论强化作为儿童道德教育的手段及其有效性

行为规范教育是儿童道德教育的开端,强化因此而成为必要的教育手段。操作强化在塑造行为上的有效性常会导致对其理论立场缺陷的忽视,致使儿童道德教育走向非道德甚至反道德。班杜拉的认知强化理论为强化赋予了特殊的涵义。伴随着解释的强化唤醒并维护了儿童最初的自主意识,促使认知在行为的习得和保持中发挥作用;认知强化理论对社会因素重要性的重视促使道德教育实践的转向,社会实践为认同的产生提供了唯一的现实背景。只有在理解和认同的双重作用下,儿童才能完成对道德规则的内化。

种芽生物营养强化机的设计与试验

针对营养功能性农产品供给不足和生物营养强化技术装备落后等问题,设计了种芽生物营养强化机。采取提高组分浓度差、压力差,以及透水交变真空等快速催芽技术,解决营养组分向种芽内高效传质问题。经绿豆芽富叶酸营养强化试验和发芽糙米富钙营养强化试验研究,结果表明:种芽生物营养强化机可生产高营养价值农产品,其生产的绿豆芽中叶酸含量可达1.486 mg/kg,发芽糙米中钙含量可达757 mg/kg,营养强化效果良好。

融合深度强化学习与算子优化的流式任务调度

针对实时性要求高和作业量大的流处理作业执行过程中,多个作业之间存在的相同处理片段可能会导致流处理引擎重复计算、资源浪费和处理性能低下的问题,提出了融合深度强化学习与算子优化的流式任务调度方法。首先利用算子优化算法将多个复杂的作业去重、重构,其次将重构得到的作业输入循环神经网络中得到任务的调度策略,最后利用强化学习模型进行调度策略的优化。所提方法利用算子优化减少了每个作业中创建的算子实例,结合深度强化学习自动发现最优的调度策略,有效地避免了因大量实例运行而造成的系统资源不足、数据拥塞等问题。对比实验结果表明,所提方法在吞吐量和延迟方面的表现更优异。

平衡强化训练对住院老年精神分裂症患者平衡能力的影响:一项随机对照试验

背景住院老年精神疾病患者跌倒发生率呈上升趋势,而运动不足和久坐不动的生活方式成为住院老年患者的现状,平衡训练可以有效减少跌倒已被证实,但在精神科运用甚少。目的探讨平衡强化训练对住院老年精神分裂症患者平衡能力的影响。方法选取2023年江西省某三级甲等精神专科医院老年科住院精神分裂症患者72例作为研究对象,采用随机数字表法分为试验组(36例)和对照组(36例)。对照组采用常规康复训练,试验组在对照组基础上采用平衡强化训练方案进行干预,在干预前及干预4、12周后,使用Berg平衡量表(BBS)和中文版Barthel指数(BI)以及国际版跌倒效能量表(FES-I)对两组患者进行评估。结果共62例患者完成训练,其中试验组30例,对照组32例。两因素重复测量方差分析显示,组别与时间对BBS、BI评分存在交互作用(P<0.05),组别对BBS评分主效应显著(P<0.05),对BI评分主效应不显著(P>0.05),时间对BBS、BI评分主效应均显著(P<0.05)。干预12周,试验组BBS、BI评分高于对照组(P<0.05)。组内比较显示,试验组干预4周BBS、BI评分高于干预前,干预12周后BBS、BI评分高于干预前、干预4周(P<0.05)。组别与时间对FES-I总分与室内、室外活动评分均存在交互作用(P<0.05);组别对FES-I室内活动评分主效应显著(P<0.05),对FES-I总分及室外活动评分主效应不显著(P>0.05);时间对FES-I总分及室内、室外活动评分主效应均显著(P<0.05)。干预12周,试验组FES-I总分及室内、室外活动评分高于对照组(P<0.05)。组内比较显示,试验组干预4周FES-I总分及室内、室外活动评分均高于干预前(P<0.05);试验组干预12周FES-I总分及室内、室外活动评分均高于干预前、干预4周(P<0.05)。结论平衡强化训练方案可有效提高住院老年精神分裂症患者平衡能力、生活自理能力及跌倒自我效能,降低跌倒风险。

双侧经皮椎体强化术中不同骨水泥填充量及分布形态的有限元分析

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水泥填充量及分布形态对骨折椎体生物力学的影响。方法:建立L_1-L_3骨质疏松有限元模型,在L_2节段模拟椎体压缩骨折,在骨质疏松性椎体压缩骨折模型上分别模拟4 mL及6 mL骨水泥注入量及双侧部分融合(FH型)、完全融合(FO型)、对称分离(SA型)、非对称分离(SN型)4种骨水泥分布形态,共获得9组模型。在相同边界条件下进行三维有限元求解,比较L_2骨折椎体的应力及位移。结果与结论:(1)9组模型的最大应力均集中于L_2骨折区域,各骨水泥填充骨折模型的L_2最大应力和最大位移均小于无骨水泥填充骨折模型,说明骨水泥填充治疗骨质疏松性椎体压缩骨折有效;(2)与4 mL骨水泥填充相比,6 mL骨水泥填充在提高骨折椎体稳定性的同时可显著降低骨折椎体应力,增强椎体强度;(3)在相同运动状态下,FH型组骨折椎体应力均为最小,其次为SA型组,该两组接近,FO型组骨折椎体应力最大,在侧弯动作中尤为明显,可能与骨水泥团块形状导致侧方应力集中有关;FH型组骨折椎体位移最小,FO型组骨折椎体位移最大;(4)结果显示,增加骨水泥注入剂量可以降低骨折椎体应力,提高稳定性,但会增加渗漏风险;双侧对称弥散分布骨水泥(FH型、SA型)在恢复椎体强度及稳定性上均优于完全融合、非对称分离骨水泥,因此,临床上行双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折时,首先保证双侧对称弥散分布,优先推荐双侧部分融合型分布,可获得合适的应力刺激及较好的稳定性。

Y_(2)O_(3)弥散强化高速钢的激光选区熔化制备及性能

为提高高速钢的综合性能,利用行星式球磨机将M2高速钢(W_(6)Mo_(5)Cr_(4)V_(2))粉体与纳米尺寸的Y_(2)O_(3)颗粒进行低能球磨混合,并采用激光选区熔化制备Y_(2)O_(3)弥散强化M2高速钢.实验结果表明,球磨后的M2高速钢粉体基本呈球形,未发生严重变形,表面嵌布大量纳米级Y_(2)O_(3)颗粒.激光选区熔化成形的Y_(2)O_(3)弥散强化M2高速钢试样的致密度为98.3%,纵向微观组织主要为等轴晶和柱状枝晶,横向微观组织为等轴晶,平均晶粒尺寸为900 nm.X射线衍射结果显示Y_(2)O_(3)颗粒的加入对M2高速钢物相种类影响不大,仍由马氏体相、残余奥氏体相和碳化物组成.其抗拉强度达到了943 MPa,与未添加Y_(2)O_(3)颗粒的高速钢相比,强度提高了36%.

基于强化学习的云环境下大数据能效策略模型

大数据需要大量的云资源进行数据处理和分析,运行起来需要消耗较多的能源,在处理大数据的云环境中,资源数量和任务数量呈指数级增长,导致云数据中心的功耗增加。基于此,提出了一种基于强化学习的云环境下大数据能效策略模型,该模型利用DPSO和DQN的集成来更好地估计和校正数据维数缺陷。将所提出的模型与传统的DQN和负载感知算法加以比较。结果表明,随着任务数量的增加,所提模型在大数据处理方面的性能优于传统DQN和负载感知算法,为绿色云环境下的资源配置提供了一种节能方案。

经皮椎体成形联合椎弓根强化治疗重度骨质疏松性椎体骨折的有限元分析

背景:椎弓根内骨水泥灌注联合椎体成形已被用于治疗Kummell病和椎弓根溶骨性转移瘤等疾病,但该手术方式对相邻椎体及椎间盘的影响尚不明确。目的:应用三维有限元模型探讨经皮椎体成形联合椎弓根强化术治疗重度骨质疏松性椎体骨折对邻近节段椎体以及椎间盘相关生物力学的影响。方法:选择1位已完成经皮椎体成形联合椎弓根强化术的重度骨质疏松性椎体骨折(L1)女性患者,并提取其术前及术后的CT文件,研究范围为T_(12)-L_(2)(包括伤椎、邻近椎体和椎间盘)。通过Mimics、SolidWorks和Geomagic等软件分别建立了术前、术后三维脊柱功能单元的有限元模型。在T_(12)上终板垂直方向加载500 N力矩和10 N·m旋转力矩,模拟前屈、后伸、侧屈和旋转等运动方位,分析手术前后相邻节段椎体终板和椎间盘的应力变化情况。结果与结论:①成功建立了术前和术后脊柱功能单元的三维有限元模型;②通过计算得出,在模拟载荷下,术后T_(12)下终板应力分布更均匀且最大应力值减小,与术前相比无显著差异(P>0.05);术后L_(2)上终板应力分布更均匀且最大应力与术前无显著差异(P>0.05);同样,术后T_(12)/L_(1)、L_(1)/L_(2)椎间盘应力分布也更均匀且最大应力值均显著减小(P<0.05);③因此,经皮椎体成形联合椎弓根强化能够有效改善术后相邻椎体终板和椎间盘的应力分布,并能够减小应力,最终降低术后再骨折风险以及显著延缓椎间盘退变。

个体化精准穿刺椎体强化治疗不同类型骨质疏松性椎体压缩骨折的生物力学分析

背景:个体化精准穿刺入路是近年来提出椎体强化治疗的新型入路方式,并且已经取得了良好的临床疗效,但仍缺少相关生物力学研究。目的:采用有限元分析方法探讨个体化精准穿刺椎体强化治疗对骨质疏松性椎体压缩骨折椎体终板以及椎间盘生物力学的影响。方法:使用3例已完成个体化精准穿刺椎体强化治疗的骨质疏松性椎体压缩骨折患者术前和术后的CT影像资料,建立楔形型、双凹型、塌陷型术前和术后共6个模型。在椎体垂直方向加载500 N力矩和10 N/m旋转力矩,模拟正常椎体的生理活动,包括前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转和右旋转,观察个体化精准穿刺椎体强化治疗后不同类型骨折椎体终板、邻近终板以及椎间盘的应力变化。结果与结论:①成功建立了个体化精准穿刺椎体强化术前和术后脊柱功能单元的三维有限元模型;②个体化精准穿刺椎体强化术后,楔形型、双凹型及塌陷型骨折椎体终板和邻近椎体终板的最大von Mises应力值均有一定程度的减小;楔形型邻近椎体T_(10)下终板和塌陷型邻近椎体L1上终板的术后最大von Mises应力值增加;③个体化精准穿刺椎体强化术后,3种有限元模型的相邻椎间盘整体最大von Mises应力值均减小;④结果表明,个体化精准穿刺椎体强化治疗可在一定程度上减轻楔形型、双凹型和塌陷型椎体终板的最大von Mises应力值,降低术后椎体再骨折的风险;此外,还可减轻椎间盘的最大von Mises应力值,理论上也能够在一定程度上缓解椎间盘退变。

椎体骨皮质强化差异对骨质疏松性椎体压缩性骨折生物力学的影响

背景:骨质疏松性椎体压缩性骨折经皮椎体成形过程中骨水泥在椎体内的骨皮质强化区域对脊柱生物力学及临床疗效有重要影响,但以往研究大多局限于二维层面。目的:采用有限元分析法探讨经皮椎体成形过程中骨水泥在椎体三维层面内骨皮质强化差异对骨质疏松性椎体压缩性骨折椎体、邻近椎间盘及终板生物力学分布的影响,以评估其效果。方法:建立T12椎体骨质疏松性压缩性骨折行经皮椎体成形治疗的有限元模型,从横断面、矢状面、冠状面对骨水泥有无皮质强化情况进行分组分析,研究不同体位变化下,骨皮质强化对T12椎体松质骨、皮质骨、T11/T12椎间盘、T12/L1椎间盘、T11下终板、L1上终板生物力学的影响。结果与结论:(1)在垂直压缩力作用下,经皮椎体成形过程中有或无骨水泥皮质强化在不同体位变化下除伤椎皮质骨以外结构应力变化均不明显;(2)伤椎皮质骨Von Mises应力值在人体前屈、左/右侧弯和左/右轴向旋转时差异显著,同一平面内骨皮质完全强化组较无骨皮质强化组最大Von Mises应力值明显变小,随着骨皮质强化越广泛Von Mises应力值整体呈下降趋势;(3)提示行经皮椎体成形治疗时,横断面内骨水泥应尽量广泛对称水平分布于椎体骨皮质边缘,矢状面内骨水泥应广泛纵向分布且靠近上下终板及前后壁,冠状面内骨水泥应广泛分布于中线两侧同时对称接触上下终板及侧壁,可有效避免伤椎再骨折风险且不增加邻椎骨折、残留盘源性疼痛风险。

碎软低渗煤储层强化与煤层气地面开发技术进展

我国碎软低渗煤储层分布广泛,然而由于其煤体松软、破碎、渗透性差,常规的直井/水平井煤储层直接压裂技术应用于碎软低渗煤储层强化及其煤层气地面开发的效果并不理想,碎软低渗煤储层煤层气的高效开发是制约我国煤层气产业大规模发展以及煤矿瓦斯高效治理的重要技术瓶颈。在系统分析我国碎软低渗煤储层特征及煤层气地面开发中存在的问题基础上,以水平井为基础井型,围绕间接压裂、应力释放和先固结后压裂3种不同的技术方向,梳理了目前碎软低渗煤储层强化与煤层气地面开发技术进展。归纳评述了以顶板间接压裂、夹矸层间接压裂以及硬煤分层间接压裂为内涵的间接压裂煤层气开发技术,以水力喷射造穴、气体动力造穴、扩孔+水力喷射+流体加卸载诱导失稳造穴、水力割缝为不同应力释放方式的应力释放煤层气开发技术,以及先微生物诱导碳酸钙固结碎软煤储层再进行水力压裂的先固结后压裂煤层气开发技术。间接压裂技术的工程实践探索已有较多积累,在地质条件适宜地区对碎软低渗煤储层强化取得了较好效果,而以应力释放为代表的碎软低渗煤储层强化新技术探索已取得重大进展,并进入工程试验和验证阶段。水平井应力释放技术针对碎软低渗煤储层特性和新的开发原理,其对储层改造潜力更大、煤层气开发效果会更好。基于水平井应力释放技术,围绕扩大应力释放范围、提高煤层气开发效果以及实现煤与煤层气共采3个方面,对碎软低渗煤储层强化及煤层气地面开发技术的发展趋势进行了展望,以期为改善我国碎软低渗煤储层增产改造效果以及提高煤层气单井产量提供参考。

基于特征强化U⁃Net的地震速度反演方法

基于深度神经网络的地震速度反演方法面临的挑战是:时间域地震数据与空间域模型信息间语义映射的弱对应关系导致多解性;神经网络将地震数据映射到速度模型过程中缺少有效引导,易受噪声干扰,影响反演精度。为此,提出一种基于特征强化U‑Net的地震速度反演方法。首先,通过多炮地震数据特征叠加使输入网络的地震时间序列信号与对应速度模型之间的空间关系更加明确;其次,基于多尺度特征融合的思想设计具有不同尺寸卷积核的模块,以增强网络对有效特征的学习能力;然后,利用注意力门引导网络,增强网络重点关注的特征;最后,结合瓶颈残差和预激活的思想,在网络中加入预激活瓶颈残差,避免梯度消失和网络退化。实验表明,该方法在地震速度反演方面具有更高的精度,并在抗噪声测试中效果较好,具有一定的泛化能力。

基于世界模型深度强化学习的含风电电力系统低碳经济调度

通过调度手段提高发电侧风电等可再生能源利用率,降低常规火电机组的碳排放是实现双碳目标的重要手段。针对含风电电力系统的低碳经济运行问题,提出一种基于世界模型深度强化学习的调度方法。首先,计及碳交易成本与发电成本构建了系统运行总成本最低的调度模型,采用基于世界模型的双延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)算法求解系统各机组最优出力策略。该算法通过“因果Transformer”神经网络的自注意力机制和多层堆叠结构学习世界模型以等效真实环境,进一步结合TD3算法在世界模型决策空间中开展大规模探索,提高决策稳定性。以改进IEEE30节点系统为例,通过所提算法求解得到各机组发电策略,实现了含风电电力系统的低碳经济调度目标,表明该方法能有效提升风电消纳,减少系统碳排放量,降低运行成本。

基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法

针对电力线信道阻抗变化复杂、负载阻抗不匹配造成通信质量差等问题,提出一种基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法,并验证分析了深度强化学习对于寻找最优匹配参数的可行性。首先,建立Π型网络结构,推导窄带匹配和宽带匹配场景下的最优匹配目标函数。其次,采用深度强化学习,利用智能体的移动模拟实际匹配网络的元件参数变化,设置含有理论值与最优匹配值参数的公式作为奖励,构建寻优匹配模型。然后,分别仿真验证了窄带匹配和宽带匹配两种应用场景并优化模型的网络参数。最后,仿真结果证明,经过训练后的最优模型运行时间较短且准确度较高,能够较好地自动匹配电力线载波通信负载阻抗变化,改善和提高电力线载波通信质量。

天然气井多相流强化携液理论及排液采气关键技术

天然气田稳产是保障我国能源安全的重大需求,气井积液是制约稳产的瓶颈,排液采气是保障稳产的关键。我国60%气井因积液年均产气量递减23%以上,且积液井数以年均5%的速率快速递增。由于对气井多相流动特性认识不足,传统排液采气技术仅适用于积液轻微的浅直井且排液率较低。研究团队近年来聚焦天然气井排液采气难题,构建了基于气液流动结构调控的强化携液理论,突破了经典临界流速携液理论仅适用于环雾状流的局限;发明了抗油耐矿化度泡沫排液、复杂井筒速度管柱排液、超声速喷嘴雾化排液、气举柱塞接力举升排液等适用气井不同积液状态的高效低成本排液采气系列关键技术。研究成果已推广至长庆气田、中外合作开发区等11个气区,累计应用近12000口气井,占我国积液气井总数的30%以上。

激光冲击强化技术在核电领域的研究进展

激光冲击强化技术属于改善金属性能的重要表面形变强化技术,因其独特的技术优势在航天及船舶领域获得广泛应用。随着科技的发展研发出多种激光冲击强化技术,并逐渐开始在核电装备领域获得应用,然而针对该技术在核电领域的研究进展缺乏系统的综述。先通过介绍不同表面形变强化技术,叙述激光冲击强化技术的发展,阐述激光冲击强化机制,最后综述激光冲击强化技术在核电领域的应用研究进展。总结发现,激光冲击强化技术可有效改善核电领域材料力学、摩擦磨损及腐蚀性能,但传统和添加辅助手段激光冲击强化技术受约束层和吸收层影响较大,无涂激光冲击强化技术对金属易产生热效应,飞秒激光冲击强化影响层浅且强化效果差,不同工艺技术在核电领域提升摩擦磨损性能研究较少。对不同工艺激光冲击强化机理及在核电领域材料不同性能的提升进行深入研究,为进一步提升激光冲击强化技术在核电领域材料的应用提供理论基础,可为核电领域关键装备进行强化、提升核电装备运行寿命提供参考。

多智能体深度强化学习研究进展

深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)在近年受到广泛的关注,并在各种领域取得显著的成功.由于现实环境通常包括多个与环境交互的智能体,多智能体深度强化学习(Multi-Agent Deep Reinforcement Learning,MADRL)获得蓬勃的发展,在各种复杂的序列决策任务上取得优异的表现.本文对多智能体深度强化学习的工作进展进行综述,主要内容分为三个部分.首先,我们回顾了几种常见的多智能体强化学习问题表示及其对应的合作、竞争和混合任务.其次,我们对目前的MADRL方法进行了全新的多维度的分类,并对不同类别的方法展开进一步介绍.其中,我们重点综述值函数分解方法,基于通信的MADRL方法以及基于图神经网络的MADRL方法.最后,我们研究了MADRL方法在现实场景中的主要应用.希望本文能够为即将进入这一快速发展领域的新研究人员和希望获得全方位了解并根据最新进展确定新方向的现有领域专家提供帮助.

结合深度强化学习的边缘计算网络服务功能链时延优化部署方法

该文针对边缘网络资源受限且对业务流端到端时延容忍度低的问题,结合深度强化学习与基于时延的Dijkstra寻路算法提出一种面向时延优化的服务功能链(SFC)部署方法。首先,设计一种基于注意力机制的序列到序列(Seq2Seq)代理网络和基于时延的Dijkstra寻路算法,用于产生虚拟网络功能(VNF)的部署以及服务SFC的链路映射,同时考虑了时延优化模型的约束问题,采用拉格朗日松弛技术将其纳入强化学习目标函数中;其次,为了辅助网络代理快速收敛,采用基线评估器网络评估部署策略的预期奖励值;最后,在测试阶段,通过贪婪搜索及抽样技术降低网络收敛到局部最优的概率,从而改进模型的部署。对比实验表明,该方法在网络资源受限的情况下,比First-Fit算法与TabuSearch算法的时延分别降低了约10%和86.3%,且较这两种算法稳定约74.2%与84.4%。该方法能较稳定地提供更低时延的端到端服务,使时延敏感类业务获得更好体验。

基于深度强化学习的电-气区域综合能源系统安全校正控制决策方法

电–气区域综合能源系统电、气相互耦合与影响,使得其安全校正控制难度大且对快速性要求高,为此,提出一种基于深度确定性策略梯度(deepdeterministicpolicy gradient,DDPG)算法的安全校正控制决策方法。首先,进行系统多能流与变量分析,建立安全校正控制的目标与约束条件。然后,构建基于DDPG的安全校正控制模型,设计目标奖励和各种约束条件奖励,提出结合基于综合灵敏度的安全校正知识经验设计目标奖励函数,使调整具有方向性,且目标奖励考虑能量枢纽(energy hub,EH)的经济效益及其可再生能源消纳;通过智能体离线训练,使其能够在线做出实时最优的安全校正控制策略,预先产生专家经验数据集存放于经验回放池,提高训练速度和收敛性。最后,通过含EH电–气区域综合能源系统仿真算例验证了所提方法的有效性。

考虑行为克隆的深度强化学习股票交易策略

为提高股票投资的收益并降低风险,将模仿学习中的行为克隆思想引入深度强化学习框架中设计股票交易策略。在策略设计过程中,将对决DQN深度强化学习算法和行为克隆进行结合,使智能体在自主探索的同时模仿事先构造的投资专家的决策。选择不同行业的股票进行数值实验,说明了所设计的交易策略在年化收益率、夏普比率和卡玛比率等收益与风险指标上优于对比策略。研究结果表明:将模仿学习与深度强化学习相结合可以使智能体同时具有探索和模仿能力,从而提高模型的泛化能力和策略的适用性。