广告界面创意元素特征提取方法

当前广告界面创意元素特征提取矩阵一般为单结构独立测定,提取的效率较低,导致曲线下面积(Area Under Curve,AUC)平均值下降,为此提出对审美角度下平面广告界面创意元素特征提取方法的设计与验证分析。测试结果表明:经过4个周期的测定,针对user+ad+history、user+ad、ad+history及user+history4种组合特征单元,最终进行特征提取得出的AUC平均值在第4个周期均在0.65以上,说明在审美角度下,当前特征提取形式更加真实、贴合需求,提取精准度更高,具有实际应用价值。

基于SSR分子标记的桃品种鉴别及指纹图谱构建

【目的】基于SSR分子标记分析桃主栽品种的遗传多样性和遗传背景,构建桃主栽品种的SSR分子指纹图谱。【方法】利用15个多态性高、重复性强的SSR分子标记,对我国26个桃主栽品种进行PCR扩增、毛细管荧光电泳检测,分析其遗传多样性,构建桃主栽品种的SSR分子指纹图谱。【结果】15对SSR引物在供试26个桃主栽品种中共检测到259个等位基因(Na)和213.41个有效等位基因(Ne),每个位点的平均Na和Ne分别为17.27个和14.23个;其中,位点BPPCT-025上检测到的Na和Ne数量最多,分别为23个和20.94个,而位点pchgms-54和UDP97-402上的Na(均12个)和Ne(10.31和10.04个)数量最少;期望杂合度和观察杂合度分别介于0.24~0.63和0.29~0.79之间,其平均值分别为0.43和0.54;多态性信息指数(PIC)在0.76~0.91之间,平均值为0.83。所采用15对SSR引物中,引物pchgms25的鉴别能力最强,能够将10个桃主栽品种鉴别开;而将引物pchgms25与PceGA25、UDP96-003、UD98-412-50、UDP98-409、UDP98-406、UDP97-402、Pchgms4-54和BPPCT-001相结合,可将供试26个桃主栽品种鉴别开,据此构建了26个桃主栽品种的SSR分子指纹图谱。26个桃主栽品种的遗传相似度较高(0.64~0.94),在遗传相似度系数0.70时,可将供试26个桃主栽品种分为3组,同一品系品种优先聚在一起,其分组聚类结果与品种来源基本一致。【结论】桃主栽品种的遗传多样性水平适中,遗传背景较狭窄,遗传相似度较高,不同品系间基因交流较少。本研究结果可为后期桃种质资源的创新、桃核心种质资源库的建立以及桃种质资源的保护与利用提供技术与理论支撑。

基于人手自然张开的多生物特征识别

手形和掌纹作为人手重要的生物特征可以用来进行身份识别。在人手自然张开、非接触式的采集条件下,基于手形识别匹配速度快和掌纹识别的识别率高的优点,采用基于匹配层的手形和掌纹融合方法,克服了单一手形识别的识别率低和掌纹识别匹配速度慢的缺点。手形采用手指的相对长度作为特征矢量,掌纹采用2D-Gabor对掌纹感兴趣区域(ROI)进行滤波,提取掌纹纹线的方向信息作为特征。在混合图库上进行实验,二者相结合的组合识别方法的识别率达到98.57%,减少了匹配时间。同时也研究了对于不同距离采集的手掌图像,实验结果表明手形和掌纹相结合的组合识别方法优势更为明显。

基于RFID应用的小型化印刷偶极子天线设计

为了研究满足工程需要的射频识别(RFID)标签天线,以2.45 GHz工作频段为例,给出了印刷偶极子标签天线及其小型化设计.所设计的2.45 GHz印刷偶极子标签天线的性能指标为:在驻波比小于1.5时,工作带宽约为450 MHz;天线增益为1.4 dB;天线尺寸大小为37 mm×45.8 mm.小型化后的天线尺寸缩小为31.8 mm×28.5 mm,面积减小了约47%,在驻波比小于1.5时,天线带宽约为220 MHz,天线增益为1.2 dB.此外,给出了小型化天线的实测结果,并且与理论结果进行了比较,结果吻合良好.

中国人唇纹研究初报

本文研究了1403名中国人的唇纹及唇纹的稳定性,统计分析了六种唇纹型的出现率。与日本人的资料作了比较和讨论。

线路板缺陷的图像检测方法

为提高线路板缺陷的自动检测能力,结合图像处理技术,提出了线路板缺陷的图像检测方法。该方法首先对Gerber文件解析,获取标准线路板图像;其次利用定位孔检测实现标准线路板图像与待检测图像的配准;然后结合形态学滤波,完成线路板缺陷区域定位;最后根据常见缺陷的特征,综合采用面积法、连通域法和缺陷边缘邻域法,实现了常见缺陷类型的自动识别。通过对真实线路板图像仿真缺陷的检测实验,其结果证明了该方法的有效性。

珂罗版印刷与传统书写墨迹的比较研究

珂罗版印刷是书画文物主要复制方法之一。由于该方法复制书画真迹印刷品仿真程度高,满足了广大书画爱好者研究和收藏的需要,同时给书画真伪识别带来一定的难度。本工作通过视频显微镜、扫描电子显微镜、红外光谱、拉曼光谱等多种检测手段对珂罗版印刷油墨和传统书写墨迹进行研究。结果表明,珂罗版印刷油墨与传统油烟墨和墨汁在形貌、成分方面均存在一定的差异,从而对可疑书画印刷品的鉴别提供了科学依据。