美国人工智能辅助教学的前沿进展——以魔力学校AI平台为例

人工智能(AI)正在重塑教育领域,其中AI辅助教学成为提升教学效率和质量的关键途径。魔力学校(Magic School AI)作为美国教育改革的先锋,通过生成式AI技术,为教育工作者和学习者提供了创新的教学和学习体验。该平台基于建构主义学习理论、通用学习设计理念和知识深度模型,设计了多样化的教学工具,其优势主要体现在个性化学习、适应不同学习环境和促进有效沟通与协作方面。然而,随着AI教学工具的广泛应用,数据隐私、技术偏见和用户接受度等问题也日益凸显,需要在推广过程中予以解决。魔力学校AI平台的成功经验,对于人工智能与应用技术的研究和实践具有重要参考价值,为全球教育工作者和政策制定者提供了AI辅助教学的宝贵经验和启示,促进了对教育技术未来发展的深入思考。

高速魔角旋转下基于组合π脉冲的射频驱动重耦同核双量子固体NMR相关实验研究

该文提出了一种改进固体核磁共振(NMR)实验中射频驱动重耦(RFDR)序列的方法。以组合π脉冲替代传统的单一矩形π脉冲作为RFDR序列的基本构成单元,并选择若干个适用于高速魔角旋转条件的组合π脉冲,在RFDR双量子实验中进行全面研究,通过数值模拟分析了影响RFDR双量子实验性能的两个关键因素——共振偏置和射频场不均匀性,并根据模拟结果确定了性能最优的组合π脉冲。结合六氟硅酸钠和L-组氨酸的一维和二维^(19)F或1H固体NMR实验,验证了在高速魔角旋转条件下选择适当的组合π脉冲的RFDR序列的优势。该方法不仅能确保较高的同核双量子激发效率,还能提高激发带宽,并且对射频场不均匀性更加不敏感。稳定高效的RFDR同核双量子相关实验为采用固体NMR分析强自旋耦合体系的核间相互作用提供了重要的技术支持。

不同测试方法下的轮胎性能评价函数值研究

以235/55R19轿车子午线轮胎为例,采用稳态力和力矩试验法与动态侧偏扫掠法进行对比试验,并计算轮胎的性能评价函数值。结果表明:稳态力和力矩试验法得到的侧偏角为1°,4°时的侧向力函数(F函数)、负荷转移敏感度函数(G函数)、回正力矩函数(AT函数)值随垂向负荷呈线性变化,趋势与动态侧偏扫掠法基本一致;但动态侧偏扫掠法回正力矩波动大,导致AT函数值随垂向负荷的增大而波动大;稳态力和力矩试验法与动态侧偏扫掠法下的F函数值和H函数值差异较小,但差异随着垂向负荷的增大而增大;2种方法的G函数值和AT函数值差异均较大。

多阶幻方卷积码的构造及译码

本文结合线性分组码和卷积码,构造出一类信息组长度和约束度都相对较大的多阶幻方卷积码.通过定义一种多维矩阵,进行了状态转移分析,并借助矩阵运算构建出单一结构但却能并行处理的软判决维特比译码器.仿真分析表明,该码类存在大量距离特性优良、高效率的好码,具有获取香农码的良好预期.

新型解魔方机器人系统设计与研究

以单片机和安卓手机为核心部件,设计新型四轴解魔方机器人,以实现打乱魔方的自动还原。机器人下位机采用STM32F407VET6单片机对步进电机和舵机进行控制,实现机械臂的解魔方操作;利用Android手机作为上位机,基于手机摄像头和手机APP软件,完成魔方状态的识别及解魔方算法的计算,并通过HC⁃08蓝牙模块将控制指令传送至下位机。实验结果表明,机器人机械结构合理,硬件电路和软件设计方案正确,具有较高的实用性和有效性。

基于双向广度优先搜索的魔力方块问题求解

将魔力方块问题与八数码问题进行对比分析,通过讨论魔力方块问题是否有解、解的最少步数、状态表示、状态判重、状态转换关系等相关问题,提出一种基于双向广度优先搜索和状态转换表的求解算法。实验结果表明,与有界深度优先搜索、简单广度优先搜索及A*搜索算法相比,该算法效率较高,稳定性较好,可以实现魔力方块问题的实时求解及演示。

基于无迹卡尔曼滤波与遗传算法相结合的车辆状态估计

针对汽车状态估计中过程噪声和量测噪声统计特性不确定的状况,通过UKF算法与遗传算法相结合,提出一种新的自适应滤波算法,以降低噪声对估计结果的干扰。为达到较高的精度,建立了7自由度非线性车辆动力学模型,结合"魔术公式"轮胎模型对汽车行驶过程中的纵、侧向速度、轮胎力和质心侧偏角分别进行了估计。在利用UKF对汽车状态参数进行估计的同时,引入遗传算法,根据适应度函数对过程噪声和量测噪声进行寻优,实现了噪声的自适应作用,估计精度大幅提高。仿真和道路模拟试验的结果表明,UKF结合遗传算法的方法,能提高估计精度且具有很好的抗干扰性。

二阶幻方卷积码的构造及译码

以线性分组码和卷积码为基础构造出一类(2k,k,2)卷积码,并通过定义一种三维矩阵进行了状态转移描述.通过引入各种矩阵处理模块,构建出一种具有并行处理能力的维特比矩阵译码器,这种译码器的单一结构有利于对其进行分析和设计.仿真实验表明,该类卷积码的确具有高效的译码速度和优良的纠错能力.

一种7.14～7.24GHz连续波1226W固态功放系统

为了设计X频段连续波输出功率大于1 000 W的固态功放,本文采用芯片-功率单元-插箱-系统的合成方法,实现了一种工作于7.14～7.24 GHz,最大输出功率为1 226 W的连续波固态功放系统。方案内关键功率单元采用模块化设计,插箱设计采用了灵活的散热技术和幅相调节技术,最终用8个180 W插箱经过波导魔T三级合成,研制出最大输出功率1 266 W,最大合成效率85.1%,增益大于72 dB,输出1 dB压缩点超过1 100 W的固态功放系统。

二维双量子魔角旋转核磁共振技术在功能材料研究中的应用

简要介绍了二维双量子魔角旋转核磁共振(DQ-MAS NMR)新技术的基本原理,详细综述了1H,19F,29 Si,31 P和27 Al DQ-MAS NMR技术在各种固体功能材料中的应用,并展望了该技术的应用前景.

固体核磁共振在高分子材料分析中的研究进展

简述固体核磁共振(NMR)技术的特点及其在高分子材料分析中的研究进展,着重介绍其在结构表征与反应进程监视、材料机械性能测定、动力学过程及多组分高分子材料研究中的主要方法。

基于生态承载力的国土空间开发布局方法研究

为揭示城市生态承载力空间特征,探讨国土空间开发格局优化方法,该文以湖北省鄂州市为例,构建"资源环境承载力-生态弹性力-社会经济协调力"生态承载力综合评价模型,采用状态空间法在市域范围进行生态承载力综合评价,利用三维魔方法设计生态承载力综合评价与国土空间开发格局的关联模型,结合生态承载力的空间分异特征与评价单元主体功能分区结果进行国土空间开发布局分析。结果表明:1)生态承载力综合评价指数最大值为0.233 8,位于梁子镇,最小值为0.050 9,位于临江乡。受到资源环境本底和社会经济投入条件影响,研究区生态承载力较高地区主要分布在西南沿湖一带,北部相对较低,总体呈现南高北低的空间分异格局。2)国土空间格局划为城市经济核心区、城市经济拓展区、农业生产区、生态功能涵养区四大功能区域和一类禁止开发区域,能够较好地反映生态承载力综合指数的空间分异特征。结果能够为国土空间开发格局优化理论与实践提供科学依据和实证基础。

固体高分辨^(13)C NMR研究γ线辐照对结晶聚乙稀聚集态结构的影响

结晶聚乙烯(PE)经^(60)Coγ线辐照后,用固体高分辨^(13)C NMR CP/DD/MAS方法观测解析了辐射效果与具有片晶结构的结晶相,结晶—橡胶状无定形界面相以及橡胶状无定形相的聚集态结构的关系。考察了各相中的^(13)C核自旋—晶格弛豫和自旋-自旋弛豫行为及辐照对其影响。得到辐照后产生交联,破坏,相转变及晶型变化等有意义的结果,对PE的辐照效应和机制的探讨提供了核磁共振的新实验证据。

张载的人生境界论

张载把理想人格分为大人和圣人两个层次,与之相应,他提出了理想人生的两种境界:“精义入神”和“穷神知化”。大人通过穷理尽性而达到“精义入神”的境界,从而做到量宜而行,行事无不利,安身无不安;“精义入神”的境界又称为“大”,有待于思勉力行方能达到。圣人在“精义入神”的基础上,进一步在认识和修养上达到“穷神知化”的至高境界,从而做到“不已而天”“不测而神”;“穷神知化”的境界又称为“大而化”,它是“德盛仁熟”后自然而致的,“非思勉所能强”,达到这一境界,就能够“与天同德,不思不勉,从容中道”。

Ku频段2kW氮化镓固态发射机设计

文中介绍了一种基于国产GaN芯片研制的Ku波段2kW固态发射机的设计方法。以500W发射组件为基本组成单元,采用四路平面波导魔T的功率合成方式,同时对合成网络的功率容量、以及基本合成单元相位一致性对合成效率的影响进行了分析,最终实现了2kW固态发射机的研制。实测结果表明,在Ku频段峰值输出功率大于2kW,效率大于22%,满足预期设计要求。

^(13)C固体高分辨核磁共振技术在研究半晶聚合物结构方面的应用

本文主要述及近期发展的~13C固体高分辨核磁共振技术的基本原理、实验过程及其在半晶聚合物的结晶度,构型、构象、界面、结构、形态及取向研究等方面的应用。

Mg-Al-O复合氧化物催化剂的表面酸碱性质(Ⅲ):体相结构研究

研究了在不同温度下焙烧Mg -Al-O复合氧化物催化剂的体相结构与表面酸碱性质的关系。固态MAS2 7AlNMR结果显示在 673K、873K和 10 73K焙烧的样品出现了明显的物相过渡态 ,该过渡态在确定样品的表面酸碱性质是很重要的。XPS测定样品中Al2S和OIS的结合能 ,结果表明 。

固体核磁共振中膜蛋白双交叉极化效率与动力学参数相关的定量分析

固体核磁共振(NMR)中双交叉极化(DCP)是用于膜蛋白信号指认的多维异核相关实验的基本技术模块.DCP的效率在很大程度上决定了多维异核相关实验的效率.本文分析了3种典型的膜环境中的膜蛋白(AQPZ、DAGK和EV71 2B)的DCP效率及其影响因素.结果显示,在相同的实验条件下,3种蛋白样品的DCP效率存在明显差异:其中AQPZ的DCP效率最高(31%),DAGK的效率次之(23%),EV71 2B的效率最低(14%).通过测量它们在旋转坐标下的自旋-晶格弛豫时间(T_(1ρ))和偶极耦合常数(DHN),发现膜蛋白的运动会明显缩短T_(1ρ),但对DHN的影响较小.在实验的基础上,建立了T_(1ρ)与DCP效率相关的模型,并基于DCP动力学的定量分析,证明了运动导致的T_(1ρ)缩短是降低DCP效率的主要原因.因此,可以通过定量分析未知样品的T_(1ρ)来预测其DCP的最优效率,为DCP实验的优化提供依据.

固体核磁共振技术在分子筛催化研究中的应用(下)

分子筛催化剂的活性与其酸性密切相关。固体核磁共振技术是研究分子筛结构和酸性的强有力手段之一。介绍了固体核磁共振的基本原理及魔角旋转、高功率质子去耦、交叉极化、多脉冲同核去耦以及四级核的信号增强等一系列相关操作技术,综述了固体核磁共振在表征分子筛催化剂骨架结构和形态方面的应用实例,以及在研究分子筛催化剂酸性及表面吸附分子方面的应用进展。

固体核磁共振技术在分子筛催化研究中的应用(上)

分子筛催化剂的活性与其酸性密切相关。固体核磁共振技术是研究分子筛结构和酸性的强有力手段之一。介绍了固体核磁共振的基本原理及魔角旋转、高功率质子去耦、交叉极化、多脉冲同核去耦以及四级核的信号增强等一系列相关操作技术,综述了固体核磁共振在表征分子筛催化剂骨架结构和形态方面的应用实例,以及在研究分子筛催化剂酸性及表面吸附分子方面的应用进展。