然而,氮化物点的发射线通常不均匀地加宽,与其寿命极限相比至少加宽 100 倍,10,11 这最终限制了它们的不可区分性。加宽是由光谱扩散引起的,光谱扩散是由点附近的电荷载流子的捕获和释放产生的,从而产生了变化的局部电场。通过量子限制斯塔克效应 (QCSE),这导致点的发射能量发生变化。这种效应对氮化物 QDs 比对砷化物 QDs 更强,因为首先氮化物材料的强极性导致氮化物 QDs 中的激子具有较大的永久偶极子,从而增加了与静电环境的耦合并放大了光谱扩散的强度。 12 其次,与砷化物点相比,氮化物点的生长方法改进时间较短,而且它们还表现出更高的点缺陷和位错密度,这些缺陷和位错密度可以充当载流子的陷阱。13–15 光谱扩散是氮化物点产生高度不可区分的光子的最大障碍,因为
用于空间领域感知应用的加速 AI 驱动大气预测 丹尼·费尔顿 诺斯罗普·格鲁曼公司 玛丽·艾伦·克拉多克、希瑟·凯利、兰德尔·J·阿利斯、埃里克·佩奇、杜安·阿普林 诺斯罗普·格鲁曼公司 摘要 太空激光和监视应用经常受到大气效应的影响。气溶胶、云和光学湍流引起的大气衰减和扭曲会产生有害影响,从而对任务结果产生负面影响。2019 年 AMOS 会议上简要介绍的一篇论文介绍了 2017 年在哈莱阿卡拉峰安装的地面仪器。这些仪器仍在积极收集数据,它们正在提供前所未有的空间环境实时表征,包括精确的大气传输损耗。虽然实时测量是理解和表征空间环境的第一步,但仅靠它们是不够的。为了优化任务规划,许多应用都需要对空间环境进行准确的短期大气预测。虽然大气预报并不是什么新鲜事,但最近随着 21 世纪人工智能 (AI) 技术的应用,大气预报的技能得到了极大提升。这些技术是高性能计算 (HPC) 和深度学习 (DL) 的结合。本演讲的主题是使用来自地面大气收集系统的 TB 级数据训练预测模型,并使用图形处理单元 (GPU) 加速其训练和推理的能力。本研究侧重于预测的三个时间尺度。这些时间尺度包括短期(0 到 60 分钟)、中期(1 小时到 3 小时)和长期(3 到 48 小时)。这些时间尺度代表激光和/或监视应用和任务的各种决策点。在短期预测情况下,多种 DL 技术应用于从光学地面站 (OGS) 收集的本地数据。这些 DL 技术包括使用 U-Net 卷积神经网络和多层感知器 (MLP) 和随机森林 (RF) 模型的集合。 MLP 用于从激光云高仪和红外云成像仪 (ICI) 等仪器收集的点数据。对于中间时间尺度,卷积长短期记忆 (LSTM) 网络和 U-Net 均使用来自 NOAA 地球静止卫星云图集合的图像进行训练。最后,组合 U-Net 和自动编码器神经网络用于训练由 HPC 数值天气预报 (NWP) 模型模拟的大气预测器以进行长期预测。NWP 会产生许多 TB 的数据,因此,使用这些神经网络是优化其预测能力的理想选择。本研究利用了多种 HPC 资源。其中包括由四个 NVIDIA Tesla V100 GPU 组成的内部 GPU 节点以及毛伊高性能计算中心 (MHPCC) 的资源。结果表明,在几乎所有情况下,这些预测技术都优于持久性,而且偏差很小。使用 HPC 和 DL 推理实时进行预测的能力是未来的重点,将在会议上报告。1. 简介大气衰减和失真降低了太空激光和监视应用的功效。特别是,云层可以部分或完全遮挡目标,并阻止或要求降低光通信系统的数据速率。但是,通过准确表征和预测大气影响,可以减轻许多负面影响。本研究的目的是开发和完善一种最先进的大气预测系统,该系统可生成高分辨率的大气衰减预测,以支持太空激光和监视应用的决策辅助。为了实现这一目标,HPC 和 AI 的进步与数 TB 的高分辨率地面和太空大气数据集合相结合。多种 HPC 资源用于处理本研究所需的地面和卫星数据,并使用四个 NVIDIA Tesla V100 GPU 加速 AI 预测技术的训练和推理。该技术用于进行多时间尺度大气预测:1 小时预测、2 小时以上预测和 48 小时预测。最长 1 小时;最长 2+ 小时;最长 48 小时。最长 1 小时;最长 2+ 小时;最长 48 小时。
我们为智能光伏 (PV) 系统提出了一种多时间尺度能源管理框架,可以计算出电池运行、电力购买和电器使用的优化时间表。智能光伏系统是一个本地能源社区,包括配备光伏板和电池的几栋建筑和家庭。然而,由于光伏发电的不可预测性和快速变化,维持能源平衡并降低系统中的电力成本具有挑战性。我们提出的框架采用模型预测控制方法,采用基于物理的光伏预测模型和精确参数化的电池模型。我们还引入了一个由两个时间尺度组成的多时间尺度结构:一个较长的粗粒度时间尺度,用于每日范围,分辨率为 15 分钟;一个较短的细粒度时间尺度,用于 15 分钟范围,分辨率为 1 秒。与当前的单时间尺度方法相比,这种替代结构能够以合理的计算时间管理快速和慢速系统动态的必要组合,同时保持高精度。模拟结果表明,与基线方法相比,提出的框架可将电力成本降低 48.1%。还展示了多时间尺度的必要性以及对光伏预测和电池方面精确系统建模的影响。
在过去的十年中,人们对 DNA 激发态动力学的认识取得了很大进展。[1] 在此背景下,理论研究既集中于单个核碱基的光物理性质,也集中于两个或多个碱基组装体中的相关相互作用,这些研究已成为探索 DNA 激发态衰变机制的有力工具。与单重态激发态相比,我们对三重态激发态的能量和动力学的认识仍然主要局限于单个碱基的性质。[2] 因此,尽管三重态-三重态电子能量转移 (TET) 可以引发 DNA 中的光毒性反应 [3-4],例如胸腺嘧啶环丁烷二聚体的形成 [5],但人们对决定天然 DNA 中三重态命运的核碱基 p 堆叠中 TET 的电子相互作用强度和时间尺度知之甚少。因此,由于三重态激发态的离域程度及其迁移的大致时间尺度存在根本的不确定性,通过超快光谱实验测量的衰变组分的分配仍然是一项艰巨的任务。 [1]
自然语言包含多个时间尺度的信息。要了解人脑如何代表此信息,一种方法是使用从神经网络语言模型(LMS)中提取的表示fMRI对自然语言的反应进行编码模式。但是,这些LM衍生的代表并未在不同的时间表上明确分开信息,因此很难解释编码模型。在这项工作中,我们通过强迫LSTM LM中的单个单位来整合特定时间尺度的信息来构建可解释的多时间尺度表示形式。这使我们能够明确并直接映射每个fMRI Voxel编码的信息的时间尺度。此外,标准fMRI编码过程在编码功能中没有考虑不同的时间属性。我们修改了该过程,以便可以捕获短时和长时间的信息。这种方法超过了其他编码模型,特别是对于代表长时间信息的体素。它还在人类语言途径中提供了时间尺度信息的范围图。这是未来工作的框架,调查了人工和生物语言系统之间的时间层次结构。
摘要 — 能源存储很可能在主要依赖可再生能源发电的未来电力系统中发挥关键作用。适当确定能源存储系统的规模对于可靠的未来电力系统至关重要。目前存在多种能源存储技术,每种技术都适合在不同的时间尺度上存储能源。有必要共同优化所有能源存储技术,以确保有足够的发电量来利用所有设备。这需要同时考虑短期和长期尺度。本文提出了一种随机优化算法,用于确定在各种时间尺度上运行的能源存储技术组合的规模。其应用以英国输电水平需求为例进行了演示,但可再生能源的规模已扩大到满足大部分能源需求。索引术语 — 能源存储、优化、电力系统规划、电力系统可靠性、随机系统
自然语言包含多个时间尺度的信息。为了了解人类大脑如何表示这些信息,一种方法是使用从神经网络语言模型 (LM) 中提取的表示来构建预测 fMRI 对自然语言反应的编码模型。然而,这些 LM 衍生的表示没有明确区分不同时间尺度上的信息,这使得解释编码模型变得困难。在这项工作中,我们通过强制 LSTM LM 中的各个单元在特定时间尺度上整合信息来构建可解释的多时间尺度表示。这使我们能够明确而直接地映射每个单独的 fMRI 体素编码的信息的时间尺度。此外,标准 fMRI 编码程序不考虑编码特征中不同的时间属性。我们修改了该程序,使其能够捕获短时间和长时间尺度信息。这种方法优于其他编码模型,特别是对于表示长时间尺度信息的体素。它还提供了人类语言通路中时间尺度信息的更细粒度图。这为未来研究人工和生物语言系统的时间层次提供了一个框架。
气体和气溶胶的抽象火排放会改变大气组成,并对气候,生态系统功能和人类健康产生重大影响。在建立景观中,温暖的气候和人类的扩张加剧了影响的影响,并呼吁更有效的管理工具。在这里,我们开发了一个全球预测系统,该系统使用过去的数据和气候变量预测每月排放,以1到6个月的时间为1到6个月。使用来自全球火灾排放数据库(GFED)的每月发射作为预测目标,我们将拟合一个统计时间序列模型,即具有外源变量(ARIMAX)的自回归积分移动平均模型,超过1,300个不同的区域。然后使用优化的参数预测未来排放。预测系统考虑了有关区域季节性季节性,长期趋势,最新观察以及代表大规模气候变化和当地风险天气的气候驱动因素的信息。我们通过预测因子和预测提前时间的不同组合对系统的预测技能进行了验证。参考模型将内源性和外源性预测因子与1个月的预测提前时间相结合,解释了全局发射异常的可变性的52%,大大超过了在预测期间假定持续排放的参考模型的性能。该系统还成功地解决了具有显着活动的区域中的详细空间模式。普通语言摘要全球火风险预计将来会增加,并且需要有效的预测和管理工具。这项研究弥合了近现场预测的努力与季节性前景的努力之间的差距,并代表了建立全球运营,烟雾和碳循环预测系统的一步。在这里,我们开发了一个统计预测系统,该系统可以预测1到6个月的销售时间的全球发射。建模系统认识到许多地区的未来活动与前几个月以及气候变量有关。通过比较预测的结果与观察结果,我们表明我们的建模系统在繁殖了发射的时间和空间变异性方面表现出色。我们认为,该系统可以集成到全球运营,烟雾和碳预测系统中,以更好地预测季节性至季节性时间尺度上的高火和低火的时期。