卷积神经网络用于近红外光谱古筝面板木材分级

目前,我国乐器制作行业在古筝面板用木材等级的筛选上主要依赖于技师主观评判,但此法缺少科学理论的依据,效率低,客观性及出材率的提高等方面受到限制,无法满足乐器市场的大量需求。实现古筝面板用木材快速、智能化的分级工作是一个急需解决的课题。近红外光谱非常适用于测量含氢的有机物质。古筝面板木材主要化学成分的化学键均由含氢基团组成,不同等级板材的化学成分存在差异,这些差异反映在近红外光谱中,为判断木材等级提供了可能。同时卷积神经网络对非线性数据具有较强的特征提取能力,所以提出一种应用卷积神经网络模型对光谱数据进行分析的方法,进而判别木材的等级。应用了Savitzky Golay一阶、二阶微分两种预处理方法和核主成分分析、连续投影算法两种数据压缩方法,通过所设计的卷积神经网络模型以样本识别准确率和模型构建过程中的损失值作为判定指标选出最佳预处理和数据压缩方法。为了提高模型提取分析光谱数据的能力和避免过拟合现象,应用了多通道卷积核、批量归一化和early stopping策略,将通过两层卷积层提取的特征信息送入全连接层,从而充分提取剩余信息,通过Softmax函数获得板材的最终预测等级,从而确定了最终模型。最终Savitzky Golay一阶微分和核主成分分析为最佳数据处理方法,同时得出用于区分不同等级的古筝面板用木材的主要关键谱带,分别为1 163~1 243, 1 346~1 375和1 525~1 584 nm。将该模型应用于测试集样本,古筝面板用木材的等级识别准确率为95.5%。实验结果表明所提出的方法可以高效地处理光谱数据,有效识别区分不同等级的古筝面板用木材的关键特征,从而为广阔的乐器市场提供一定的技术支持。     

Astrocyte and ions metabolism during epileptogenesis:A review for modeling studies

As a large group of cells in a central nervous system, astrocytes have a great influence on ion and energy metabolism in a nervous system. Disorders of neuronal ion and energy metabolism caused by impaired astrocytes play a key role in the pathogenesis of epilepsy. This paper reviews the existing computational models of epileptogenesis resulting from impaired astrocytes and presents several open perspectives with regard to ion and energy metabolism-induced epileptogenesis in a neuron-astrocyte-capillary coupled model.     

Pentapnictogen heterocyclic monoanions: Structure,stability, and aromaticity

Inorganic planar ring-shape molecules with 4n + 2 π electrons are always the focus of experimental synthesis and theoretical research due to their potential aromaticity and stability. In this work, the whole series of five-membered heterocycle monoanions X _nY_5-n⁻ (X, Y = group 15 elements; n = 1-4) were thoroughly investigated by means of density functional theory calculations. They all have large formation energies and HOMO-LUMO gap energies, suggesting the potential thermodynamic and kinetic stability. Their aromaticities are comparable to that of typical aromatic hydrocarbons. Their thermal stabilities were firmly established by the ab initio molecular dynamics simulations. As most of them are predicted for the first time, their various spectra were simulated for experimental characterization. Furthermore, we demonstrate that these five-membered cyclic anions can be employed as η⁵-ligand to construct novel all-inorganic metallocenes, which may serve as the building blocks of low-dimensional nanomaterials.     

扩宽OMA-Ⅵ同时谱宽的新方法

OMA－Ⅵ存在同时谱宽窄的缺点，本文用一种新方法大幅度地扩宽了它的同时谱宽，且不降低其系统分辨率，应用效果甚佳。     

Comparative studies on the mechanism of uridine phosphorolysis

We have used quantum mechanical method to study the transition states(TSs) of uridine phosphorolysis reaction. Comparing the four different reaction pathways and the five transition states obtained, we conclude that enzymatic uridine phosphorolysis takes place mainly according to acid-catalyzed SN2 mechanism. The proposed reaction pathway is consistent with many experimental results.     

非线性光纤方向耦合器孤子动力特性分析

利用变分方法,导出了双曲正割型光孤子在非线性光纤耦合器中传输时满足的动力学方程组,分析了该方程组的平衡点性态,讨论了光孤子的开关特性.指出参数|β|<2π.是能实现完全的开关操作的必要条件.     

镧系金属一氢化物有效芯势研究

采用Cundari和Stevens等推导的有效芯势对镧系金属一氢化物进行了理论计算，以探讨镧系金属元素与氢的相互作用。结果表明所有镧系金属一氢化物基态时理论上是稳定的，最稳定的是SmH,最不稳定的是DyH;键长计算结果显示，基态时镧系金属一招兵买马花物有独立王国 收缩现象发生；红外振动频率理论计算值与实验结果一致；成键轨道中，金属原子轨道的贡献主要是s轨道和d轨道：从CeH至ErH(GdH)例外）随着外层电子的增加s轨道成分逐渐增大d轨道成分逐渐减小；从TmH和LuH（包括GdH)，成键轨道中金属原子轨道的贡献主要是d轨道，约为90％；约大多数镧系金属一氧化物的成键轨道中金属原子轨道f成分小于1％。     

二维位置灵敏探测器输出图像畸变的修正

高分辨(e,2e)谱仪采用二维位置灵敏探测器同时对能量和角度进行多道测量.二维位置灵敏探测器由级联使用的微通道板和电阻阳极板组成,由于电阻阳极板的边缘效应和制造工艺的缺陷,测量得到的位置图像与实际图像总会有一定的形变,存在一定的非线性.本文针对高分辨(e,2e)谱仪二维位置灵敏探测器输出图像的“桶形”畸变及位置非线性,采用一种简易的冷刻法(用脉冲信号来模拟真实电子束团),检验了二维位置灵敏探测器的Gear型电阻阳极板的线性好坏,并用分割成小三角形的方法找出测量得到的畸变图像与原始真实图像的映射关系,再用此关系对其它测量得到的畸变图像进行修正,并对修正的结果进行了评估.通过修正,由“桶形”畸变所造成的图像扭曲得到明显改善.修正后的x方向非线性由修正前的2.1%变为0.59%.这种检验和修正方法对其它领域类似探测器输出图像的修正也有一定的指导意义.     

富锌条件下生长氮掺杂氧化锌薄膜的光学和电学性质

报道了采用等离子体辅助分子束外延方法(P-MBE),利用NO作为N源和O源,在c-面蓝宝石(c-Al₂O₃)衬底上外延生长了N掺杂ZnO薄膜。X射线衍射谱(XRD)和吸收谱中都出现了不同于未掺杂样品的特性,X射线光电子谱(XPS)中也发现了N的受主信号。但是在霍尔效应(Hall-effect)测量中,发现该样品并没有出现预期的p型导电特性,而是出现载流子浓度很高(2.15×10²⁰cm^-3)的n型导电特性。结合XPS结果和理论分析,认为在富Zn条件下生长会导致过量的填隙Zn原子,补偿了全部的受主后,又促使其出现了从半导体-金属的Mott转变。