在南极洲的偏远小圆顶C网站上,一个代表十二个欧洲国家科学机构的研究团队刚刚取得了一个历史性的气候科学里程碑。作为欧洲资助的Epica超出Epica最古老的ICE项目的一部分,该团队成功地结束了一场决定性的钻探运动,达到了2800米的深度,南极冰盖与基岩相遇。提取的冰保留了地球气候历史的前所未有的记录,关于大气温度的连续信息和原始空气的原始样品,其温室气体占地超过120万,可能是超过120万的冰。“我们已经标志着气候和环境科学的历史性时刻”评论说,CA'FOSCARI UNIXICAL,威尼斯大学教授,意大利国家研究委员会(CNR-ISP)的高级副副副成员,超越Epica的协调员。“这是我们过去气候中最长的连续记录。在过去十年中,各种欧洲研究机构的非凡合作以及该领域的科学家和后勤人员的专门工作使这一成就成为可能。”该项目还从欧盟资助的ITN Deepice项目的协同作用中受益,该项目贡献了三个博士学位候选人该领域的首席研究员,哥廷根大学的联合教授弗兰克·威廉(Frank Wilhelms)和阿尔弗雷德·韦格纳学院(Alfred Wegener Institute)补充说:“正确的位置是使用尖端的无线电回声回声技术和冰流建模确定的。“从小圆顶C记录的初步分析中,我们有一个很大的迹象表明,最高的2,480米的气候记录可以追溯到高分辨率的记录中,在高分辨率的记录中,最多13,000年被压缩到一米的冰中。”令人印象深刻的是,我们发现了从0.8年到120万年前的记录,正是
在南极洲的偏远小圆顶C网站上,一个代表十二个欧洲国家科学机构的研究团队刚刚取得了一个历史性的气候科学里程碑。作为欧洲资助的Epica超出Epica最古老的ICE项目的一部分,该团队成功地结束了一场决定性的钻探运动,达到了2800米的深度,南极冰盖与基岩相遇。提取的冰保留了地球气候历史的前所未有的记录,关于大气温度的连续信息和原始空气的原始样品,其温室气体占地超过120万,可能是超过120万的冰。“我们已经标志着气候和环境科学的历史性时刻”评论说,CA'FOSCARI UNIXICAL,威尼斯大学教授,意大利国家研究委员会(CNR-ISP)的高级副副副成员,超越Epica的协调员。“这是我们过去气候从冰芯中的最长连续记录,它可以揭示我们行星的碳循环和温度之间的互联链接。在过去十年中,各种欧洲研究机构的非凡合作以及该领域的科学家和后勤人员的专门工作使这一成就成为可能。”该项目还从欧盟资助的ITN Deepice项目的协同作用中受益,该项目为这项现场运动贡献了三名博士学位候选人。该领域的首席研究员,哥廷根大学联合教授弗兰克·威廉(Frank Wilhelms)和阿尔弗雷德·韦格纳学院(Alfred Wegener Institute)补充说:“正确的位置是使用尖端的无线电回声回声技术和冰流建模确定的。“从小圆顶C记录的初步分析中,我们有一个很大的迹象表明,最高的2,480米的气候记录可以追溯到高分辨率的记录中,在高分辨率的记录中,最多13,000年被压缩到一米的冰中。”
初步交流 神经网络和机器学习在图像识别中的应用 Dario GALIĆ*、Zvezdan STOJANOVIĆ、Elvir ČAJIĆ 摘要:人工神经网络在各个领域都有广泛的应用,包括复杂的机器人技术、计算机视觉和分类任务。它们旨在模仿人类大脑高度复杂、非线性和并行的计算能力。就像大脑中的神经元一样,人工神经网络可以组织起来执行快速而具体的计算,例如感知和运动控制。从生物神经网络的行为及其学习和自适应能力中汲取灵感,这些技术对应物已被开发出来以模拟生物系统的特性。本文主要集中在两个领域。首先,它探索了使用人工神经网络对健康个体进行图像识别的近似方法。其次,它研究了与影响全球人口的常见肾脏疾病相关的肾脏疾病的识别。具体来说,本文研究了多囊肾病、肾囊肿和肾癌。最终目标是利用机器学习算法通过分析各种样本来帮助诊断肾脏疾病。 关键词:图像识别;医学诊断;神经网络 1 引言 神经网络的灵感来源于信息处理的生物过程,特别是神经系统中观察到的过程,其中基本单位是神经元或神经细胞(如图 1 所示)。神经元是神经组织(包括大脑)的基本功能组成部分。它由细胞体(也称为胞体)组成,细胞核就藏在细胞体里。从细胞体延伸出来的是无数的纤维,称为树突,在细胞周围形成复杂的网络状结构,还有一条细长的纤维,称为轴突。轴突可以延伸很长的距离,通常可达一厘米,在极端情况下甚至可以达到一米。此外,轴突分支成结构和子结构,与其他神经元的树突和细胞体建立连接。神经元之间的这些互连连接点称为突触 [1]。每个神经元都会与其他神经元形成突触,突触的数量从几十到几十万不等。一般来说,当神经元处于静止状态时,它会接收通过树突从其他神经元传输的电化学脉冲形式的信号。
激光安全简介 激光已成为医学、物理学、化学、地质学、生物学和工程学领域日益重要的研究工具。如果使用或控制不当,激光会对操作员和其他人员(包括未经授权的实验室访客)造成伤害(包括烧伤、失明或触电),并造成重大财产损失。所有激光的个人用户都必须接受充分培训,以确保充分了解德克萨斯大学激光安全政策中概述的安全实践。大学的激光安全程序遵循德克萨斯州卫生部辐射控制局的要求以及美国国家标准协会 (ANSI) 的指导方针,如 ANSI 标准 Z136.1“激光的安全使用”中所述。什么是激光? LASER 是受激辐射光放大的首字母缩写词。激光产生的能量位于电磁波谱的光学部分或附近。能量通过称为受激辐射的原子过程放大到极高的强度。 “辐射”一词常常被误解,因为该术语也用于描述放射性物质或电离辐射。但在本语境中,该词的使用是指能量转移。能量通过传导、对流和辐射从一个位置移动到另一个位置。激光的颜色通常用激光的波长来表示。表示激光波长的最常用单位是纳米 (nm)。一米有 10 亿纳米 (1 nm = 1 X 10 -9 m)。激光是非电离光,包括紫外线 (100-400nm)、可见光 (400-700nm) 和红外线 (700nm-1mm)。电磁波谱每种电磁波都表现出独特的频率,以及与该频率相关的波长。正如红光有自己独特的频率和波长一样,其他所有颜色的光也都有独特的频率和波长。橙色、黄色、绿色和蓝色各自表现出独特的频率和波长。虽然我们可以用相应的颜色感知这些电磁波,但我们看不到电磁波谱的其余部分。大部分电磁波谱是不可见的,并且其频率遍布整个频谱。频率最高的是伽马射线、X 射线和紫外线。红外辐射、微波和无线电波占据频谱的较低频率。可见光介于两者之间,处于非常狭窄的范围内。
简介 材料科学是一门探索材料特性、结构和行为的跨学科领域,在历史上,它在塑造技术进步和推动经济增长方面发挥了关键作用 (Mittemeijer, 2010; Yu, 2022)。从古代发现火和发展金属加工技术到当今先进的纳米技术和先进材料,我们操纵和设计材料的能力不断推动着各个行业的创新。材料科学是技术进步的基石,它能够创造出具有定制特性的新材料,以满足特定的应用需求。这导致了突破性技术的发展,这些技术彻底改变了电子、医疗保健、交通、能源和制造业等行业。通过了解原子和分子水平上材料的基本结构,科学家和工程师为优化性能、提高耐用性和实现可持续性开辟了前所未有的机会。近几十年来,材料科学的前沿出现了两个相互关联的领域:纳米技术和先进材料 (Chaikittisilp, Yamauchi, & Ariga, 2022)。这些领域因其重塑行业、开辟新的可能性和产生重大经济影响的潜力而备受关注。纳米技术涉及在纳米尺度上操纵和控制物质,通常在纳米(十亿分之一米)的数量级(Hulla、Sahu 和 Hayes,2015 年)。该领域的灵感来自材料在如此微小的尺寸下的独特属性和行为。纳米技术提供了对材料物理、化学和生物特性的前所未有的控制,为曾经被认为是科幻小说的创新铺平了道路(Scott、Ewim 和 Eloka-Eboka,2022 年)。纳米技术的潜力在于它能够创造出具有违背传统理解的特性的材料。例如,由于量子效应,纳米粒子可以表现出增强的电导率、改进的机械强度,甚至新的光学特性。这使得高效电子设备、超灵敏传感器、先进的药物输送系统等的开发成为可能(Ramrakhiani,2012 年)。纳米技术还有助于制造具有大表面积的材料,从而实现有望用于可再生能源应用和环境修复的催化反应(Fulekar、Pathak 和 Kale,2014 年;Mauter 和 Elimelech,2008 年;Otto、Floyd 和 Bajpai,2008 年;Rickerby 和 Morrison,2007 年)。另一方面,先进材料涵盖了各种各样的材料,这些材料经过精心设计,具有传统材料无法比拟的特定特性。这些特性可能包括增强的强度、柔韧性、导热性或耐腐蚀性。先进材料旨在在预期应用中表现出色,有助于延长产品寿命、降低维护成本并提高整体性能。先进材料发展的关键驱动因素之一是对解决当代挑战的解决方案的需求(Çam & Koçak,1998 年;Interrante & Hampden-Smith,1997 年;H. Li、Wang、Chen 和 Huang,2009 年;Liu、Li、Ma 和 Cheng,2010 年;Wessel,
阿莫斯需要用一根长棍轻推浮子,以确保浮子没有卡住。根据这个水位,阿莫斯决定打开或关闭哪个水泵。当水位低于一米时,他就会关闭所有水泵,把水留给与水库直接相连的客户。阿莫斯向我解释道,水库主要向南部地区的 1 区和 2 区供水。这些地区包括商业区,包括市场和商店,以及住宅区,居住的大多是富裕的印度人,他们对当地经济产生了很大的影响。此外,这个供水区还包括医院等重要机构。由于这是一个重要地区,每当水位较低(低于一米)时,阿莫斯就会关闭所有水泵,确保这些地区不会缺水。因此,与其他水库(Tsabango、Ngwenya 和 Chikungu)相比,直接受 Mwenda 服务水库服务的居民享有优先权。除非这些居民的需求得到满足并且水库达到 1 米的临界最低水位,否则不会向南区 70 的其他服务水库供水。当水库水位上升 1.5 至 3 米时,阿莫斯水库便开始向 Tsabango 和 Ngwenya 泵水。Tsabango 比 Ngwenya 优先供水,因为 Tsabango 供水区包含社会政治敏感客户,包括被称为 Kamuzu Barrack 的陆军总部以及居住在 23 区 71 的富裕客户。由于 Ngwenya 主要向无规划定居点供水,因此优先权最低。当水位超过 3 或 3.5 米时,只有 Amos 才开始向 Chikungu 泵水。与 Tsabango 和 Ngwenya 相比,Amos 认为 Chikungu 最不重要,因为它供水客户较少。此外,阿莫斯和他的老板马腾杰根据噪音能力和服务水库所服务居民的政治影响力来确定水库的优先顺序。马腾杰解释说,如果 2 区没有水,居民不仅会向他们抱怨,还会向他们的老板抱怨,包括水务局的总经理。因此,在这种情况下,他们的老板会要求他们尽一切努力满足人民的需求。但是,如果 38 区两三天都没有水,人们也不会抱怨太多。此外,马腾杰解释说,他从未接到老板的电话,要求他优先向奇孔古供水。因此,基于这样的经验,阿莫斯和他的同事学会了管理系统,将居民的噪音保持在最低 72 级。回到我们流向萨基娜院子里水龙头的落水处。一旦水进入姆文达服务水库,就必须等到水库的水位至少升至 3 米。只有这样,降水才有机会被吸入流向奇孔古的主干道。如果姆文达、察班戈和恩格韦尼亚供水区的需求增加,然后水库的水位就会缓慢上升。这意味着我们的引水泵必须在水库中等待更长的时间。水位通常会在非高峰时段上升,因为其他区域的需求会减少。这种非高峰时段非常适合我们的引水泵开始前往目的地。因此,引水泵倾向于在凌晨或午夜出发。如果由于泵故障、电源故障、水流向中心区转移、运输干管维护或处理厂滤床堵塞而导致处理厂供水有限或没有供水,那么我们的引水泵必须等待更长的时间,直到水库收到足够的水来满足其他重要居民的需求。在这种情况下,等待时间长达两到三天,有时甚至更长。因此,如果出现短缺,南部地区就会受到影响,但在南部地区,奇孔古供水区受到的影响最大。因此,代表额外水量的引水泵的命运取决于服务水库的水位。运营商采用的这种抽水策略解释了萨基纳在一天中的非高峰时段取水,甚至有时两三天都没有水的原因。此外,到达奇孔古水库的降水量取决于一天内泵投入运行的小时数。奇孔古水库的抽水小时数取决于两个因素,一个是姆文达水库的水位,另一个是奇孔古水库本身的水位。如果姆文达的水位低于三米,操作员就会停止抽水,如果奇孔古水库已满,操作员也会停止抽水,以避免溢出和浪费水。能够到达奇孔古水库的水量取决于一天内泵的运行小时数。奇孔古水库的抽水小时数取决于两个因素,一个是姆文达水库的水位,另一个是奇孔古水库本身的水位。如果姆文达的水位低于三米,操作员就会停止抽水,如果奇孔古水库已满,操作员也会停止抽水,以避免溢出和浪费水。能够到达奇孔古水库的水量取决于一天内泵的运行小时数。奇孔古水库的抽水小时数取决于两个因素,一个是姆文达水库的水位,另一个是奇孔古水库本身的水位。如果姆文达的水位低于三米,操作员就会停止抽水,如果奇孔古水库已满,操作员也会停止抽水,以避免溢出和浪费水。
土地覆盖类别包括:树冠、草地和灌木(包括农田)、建筑物、不透水层(街道、车道和停车场)、水和裸土。主要土地分类是使用 eCognition Developer 8.0 版中提供的基于对象的图像分析 (OBIA) 技术进行的。该项目使用的辅助软件包括 ArcGIS 9.3.1 版和 ERDAS Imagine 2010 版。使用 Python 2.5 版脚本语言编写了其他自定义例程,以支持所需的处理。圣保罗市提供了 Shapefile 信息,以帮助识别街道、建筑物、道路和高速公路以及水景。实施该项目遵循了以下主要步骤:• 使用 ERDAS Imagine 中的减法分辨率对 QuickBird 影像进行全色锐化。• 利用可用的 RPC 文件和 30 米 DEM 层对 QuickBird 影像进行地理配准。• 对激光雷达数据进行地理配准以匹配 QuickBird 影像。• 使用自定义 Python 脚本将地理配准影像划分为 750 x 1000 米的图块,重叠度为 10%,以便进一步处理。此步骤创建了 180 个单独的图块。• 包含道路信息的街道图层在 ArcGIS 中缓冲一米,以创建多边形形状文件,随后在 eCognition 中使用。• 开发了三套规则来处理城市的以下子部分:o 西部小部分,包括六月的 QuickBird 和激光雷达数据。o 城市东侧的 1,500 米带,有 5 月份的 QuickBird 影像,但没有激光雷达数据。o 城市其余大部分区域有 5 月份的 QuickBird 和激光雷达数据。• 3 个规则集中的每一个都使用类似的过程创建: o 检查影像以找到代表性图块。o 创建支持性影像层,例如归一化差异植被指数。(NDVI) 和 Lee 的 Sigma 边缘提取有助于提高分类效率。o 从 Shapefile 生成表示道路和水特征的图像对象,并按此进行分类。o 如果有激光雷达数据,则首先将图像分割成高特征和短特征。o 利用 eCognition 中提供的算法对图像的剩余部分进行分类,利用光谱信息以及图像解释的其他元素,例如上下文、形状、大小、位置、关联、图案、阴影和纹理。o 将分类从 eCognition 导出到 TIF 光栅文件中。• 每套规则都经过了微调,并在城市中额外的随机图块上进行了测试。• 使用 eCognition Server,每个最终规则集都用于对圣保罗所有部分的所有图块进行分类。• 使用 ERDAS Imagine Mosaic Pro 中的几何接缝线将各个分类图块连接成一个马赛克。• 城市的三个不同部分(由 402 个单独的图块表示)被合并到一个分类文件中。
spirobs:对数螺旋形机器人,用于遍及尺度的多功能抓握Zhanchi Wang,1 Nikolaos M. Freris,1,3, *和XI Wei 2,** 1计算机科学技术学院,中国科学技术大学,中国,Hefei,Anhui,Anhui,Prc,Prc,230026。2中国科学技术大学化学与材料科学学院,Hefei,Anhui,Prc,230026 3 Lead Contact *通信:nfr@ustc.edu.cn。 **通信:wxi@ustc.edu.cn。 总结实现具有生物学上可比灵活性和多功能性的软操作器通常需要仔细选择材料和驱动以及其结构,感知和控制的细心设计。 在这里,我们报告了一类新的软机器人(螺纹),该机器人在形态上复制了在自然附属物中观察到的对数螺旋模式(例如,章鱼臂,大象躯干等)。 这允许在不同尺度和快速廉价的制造过程中建立共同的设计原理。 我们进一步提出了一个受章鱼启发的抓斗策略,可以自动适应目标对象的大小和形状。 我们说明了螺旋罗的敏捷性,以及抓紧大小的物体的能力,其大小多于两个以上的数量级,并且自重的260倍。 我们通过另外三种变体演示可伸缩性:微型抓手(MM),一个长时间的操纵器和一系列可以纠结各种物体的螺旋体。 这些附件能够具有显着的运动复杂性,并提供各种重要功能,例如猎物捕获,运动,操纵和防御。2中国科学技术大学化学与材料科学学院,Hefei,Anhui,Prc,230026 3 Lead Contact *通信:nfr@ustc.edu.cn。**通信:wxi@ustc.edu.cn。总结实现具有生物学上可比灵活性和多功能性的软操作器通常需要仔细选择材料和驱动以及其结构,感知和控制的细心设计。在这里,我们报告了一类新的软机器人(螺纹),该机器人在形态上复制了在自然附属物中观察到的对数螺旋模式(例如,章鱼臂,大象躯干等)。这允许在不同尺度和快速廉价的制造过程中建立共同的设计原理。我们进一步提出了一个受章鱼启发的抓斗策略,可以自动适应目标对象的大小和形状。我们说明了螺旋罗的敏捷性,以及抓紧大小的物体的能力,其大小多于两个以上的数量级,并且自重的260倍。我们通过另外三种变体演示可伸缩性:微型抓手(MM),一个长时间的操纵器和一系列可以纠结各种物体的螺旋体。这些附件能够具有显着的运动复杂性,并提供各种重要功能,例如猎物捕获,运动,操纵和防御。关键字柔软的机器人,对数螺旋,多尺度设计,软机器人握把介绍某些动物具有细长,灵活的附属物,范围从海马长度的几厘米和Chameleons的前尾尾巴1,2到超过一米的章鱼臂和大量的off臂和大头臂和大头脑trunks trunk trunks trunks 3,4。通过利用软材料或合规机制5-7,这是设计和构建柔软连续操作器的灵感来源。尽管机器人已经成功地重现了此类机器人系统中的柔性变形,并且在处理脆弱或不规则形状的物体8,安全的人类机器人互动任务9-11,医疗应用12,13等方面表现出了巨大潜力,但生物学示例在脱氧和敏捷性方面仍然超过了特大工程。例如,大象树干可以包裹直径为3厘米的胡萝卜,而它也可以抓住和堆叠300千克的树桩,直径超过直径14。章鱼手臂可以伸出手,并在次秒时间尺度上捕获鱼。