基于Adaboost-INGO-HKELM的变压器故障辨识

针对目前变压器故障诊断准确率低的问题,提出一种多策略集成模型。首先通过等度量映射(isometric mapping, Isomap)对高维非线性不可分的变压器故障数据进行降维处理。其次,利用混合核极限学习机(hybrid kernel based extreme learning machine, HKELM)进行训练学习,考虑到HKELM模型易受参数影响,所以利用北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization, NGO)对其参数进行寻优。但由于NGO收敛速度较慢,易陷入局部最优,引入切比雪夫混沌映射、择优学习、自适应t分布联合策略对其进行改进。同时为了提高模型整体的准确率,通过结合Adaboost集成算法,构建Adaboost-INGO-HKELM变压器故障辨识模型。最后,将提出的Adaboost-INGO-HKELM模型与未进行降维处理的INGO-HKELM模型、Isomap-INGO-KELM模型、Adaboost-Isomap-GWO-SVM等7种模型的测试准确率进行对比。提出的Adaboost-INGO-HKELM模型的准确率可达96%,均高于其他模型,验证了该模型对变压器故障辨识具有很好的效果。

CBL教学法结合思维导图在超声医学教学中的应用

超声医学涵盖多门专业学科,实践性强、知识面广,短时间内难以全面掌握,传统教学方法难以激发学生的学习热情与兴趣。以案例为基础的教学法(case-based learning,CBL)通过典型案例引导学生进行讨论与思考,结合兼具系统与可视化功能的思维导图,将其应用于超声医学的教学中,对于激发学生学习热情、提升独立思考的能力、整合知识点、提高学习效率具有较大的帮助。在超声医学临床教学中,实施新教学方法的步骤包括:选取典型病例、绘制思维导图、鼓励学生参与思维导图的构建、设置案例进行情景模拟。为了适应新型教学方法,教师需要不断提升自己的专业素养和教学能力,加强与学生沟通互动,提升组织协调能力。学生需要多参加学术活动、阅读专业文献拓宽知识面,提升学习能力,课堂上主动思考,积极参加讨论与模拟。CBL教学法结合思维导图在超声医学教学中的应用能更充分地调动学生的主动性与积极性,整合知识点,厘清学习思路,培养良好的临床思维能力,进而提升学习效果。

基于体素症状病变映射方法对急性脑卒中后疲劳症状的研究

目的旨在确定急性脑卒中患者中功能性脑损伤与卒中后疲劳(PSF)的相关。方法回顾性分析2019年1月至2022年6月中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)连续收治的首次急性缺血性脑卒中患者的临床资料。卒中后疲劳评分采用疲劳严重程度量表进行评分。所有参与者均由3位高年资神经内科医师进行评估。患者均进行3.0T磁共振全脑扫描,包括弥散加权成像。人工勾画脑梗死病变区域,制作成相应图像模板。采用基于体素病变症状映射图谱(VLSM)来研究病变的位置与卒中后疲劳的发生和严重程度之间的关系。通过翻转对侧病变,也进行同样的分析,并且采用多变量逻辑回归分析来验证功能性脑损伤和PSF的相关性。结果在361例急性卒中患者中,142例(39.3%)患者在急性期被诊断为疲劳,116例(35.8%)患者在卒中后6个月随诊时被诊断为疲劳。VLSM分析显示,在6个月的随访中,右侧丘脑的聚集性病变与PSF的发生和严重程度显著相关(P<0.05)。与对侧病灶翻转分析相比,在卒中的急性期没有发现明显的聚集性疾病。翻转分析结果无统计学意义(P=0.311)。多变量逻辑回归证实,右丘脑病变负荷(OR=2.67,95%CI 1.46~4.88)是6个月PSF的预测因素。结论右侧丘脑病变增加了卒中6个月后出现卒中后疲劳症状的风险。

水稻矮化多蘖突变体mtd2/htd1-1的鉴定与图位克隆

株高是株型构成的重要因子,分蘖则是有效穗形成的基础,二者均是水稻重要的农艺性状.为研究株高和分蘖发育的分子机理,用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变保持系西大1B,从中鉴定到1个矮化多蘖突变体,命名为mtd2(more tiller and dwarfism 2).与野生型西大1B相比,mtd2的分蘖数(70.00个)是野生型的6.25倍,株高(49.12 cm)则为野生型的59.4%,同时还表现出小穗、短叶等特征.遗传分析表明:mtd2分蘖增多和植株矮化的突变表型呈共分离现象且受单隐性核基因调控.利用mtd2和缙恢10号杂交组合的F2隐性群体,最终将MTD2基因精细定位于第4染色体分子标记C04-2和C04-3之间157 kb的物理范围内,该区间内含1个已克隆的多蘖矮秆基因LOC_Os04g46470-HTD1.对定位区间内的HTD1进行DNA测序,发现其编码区有11个碱基缺失,导致移码突变.构建互补载体,转化突变体mtd2,其矮化多蘖表型恢复正常,表明mtd2是htd1的一个新等位突变体.细胞学分析发现:mtd2分蘖数增多是由于分蘖芽发育较快所致;qRT-PCR分析表明:MTD2可能参与独脚金内酯(SLs)相关的分蘖芽发育调控网络,这为进一步鉴定MTD2/HTD1基因的功能奠定了基础.

以案例为基础的学习结合思维导图应用于高仿真模拟人麻醉实践教学的研究

目的探讨以案例为基础的学习(CBL)结合思维导图应用于高仿真模拟人麻醉实践教学的效果。方法选取2018级麻醉学本科实习生20人,随机分为对照组和观察组,每组10名。对照组采用CBL结合高仿真模拟人实践教学模式,观察组采用CBL结合思维导图高仿真模拟人实践教学模式。教学结束后,通过考核、处理并发症反应时间、调查问卷比较两组教学效果。结果观察组理论基础成绩(92.14±2.81)分和病例分析成绩(92.03±2.75)分,高于对照组理论基础成绩(89.89±1.32)分和病例分析成绩(89.23±1.42)分,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组处理并发症反应时间(8.16±1.42)min,明显短于对照组(16.12±2.75)min,差异有统计学意义(P<0.01)。观察组100.00%(10/10)对此教学模式满意,100.00%(10/10)认为可以增加自主学习能力,90.00%(9/10)认为能激发学习兴趣和提升临床实践能力,80.00%(8/10)认为能培养临床思维能力,与对照组比较,上述各评价指标差异均有统计学意义(P<0.05)。结论CBL结合思维导图在高仿真模拟人模拟操作的教学模式可以帮助学生自主归纳总结知识点,锻炼临床思维,激发学习兴趣,有助于提高学习效率和教学质量。

基于混合策略改进的教与学优化算法

为解决教与学优化算法容易早熟收敛的问题,在原算法的基础上提出一种基于混合策略改进的教与学优化算法(Mixed Strategy Based Improved Teaching-Learning Based Optimization,M-SITLBO)。首先,利用Logistic-Tent混沌映射策略初始化种群,保证种群的多样性;其次,在教师和学生阶段分别引入黄金正弦算法和基于莱维飞行与对数螺旋线的搜索策略优化个体的位置更新公式,增强并平衡算法的全局和局部收敛性能;最后,设计仿真对其寻优性能进行测试,结果表明改进后的教与学优化算法寻优速度、精度以及稳定性显著提升,且具有较强跳出局部最优的能力。

以案例教学法为基础的思维导图在超声医学科住院医师规范化培训中的应用

目的 探讨以案例教学法为基础的思维导图教学在超声医学科住院医师规范化培训中的应用效果。方法 选取2019年11月至2022年11月大连市第三人民医院超声科轮转的66名住院医师为研究对象,采用随机数字表法分为观察组和对照组,各33人。观察组采用以案例教学法为基础的思维导图教学,对照组采用传统教学。比较两组住院医师理论考核成绩、实践技能考核成绩、临床教学评价及教学满意度情况。结果 观察组理论考核成绩、实践技能考核成绩均较对照组高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。临床教学评价中观察组住院医师在提升学习信心及兴趣、提升查阅资料能力、提升临床思维能力、提升自主学习能力和提高临床问题解决能力方面的评分较对照组高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。观察组临床教学满意度93.94%高于对照组75.76%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 以案例教学法为基础的思维导图教学在超声医学科住培中应用效果显著,有助于提高住院医师成绩与整体教学水平,值得推广。

混合策略改进的风驱动优化算法

为解决风驱动优化算法存在的易陷入局部极值及收敛性差等问题,提出一种混合策略改进的风驱动优化算法。首先,使用Tent混沌映射初始化种群,增加初始个体的多样性;其次,引入柯西变异策略,扩大算法搜索范围,增强算法搜索能力并加速算法收敛;然后,利用反向学习策略生成新的全局最优解,提高算法逃离局部极值能力;最后,针对6个基准测试函数进行仿真实验,结果表明,所提算法收敛速度和精度均优于其他算法。

BSA-Seq结合RNA-Seq技术挖掘大豆叶片提前黄化衰老基因

大豆产量与其生殖生长的持续时间呈正相关,延缓其开花后叶片的衰老,提高其生理功能,有利于增加植物的粒重。叶片黄化是植物衰老的显著特征之一。关于在大豆鼓粒后期叶片黄化的研究鲜见报道。本研究对鼓粒后期叶片提前黄化突变体ly和野生型ofc杂交组合进行遗传分析,结果表明,大豆鼓粒后期叶片提前黄化性状受单隐性核基因控制。通过BSA-Seq在19号染色体得到一个2.23Mb的初定位区间,经开发标记图位克隆后将区间缩短至1.75 Mb,区间内有219个基因,再结合RNA-Seq分析,得到了区间内12个候选基因,其中有4个SNP变异基因和8个差异表达基因。本研究结果为大豆鼓粒后期叶片黄化衰老基因的克隆奠定了基础。

思维导图联合问题式学习教学法在皮肤性病学临床本科教学中的应用

目的探讨思维导图联合问题式学习(PBL)教学法在皮肤性病学临床本科教学中的应用效果。方法选取96名在青岛大学附属医院皮肤科见习的青岛大学临床医学专业本科生为研究对象,随机分为试验组和对照组,每组48人。试验组采用思维导图联合PBL教学法,对照组采用传统PBL教学法,课程结束后通过理论考核和问卷调查方式进行教学效果的综合评估。结果试验组的理论考核成绩高于对照组,差异有统计学意义(t=3.10,P<0.05);试验组在提高自主学习能力、锻炼临床思维、整合课程学习、延长记忆时长方面均优于对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。结论在皮肤性病学临床本科教学中应用思维导图联合PBL教学法,教学效果优于PBL教学法。

面向月球科研站任务的地月准实时遥操作模拟验证系统设计与关键技术研究

针对月球科研站任务地月遥操作需求和特点,设计地月准实时遥操作模拟验证系统,对其中的关键技术海量多尺度遥感数据环境感知、空地协同高精度定位、基于混合现实的预测仿真等进行了研究。提出了基于海量多尺度遥感数据的联合处理方法,环境感知数据融合可处理米级至厘米级环境感知结果;设计基于空地多运动平台协同定位的原型软件,空地协同地标约束下,定位精度不低于轨道器影像1个像素;开发了带有力觉反馈的预测仿真验证平台,在2~3 s变时延约束下可在仿真环境下协同演示遥操作过程,真实还原从端的遥操作作业场景,提高遥操作的执行效率和安全性。为地面人员的方案设计、操作手训练、故障处置等提供实时支持,为我国未来实施月球科研站任务筑牢基础。

基于思维导图的CBL+PBL教学模式在儿科住院医师规范化培训教学中的应用

目的分析基于思维导图的案例教学(Case-based Learning,CBL)和基于问题的学习(Problem-based Learning,PBL)教学模式在儿科住院医师规范培训(住培)教学临床实践教学中的效果。方法选取2022年9月—2023年8月在安徽医科大学第二附属医院儿科进行轮转的50名住培生为研究对象,采用抽签法分为研究组和对照组,每组25名。研究组采用基于思维导图的CBL+PBL教学法,对照组采用基础的传统授课教学模式。教学结束后进行考核,并进行住培生满意度调查。结果研究组理论考试成绩(87.28±3.46)分及实践成绩(92.40±1.58)分,均高于对照组的(85.04±3.68)分、(91.52±1.42)分,差异有统计学意义(t=2.218、2.072,P均<0.05)。研究组住培生对教学方法满意度高于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论基于思维导图的CBL+PBL教学在儿科住院医师规培教学的应用要优于传统的教学模式,可充分发挥住培生学习的主观能动性,提高教学满意度,提高住培生临床思维,提高住培生教学质量。

莴笋红叶基因图位克隆及分子标记开发

【目的】研究莴笋叶色变异的遗传基础,加速莴笋新品种育种进程,提高育种效率。【方法】通过构建红叶和绿叶莴笋杂交群体,分析遗传规律,利用混池分组分析法(BSA-seq)和图位克隆法精细定位并克隆了莴笋红叶基因Lactuca sativa Red Leaf 1(LsRL1),根据变异位点设计了分子标记用于红叶莴笋分子标记辅助育种。【结果】遗传分析结果显示F2分离群体中红叶个体与绿叶个体的分离比为3∶1,说明研究中莴笋叶色表型受一个基因控制,且红叶相对于绿叶为显性性状。混池分组分析法(BSA-seq)将莴笋叶色基因LsRL1初步定位在莴笋第5染色体336.00 Mb到339.64 Mb的范围内。利用图位克隆的方法进一步将LsRL1基因的范围缩小至2个Indel分子标记ls06和ls12之间的85.17 kb区间内,这一区间内包含2个基因LOC111892298和LOC111892911。亲本间差异位点分析将LsRL1的候选基因确定为LOC111892911,该基因在拟南芥中的同源基因编码一个bHLH转录因子,参与花青素合成途径的调控。【结论】基于LsRL1基因在2个亲本间的插入缺失变异,我们开发了一个可用于红叶莴笋分子标记辅助育种的Indel标记,以加速红叶莴笋的育种进程。

水稻白化转绿突变体wrg20的鉴定与基因克隆

为探讨水稻叶绿体发育的分子机制,通过对粳稻日本晴进行甲基磺酸乙酯(EMS)诱变,获得一个稳定遗传的叶色白化突变体wrg20(white turn green 20),并对其进行表型鉴定、基因定位和功能分析。与野生型(WT)相比,该突变体于30℃培养时在三叶期之前完全白化,26℃时突变体白化叶片部分返绿。遗传分析结果表明,该突变性状受单隐性核基因控制。将该突变体与籼稻93-11杂交,构建F2分离群体并进行基因定位,将该基因定位于2号染色体198 kb区间内,通过测序发现LOC_Os02g33610存在由G至A单碱基替换,导致编码的天冬氨酸转化为天冬酰胺,表明该基因可能为OsWRG20的候选基因,与先前所报道的调控叶绿体发育的基因GRY79为等位基因。对该基因进行结构和功能分析,表明OsWRG20可能是调控水稻苗期幼叶生长发育的重要基因。与野生型相比,突变体的叶绿体基因内含子剪接效率降低,由此推断OsWRG20可能通过调控叶绿体RNA的剪接,参与调控水稻苗期叶绿体的发育。本研究结果为苗期水稻叶绿体发育研究提供了新的理论基础。

无人机双目视觉鲁棒定位方法

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)在全球定位系统(global positioning system,GPS)信号拒止环境中的应用受到限制,传统视觉同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术一定程度上解决了该问题,但在动态场景和弱纹理场景中定位精度较差。针对该问题提出一种基于双目视觉的多场景鲁棒SLAM方法,重点考虑了真实环境中的动态和弱纹理2类具有挑战性的场景,利用双目相机为UAV在动态和弱纹理场景中提供位姿信息。针对动态场景利用掩膜基于区域的卷积神经网络(mask region-based convolutional neural network,Mask R-CNN)分割潜在动态内容并剔除动态特征,通过计算稠密光流同步相邻帧的掩膜,减小了掩膜的计算成本。对于弱纹理场景,在传统SLAM算法使用的点特征基础上融合了线特征,充分利用了环境中的结构特征。数值模拟和仿真实验证明了本文算法具有更高的鲁棒性和精确性。

控制玉米株高基因PHR1的基因克隆

株高属于玉米理想株型育种的一个重要指标,不但影响玉米机械化收获,更与玉米的倒伏性和生物产量密切相关。本研究以低剂量快中子(4.19 Gy)辐照诱变玉米自交系KWS39获得的矮秆低穗位突变体为研究对象,该突变体命名为plant height reducing mutant-1(phr-1),开展了表型性状的田间调查分析,并利用phr-1×B73获得的F2分离群体,借助极端性状混池测序分析法(BSA-seq)及目标区段重组交换鉴定的方法,基于B73参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释,定位候选基因。研究结果表明,在1号染色体Bin1.06区间可能存在变异位点,进而利用大的分离群体结合目标区段多态性标记开发,将目标区段精细定位分子标记到Umc1122和Umc1583a两个标记之间约600 kb区间,该区段内存在一个控制株高的已知基因Brachytic2(BR2),BR2编码一个调控玉米茎秆中生长素极性运输的糖蛋白。候选基因测序结果表明,phr-1是BR2基因在第4个外显子处插入了165 bp的序列,导致第547位氨基酸变为终止子,蛋白翻译提前终止。phr-1的基因突变位点和变异方式与已报道的br2-1单个碱基发生变异位点完全不同,通过等位杂交实验证明了phr-1突变体就是br2-1的一个新等位突变体,候选基因就是BR2基因。本研究为玉米BR2基因在玉米株高遗传改良中提供了新的种质资源。

甘蓝型油菜光叶性状的遗传分析及基因定位

【目的】表皮蜡质是覆盖植物叶片和茎秆等部位的疏水层,在植物抵御逆境方面发挥着重要作用,同时会影响光合作用和生长发育;甘蓝型油菜作为世界上主要的油料作物之一,研究表皮蜡质突变体的遗传机制,为实现油菜高产稳产提供参考。【方法】对油菜光叶突变体M8和普通蜡质叶中双11(ZS11)和C20的叶片表征进行记载,使用便携式植物光合作用测量系统测定叶片光合速率;利用M8和ZS11、C20分别杂交获得2个F1、自交构建2个F2分离群体,用于分析油菜光叶性状的遗传规律;选取M8和ZS11杂交的F2群体中光叶和蜡质叶表型单株分别进行混池,通过集团分离分析法结合靶向测序技术进行基因克隆,结合比较基因组和转录组数据进行候选基因预测,并通过RT-PCR验证候选基因。【结果】甘蓝型油菜光叶表型叶片气孔导度更大、光合效率更高;遗传分析表明M8光叶性状受1对基因控制,光叶相对蜡质叶为隐性。图位克隆将光叶控制基因定位至A08染色体0.134—0.699 Mb物理区间内。进一步分析发现,相比于ZS11,光叶突变体M8中A08染色体0.22—0.58 Mb区间存在大片段缺失,ZS11在该区段中的Bna A08G0006900ZS(Bna A08.SAGL1)可能为光叶的候选基因,该基因编码一个Kelch-F-box蛋白,在ZS11叶片中表达量高而M8中未检测到,该基因缺失可能导致了M8光叶表型。【结论】甘蓝型油菜光叶新突变体M8相比野生型蜡质叶片光合速率更高,该光叶表型受1对隐性基因控制;图位克隆鉴定到光叶性状调控基因为Bna A08.SAGL1,基因缺失产生了光叶表型。

面向实际场景SLAM应用的光照适应性研究

为探究环境感知设备在SLAM算法应用过程中的光照适应性问题,在不同光照强度下分别进行激光雷达和深度相机SLAM算法的验证性评估实验.基于四轮差速机器人,搭载16线激光雷达和深度相机,结合LOAM(Lidar Odometry And Mapping)和RTAB-MAP(Real-Time Appearance-Based Mapping)算法,分别在明暗环境中分析验证设备光照适应性.实验结果表明:在明亮环境下,基于视觉SLAM和激光SLAM系统偏差的中误差分别为0.203和0.644 m;在黑暗环境中两者偏差的中误差分别为0.282和0.683 m;深度相机在明、暗环境中的定位建图效果均优于激光雷达,深度相机的光照适应性更强.

基于时空长短时记忆神经网络的地基云图预测算法

针对传统云运动轨迹预测方法存在的预测精度差、空间结构细节信息丢失等问题,提出一种基于时空长短时记忆(ST-LSTM)神经网络的地基云图预测模型。首先使用卷积编码网络提取输入视频流的高维图像特征;然后在特征提取模型中对图像潜在信息进行多分支获取,一部分使用ST-LSTM神经网络提取不同帧之间的时空特征,另一部分将图像序列进行分解,并通过基于门控机制的记忆融合网络来获取分解后图像中的结构细节信息;最后将得到的分支特征进行组合后经过解码网络输出最终的预测视频流。在地基云图、Moving MNIST和Human 3.6M数据集上的实验结果表明,在图像预测准确率、结构细节信息保留效果以及人眼主观感受上,该预测模型均优于对比模型。与基准模型TaylorNet相比,所提模型在Moving MNIST数据集上均方误差指标和平均绝对误差指标分别降低15.7%和11.8%,在地基云图数据集上,其结构相似性指标与峰值信噪比指标分别提升1%和3.2%,且生成的视频流数据更为清晰,能够更准确地描述云层未来的运动状况,从而更可靠地预测光伏电站未来的输出功率。

案例讨论式教学联合思维导图在产科见习中的探索与应用

目的探讨在产科临床见习中采用案例讨论式教学联合思维导图的教学效果。方法选取2022年9月—2023年4月长治医学院附属和济医院产科见习的122名临床五年制学生为研究对象,依据抽签法分为对照组和观察组,每组61名学生。对照组运用传统见习教学方法进行带教,观察组采用案例讨论式教学联合思维导图的方法进行带教。比较两组考试成绩及教学满意度。结果观察组迷你临床演练评估得分为(7.9±0.9)分,高于对照组的(6.1±1.2)分,差异有统计学意义(t=9.079,P<0.05)。观察组基础知识得分、病例分析得分、满意度高于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论病例讨论式教学联合思维导图的教学方式提高学生对医疗问题的认识和解决能力,提高整体见习带教质量。