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使用小波纹理分析和机器学习对骨质疏松X射线图像进行分类
摘要：骨质疏松症是一种由骨矿物质含量降低和骨微体系结构的变化所定义的疾病，对使用X射线图像进行准确分类构成了挑战。本文旨在从跟骨放射线照片中提取纹理特征，并选择最佳的纹理特征，这些特征可用于训练机器学习分类器模型以检测骨质疏松症。这项工作基于多分辨率分析和微结构分析，以表征来自跟骨X光片的小梁骨微体系结构。将图像转换为使用两级小波分解提取特征细节。结构纹理方法，例如局部二进制图案，分形维度和Gabor滤波器被应用于小波分解的图像。使用独立的样本t检验和特征选择方法选择了最具区别的纹理特征。机器学习模型是通过使用最佳纹理功能训练分类器来构建的，以从骨质疏松图像中对健康图像进行分类。使用包含跟骨放射线图像的公共挑战数据集评估了所提出方法的E ff。值得注意的是，最佳分类是通过使用正向特征选择选择的功能训练的K-Nearest邻居获得的，精度为78.24％。结果表明该方法作为低成本筛查骨质疏松症的可能替代工具的潜力。
用于 NASA 成像任务的金属波纹管有助于……
作为太空创新领域的领导者，该客户经常与 NASA 合作开发太空探索技术和仪器，包括用于监测和记录某些太空活动的仪器。其中一个例子包括界面区域成像光谱仪 (IRIS) 任务的航天器和仪器。IRIS 由洛克希德马丁公司在帕洛阿尔托的工厂设计和建造，并由洛克希德马丁公司在挪威航天局的支持下运营。该任务的目标是通过追踪等离子体和能量流入日冕和日光层来进一步了解太阳与地球之间的联系，此前，日冕和日光层的观测和研究一直颇具挑战性。IRIS 使团队能够获得高分辨率的太阳色球层紫外线光谱和图像，特别是与太阳风或太空天气相关的图像。自 2013 年发射以来，IRIS 已成功绕地球飞行了约 50,000 圈，收集了许多有用的图像。
基于物理的波纹翅片潜热储能系统建模与数据驱动优化
研究了相变材料在带有波纹翅片的矩形外壳中的固液相变。采用基于物理的模型，探索了翅片长度、厚度和波幅对热场和流体流场的影响。将翅片纳入热能存储系统可增加传热表面积和热穿透深度，从而加速熔化过程。波纹翅片比直翅片产生更多的流动扰动，从而提高熔化性能。更长更厚的翅片可提高熔化速度、平均温度和热能存储容量。然而，翅片厚度对热特性的影响似乎微不足道。较大的翅片波幅会增加传热表面积，但会破坏自然对流，从而减慢熔化前沿的进程。开发了一种基于人工神经网络和粒子群优化的替代模型来优化翅片几何形状。与平面翅片相比，优化后的几何形状使每单位质量的热能存储提高了 43%。数据驱动模型预测的液体分数与基于物理的模型的差异小于 1%。所提出的方法提供了对系统行为的全面理解，并有助于热能存储系统的设计。
当手膜膜遇到皱纹时：视角独立波纹光子晶体
胆固醇液晶（CLC）相。[1] CLC相的最引人注目的特征是由于光的选择性反射，其异常的光旋转功率和结构颜色。[2]结构颜色是光干扰现象的结果，例如由周期性纳米结构引起的Bragg反射和棒状分子的平均折射率。CLC的初始缺口位置可以通过公式λ0= n×p 0表示，其中λ0是初始缺口位置，n是平均折射率，P 0是初始音高长度。[3]自然采用了这种螺旋纳米结构，向花瓣，蝴蝶翅和甲虫的表皮提供各种颜色信息。[4]灵感来自此类天然光子纳米结构，许多研究人员使用光子晶体，等离子体纳米结构和元素制造人造结构颜色。[5]这些天然螺旋纳米结构的实例和人造结构颜色的研究已用于设计具有先进功能的材料，例如在光学传感，伪装和反伪造技术中使用的材料。[6]
啮齿动物海马体中的波纹
摘要 局部场电位 (LFP) 的偏转和振荡定义了海马尖波涟漪 (SWR)，这是大脑最同步的事件之一。SWR 反映了从认知相关的神经元集合中出现的放电和突触电流序列。虽然频谱分析已经取得了进展，但超密集记录的激增现在需要新的自动检测策略。在这里，我们展示了如何在高密度 LFP 海马记录上运行的一维卷积网络如何自动识别来自啮齿动物海马的 SWR。当无需重新训练就应用于新数据集和超密集海马范围的记录时，我们发现了与 SWR 出现相关的生理相关过程，从而促使制定新的分类标准。为了获得可解释性，我们开发了一种方法来查询人工网络的运行。我们发现它依赖于基于特征的专业化，这允许识别空间分离的振荡和偏转，以及重放典型的同步群体放电。因此，使用基于深度学习的方法可能会改变当前的启发式方法，以便更好地机械地解释这些相关的神经生理事件。
波纹共振放大了极端天气的经济福利损失
摘要气候变化最复杂但可能最严重的影响是极端天气事件引起的。在全球互动的经济中，损害赔偿可能会导致远程扰动和级联后果，这是供应链沿线的涟漪效应。在这里，我们显示出一种经济连锁共鸣，可以在极端或重叠的天气及其影响相互作用时放大损失。这相当于气候引起的热应激，河流洪水和热带气旋的平均扩增为21％。对> 7000个区域经济领域之间180万个贸易关系的时间演变进行建模，我们发现对未来极端的区域反应在其共振行为上也是强烈的异质性。由于某些地区的需求增加和由于其他地区的需求或供应短缺而导致的需求增加，对福利的诱导影响因素而有所不同。在当前的全球供应网络中，高收入经济体中极端天气的波纹共振效应最强，这是评估过去和未来经济气候影响时要考虑的重要效果。
由介质引起的高度有序的硅化物波纹图案……
我们研究了在近乎正常的 40 keV Ar + 溅射和同时进行的 Fe 斜向共沉积下硅表面的纳米图案化。离子束入射角保持在 15°，在没有金属掺入的情况下不会产生任何图案。通过原子力显微镜（其形态和电模式）、卢瑟福背散射光谱、X 射线光电子能谱、扫描俄歇以及透射和扫描电子显微镜进行形态和成分分析。最初，纳米点结构随机出现，随着离子通量的增加，它们逐渐沿与 Fe 通量垂直的方向排列。随着通量的增加，它们聚结在一起，形成波纹图案。随着与金属源的距离减小（即金属含量增加），图案动态和特性分别变得更快和增强。对于最高的金属通量，波纹会变得相当大（高达 18 μ m）且更直，缺陷很少，图案波长接近 500 nm，同时保持表面粗糙度接近 15 nm。此外，对于固定离子通量，图案顺序会随着金属通量而改善。相反，图案顺序随离子通量增加的增强率并不依赖于金属通量。我们的实验观察与 Bradley 模型的预测和假设一致 [RM Bradley，Phys。Rev. B 87，205408（2013）] 几项成分和形态研究表明，波纹图案也是成分图案，其中波纹峰具有更高的铁硅化物含量，这与模型一致。同样，波纹结构沿着垂直于 Fe 通量的方向发展，并且图案波长随着金属通量的减少而增加，其行为与模型预测在性质上一致。