格子模型中蛋白质折叠的有效运动集

改进的遗传算法应用格子模型的一种新的运动集来优化蛋白质折叠过程。谊新的运动集包含所有时称构象以及传统的运动模式,使其更适用于蛋白质折叠模拟。通过在格子模型中的实验我们发现,利用新的运动集明显优于传统使用的运动集。改进的遗传算法是一种进化算法,该算法适合搜索任何HP序列。

复杂环境下无人机集群运动一致性的群体熵度量

针对无人机集群在多障碍物或空间受限等复杂环境中协同飞行时无法实现群体自主的协同演化及适应环境、态势的变化,导致整个群体运动产生振荡、失控等一致性差的问题,提出一种无人机集群运动一致性的群体熵度量理论。通过建立群体运动行为稳定程度的熵度量函数,作为个体之间协同运动的适应度值指标,实现复杂环境下无人机集群运动一致性的自适应调节。最后进行仿真实验,相比传统无人机集群算法,引入群体熵度量的无人机运动集聚收敛速度提高30%,复杂环境中集群运动的熵值波动范围下降21.8%,有效证明群体熵度量对于无人机集群运动一致性的提高。

我国中小企业产业集群集聚若干问题研究——以福建晋江运动鞋产业集群为例证

入世后,中小企业的问题引起了我国经济学、管理学研究者的高度重视,中小企业集聚战略已成为提升区域竞争力的重要措施之一。文章以晋江运动鞋行业为例证,分析了中小企业产业集群集聚的竞争优势和形成条件。

集群运动:唯像描述与动力学机制

鉴于生物群体在空间中展现出的大规模集群运动已经成为集群行为研究的一大热点,从集群运动的唯像描述到动力学机制的逻辑线索展开综述。唯像描述部分中主要介绍"一致性序参量"、"集群对称破缺"、"集群规模分布"和"空间关联"等集群运动的唯像特征。它们大都具有定量的实证基础,有些还体现出一定的定量普适性(适用于多物种)。在动力学机制部分分别介绍"吸引与排斥"、"对齐规则"、"相互作用范围"、"个体异质性"和"相互作用的线性叠加"等微观规则,重点总结了基于轨迹追踪的机制推断成果。还特别着重区分实证与假设。通过这样的逻辑梳理,既描绘出"集群运动"这一新兴领域在不长的时间里积累的丰硕成果,又清晰地系统展现出我们在追求集群运动普适律的道路上已经走了多远,以及摆在面前的重要问题。

基于Frenet标架下三维元胞自动机的航母舰载机集群运动建模

航母舰载机运动包括二维甲板上的运动和三维空域内的运动.二维甲板面易受海面复杂扰动而发生运动,三维空域涉及区域又非常大,这使得实现航母舰载机集群运动建模成为一项具有挑战性的问题.目前国内外公开的研究工作很少有涉及舰载机集群运动的,可以借鉴的关于飞行器集群方面工作中又很少有涉及整个飞行空域内集群运动的模拟.针对上述问题,提出了一种基于Frenet活动标架下的三维元胞自动机模型来实现舰载机集群运动模拟,通过沿舰载机预定航线轨迹构建Frenet活动标架,基于该标架进行元胞剖分并采用三维元胞自动机模型建模求解整个空域内舰载机之间的运动,最终实现整个空域内舰载机集群运动的模拟.在PS机上基于各种虚拟数据集对舰载机的运动进行实验模拟,结果表明,文中方法可以较好地模拟舰载机在多种环境下的起降以及巡航行为,并且针对5 km的航线,可以实时计算模拟约8万架次舰载机的运动状态.

基于形态及运动相关分析的细胞集群识别与追踪

人类许多重大疾病,如肿瘤发生和转移等,都与细胞运动息息相关。通过细胞追踪揭示细胞行为以及细胞运动的特定规律,可为疾病医学研究提供可靠依据。当前对细胞追踪的研究手段主要有细胞染色方式和图像分析方式两种。细胞染色方法过程繁琐,成本昂贵,尤其在针对大量细胞追踪和细胞的生长、增殖过程时,精确度不高。图像分析作为新的一种研究方法,基于图像处理和机器学习,减少了人为操作,可以得到更为客观和准确的结果。本文通过长期活细胞培养,使用cellprofiler软件对显微成像后的细胞进行分割,提取细胞轮廓,最后捕捉图片中所有细胞的形态,并测量得到其形态参数,如大小、位置、长宽比等信息。对比时间序列,利用轮廓跟踪方法对同一帧和不同帧图像中的细胞形态特征相关性进行分析与比较,用提取出来的特征参数把相邻两帧中的所有细胞一一匹配,实现细胞与细胞之间的最佳匹配,进而实现大量细胞的追踪。轮廓跟踪方法主要使用目标区域的内在信息编码,这些信息可以由外观密度和形状模型构成。如果已知一个目标模型,形状匹配和外形提取分割都可以实现跟踪。本文从形态特征分析出发,结合实验对比,表明细胞的运动可以通过单个细胞的形态去追踪。本文采用的图像处理方法有助于探寻疾病细胞如癌细胞的集群运动机理,为重大疾病的提前诊断与手术治疗提供关键依据。

野生短尾猴集群运动的跟随者特征研究

群居动物在群体运动过程中通过形成领导-跟随模式以保持运动方向和时间的一致性,这一模式在长期进化中被选择下来。目前大多数研究集中于领导力的类型及其影响因素,但较少关注对跟随者特征的研究。为了探究跟随者与集群运动成功率之间的潜在关系,以安徽黄山的野生短尾猴(Macaca thibetana) YA1群为研究对象,采用全事件取样法(All occurrences recording)、目标动物取样法(Focal animal sampling)和随机取样法(Ad libitum sampling)观察记录成年个体在集群运动中的跟随过程,阐明跟随者的特点和影响因素,分析跟随者对集群运动成功率的影响。结果发现:跟随者特征向量中心度与加入集群运动的次序存在正相关关系(P=0. 000),跟随者年龄与集群运动成功率无相关性(P=0. 728),潜在跟随者的数量与集群运动的成功发起时间无相关性(P=0. 669),跟随者的亲缘关系与集群运动成功率之间也存在正相关关系(P=0. 000)。此外,社会等级与集群运动成功率之间存在正相关关系(雄性:P=0. 030;雌性:P=0. 001)。这些结果表明跟随者的社会中心度、社会等级以及亲缘关系在集群运动中起着重要作用,决定着集群运动的成功率。为揭示群居动物维持群体凝聚力提供了新的视角。

基于全球价值链驱动力视角审视我国运动鞋业集群升级

文章以全球价值链理论为基础,以我国体育运动鞋业集群为对象,从驱动力的视角提出我国体育用品产业集群进行研究。从全球价值链驱动力的角度,从本地和全球两个维度,提出我国运动鞋业集群化发展升级对策,为产业集群的发展和政策的制定提供依据。

基于图网络的集群运动预测研究

集群动力学是软物质领域的研究热点和前沿视角,集群运动的同步机制存在着丰富的潜在规律和应用价值。该文构建了一种基于加权集群动力学的图网络模型,该模型从粒子的位置、运动方向特征以及邻居的影响中学习集群运动的演化机制,可以实现对集群运动过程的长期预测。实验结果表明,图网络模型可以对集群运动过程中的序参量进行预测,涵盖不同的噪声和视野半径,预测效果较好。模型构建后,无需进行复杂的动力学模拟和计算,就可以得到不同条件参数下集群运动系统序参量的值,从而快速量化集群运动的同步程度,节省时间成本,对集群的智能控制具有重要意义。

鱼类集群运动的注意力模型研究

自然界中的生物集群运动现象十分普遍,研究生物集群行为是人类控制复杂集群系统的关键。针对真实鱼群运动数据,借鉴注意力机制,设计出一种适用于鱼群运动分析的注意力模型。通过对自身和邻居的观测信息进行有效编码,构建注意力网络模型以获取适宜的注意力权重,利用注意力权重加权平均邻居的编码信息并进行解码,输出单体的运动决策。将该模型与真实鱼类的宏观运动特性进行比较,并采用多智能体仿真实验进行验证。实验结果表明,所提模型能有效驱动智能体模拟鱼群行为,为大规模实现多智能体集群运动奠定了基础。

空间多智能体编队控制集群运动的动力学建模及分析

本文基于对自组织系统集群运动的研究,结合图实现理论、微分方程动力学,为多智能体系统构建了做编队控制集群运动的三维动力学模型。首先,基于图实现理论以及智能体间的相互作用关系及期望距离,为智能体构造局部控制率。然后,为系统构造Lyapunov函数,并用Lyapunov稳定性理论证明随机产生智能体的初始位置和初始速度,系统总会以期望编队构型达到集群运动的稳定,即运动速度相同,方向一致。最后,分别给出三个不同构型的期望编队并进行模拟仿真,以此来验证理论结果。

具有多领导的Cucker-Smale模型的有限时间集群运动行为

研究具有多领导的Cucker-Smale模型的有限时间集群运动行为问题。把具有多领导者的Cucker-Smale模型转化成一个新的误差模型,并构造Lyapunov函数,最后得到当0≤β≤1/2时,无条件集群运动行为在有限时间内发生;当β>1/2时,条件集群运动行为在有限时间内发生。

智能空轨集运动车中梁组焊工艺研究

智能空轨集疏运系统主要由空轨、集运动车和控制部分组成。在空轨车辆制造中,中梁等部件要求具有高强度、大承载、小自重等特点,在实际生产中存在着不可避免的技术难题。通过对制作工艺及装置的研究,探索出了一种中梁制作工艺及装置,并在生产试制中验证了以上研究的适用性。

一种基于人工势场多AUV集群的实时避障方法

[目的]针对复杂水下环境中可能存在的多种障碍物,影响多自主式水下机器人(AUV)集群运动规划问题,提出一种基于人工势场的多AUV集群实时避障方法。[方法]首先,采用一种基于动态网络拓扑的编队方法,将AUV看作网络中的节点,通过设置势场函数来满足编队要求;然后,基于人工势场法对同时存在目标和障碍的区域建立势场函数,并将势场函数改进为指数函数,对AUV进行在线规划,实时完成多AUV集群避障的任务;最后,在Matlab软件中仿真设置10台AUV和6个障碍物进行仿真验证。[结果]仿真结果表明,采用该方法,AUV可以全部顺利地避开障碍物,准确到达目标点的安全区域。[结论]人工势场函数法可准确实现多AUV的实时避障,该技术的进步对提高军事作战能力具有重要的意义。

基于受损区域运动特征的时域错误隐藏算法

为解决视频压缩数据在网络传输中的误码或丢包问题,提出了一种适用于数字视频编码标准H.264的时域错误隐藏算法。该算法结合H.264中多尺寸编码块模式的特点,通过对受损块邻域块的模式分析来判定受损块模式,并针对各子块的运动类型分别建立相应的运动矢量候选集,从而选择最优运动矢量重建受损块。实验结果表明,该算法有效增强了对复杂运动区域重建的适应性,在不同的网络丢包率环境下均可实现较好的主观和客观重建图像质量。

一种利用Transformer的无人集群对抗态势要素识别方法

针对无人集群对抗问题中原始态势信息繁杂,难以准确识别集群阵型和集群运动趋势等态势要素的特点,为提高无人集群态势要素识别能力,设计了一种利用Transformer的无人集群对抗态势要素识别方法。基于Transformer模型的思想构建了可应用于无人集群对抗态势要素识别问题的Transformer-Decoder注意力层模型,实现良好的集群态势要素识别能力,设计层间注意力结构以改进提升了Transformer-Decoder的特征表达能力,进一步提高识别准确率。首先将集群态势序列信息输入到LSTM循环神经网络,编码成时序特征信息;然后使用Transformer-Decoder注意力模块和层间注意力模块提取集群的综合高阶态势信息,最后多维度分类网络和softmax层实现对多类态势要素的分类。实验结果表明:利用Transformer和层间注意力的无人集群对抗态势要素识别方法在态势要素分类问题上表现出良好的性能,能够同时对多类态势要素进行准确分类;相对于基线方法,利用Transformer和层间注意力的集群态势识别方法在集群阵型和运动趋势识别问题上具有更高的准确率。尤其在体现集群内部相对趋势的态势要素的分类问题上,该方法明显表现出更好的性能。

面向复杂障碍场的多智能体系统集群避障模型

针对在地面战场中机器人集群执行任务时的避障问题,建立复杂障碍场中多智能体系统集群避障模型。障碍体采用多边形进行几何建模,减少最小外接圆(球)描述时造成的通道变窄或堵死的概率。基于人工势能方法,给出智能体与智能体、智能体与障碍体、智能体与目标相互作用的数学模型和求解流程:以智能体外心与多边形障碍体内心、外心、边的相互关系,确定障碍体的排斥边和排斥区域;以智能体外心、多边形障碍体边以及目标的相互关系,确定多边形障碍体的捕获边和智能体的临时目标,解决智能体被多边形障碍体边捕获的问题。仿真结果表明:不论静态目标还是动态目标,该模型都可以实现多智能体系统的集群避障控制,验证了其实用性和有效性。

基于改进的RRT^(*)算法的AUV集群路径规划

[目的]针对微小型欠驱动自主式水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)集群控制问题,设计一种基于改进RRT^(*)算法的编队控制策略。[方法]RRT^(*)算法规划的路径陡变难以跟踪且收敛速度较慢,针对该问题提出改进方法。首先加入偏置函数使随机采样点靠近目标点,然后采用Dubins曲线平滑连接采样点,通过在可变半径范围内重新布线,并设计有关曲线长度与避障的代价函数,选择最优路径。依据代价和最小值为多AUV分配集结点,协调多AUV速度完成最小集结时间约束,随后设计基于Dubins路径的分段向量场构造方法,使得多AUV跟踪规划路径,到达目标集结点时速度与方向保持一致。[结果]仿真结果表明,多AUV编队平均路径长度缩短26.6%,平均集结时间缩短21.7%。[结论]该算法路径规划质量高,可顺利完成编队集结任务。

巴赫的《平均律键盘曲集》(第一册)

巴赫《平均律键盘曲集》历来被认为乃分别陆续写成，其前奏曲与赋格之间“并无美学与情绪联系”。本文通过对该曲集第一册中13首前奏曲与赋格的分析，证明它们之间事实上存在着材料、和声、节奏、音程的一致、相契、暗合、呼应的密切联系。本文又以C大调与C小调前奏曲为例，证明巴赫在“音乐运动”观念上超越所有同时代作曲家及大部份古典与浪漫派作曲家的深遂思维方式，以及由此为我们开拓的广阔而丰富的音乐天地。