LK-CAUNet：基于交叉注意的大内核多尺度可变形医学图像配准网络

经典的UNet网络可用于预测全分辨率空间域的密集位移场，在医学图像配准中取得了巨大成功。但对大变形的三维图像配准，还存在运行时间长、无法有效保持拓扑结构、空间特征易丢失等缺点。为此，提出一种基于交叉注意的大内核多尺度可变形医学图像配准网络（large kernel multi-scale deformable medical image registration network based on cross-attention,LK-CAUNet）。在经典UNet模型基础上，通过引入交叉注意力模块，实现高效、多层次的语义特征融合；配备大内核非对称并行卷积，使其具有多尺度特征和对复杂结构的学习能力；通过加入平方和缩放模块，实现拓扑守恒和变换可逆。基于脑部MRI数据集，将LK-CAUNet与18种经典图像配准模型进行了比较，结果表明，LK-CAUNet的配准性能较其他模型有明显提升，其Dice得分较TransMorph配准方法提高了8%，而参数量仅为TransMorph的1/5。     

大环化合物色谱固定相分离机理研究的新进展

简要介绍了近年来被用于大环化合物色谱固定相保留机理研究的一些新的方法和理论，重点对几种典型大环超分子主体化合物作为色谱固定相对其分离机理研究的近况进行了综述。     

大尺寸石墨烯量子点组装体的制备及电化学发光性能

对氧化石墨烯纳米材料进行HNO₃氧化处理, 制备了水溶性好且具有强电化学发光(ECL)活性的大尺寸石墨烯量子点组装体(Large-sized graphene quantum dot assemblies, LSGQD-NAs). 利用透射电子显微镜(TEM)、 原子力显微镜(AFM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)等方法对其进行了表征, 结果表明, 石墨烯量子点组装体的平均高度为20 nm, 且富含大量的羟基和羧基. 电化学测试结果显示, 在共反应物K₂S₂O₈存在下, LSGQD-NAs在阴极产生很强的ECL(峰值约在685 nm); 并推测了其ECL反应机理, 发现LSGQD-NAs容易通过中心未氧化的石墨烯π-π作用于GC电极表面进行组装修饰. 本研究为基于石墨烯量子点ECL传感器的研究提供了新方法.     

离子交换纤维与强酸大孔树脂对有机胺的吸附性能对比研究

在分析考察强酸大孔树脂与纤维状离子交换材料微观形貌与骨架结构特点的基础上,系统研究了弱酸离子交换纤维、强酸离子交换纤维与强酸大孔树脂在气、液相条件下对不同有机胺(苯胺、吡啶与乙二胺)的吸附性能。结果表明,与强酸大孔树脂相比,纤维状离子交换剂具有吸附动力学性能优异、循环再生性好等特点,且对有机胺的吸附活性随功能基酸性的增强而增强,其结果归因于纤维外比表面积高、传质距离短、渗透压稳定性好等自身优势。本研究为纤维状离子交换材料在气、液态有机胺吸附领域的应用与发展提供了实验支撑与参考。     

基于两步子抽样算法的多目标抽样统计推断研究

针对海量数据,子抽样算法是当前一种流行的简化计算和降低计算成本的方法。现阶段的研究主要集中于单目标变量的估计上。多目标抽样也是现实生活中经常遇到的问题。本文提出基于广义线性模型,多目标抽样的均值两步子抽样算法。两步子抽样算法是Wang等(2018)^[1]提出的基于L-最优和A-最优的思想,确定每个抽样单元的入样概率。本文在此基础上,定义多目标抽样的各单元的入样概率,并推导模型参数估计量的渐近性质,最后用模拟数据和实际例子对均值两步子抽样算法和多目标两步子抽样方法进行比较。结果表明,在样本量相同时,A-最优准则下均值两步子抽样算法在估计精度上优于基于两步子抽样算法的MPPS抽样和L-最优准则下均值多目标两步子抽样算法。在计算效率上也较全样本估计有显著的提高,节约了计算时间。     

多维调制全息数据存储研究进展

大数据时代对数据存储提出了新的要求,为克服目前存储技术无法逾越的障碍,全息存储回到人们的视野,为了解决传统全息存储的记录密度与理论值相差较大的问题,本文作者团队提出了将光的振幅、相位和偏振均作为调制变量的多维调制全息数据存储技术;为验证多维调制的实验结果,针对具有偏振响应的全息存储材料特性提高方面也开展了研究。这些研究成果加速了全息存储技术应用的产业化步伐。本文以该团队在北京理工大学期间开展的多维调制全息数据存储技术的研究成果为基础,分别从光的振幅、相位和偏振调制机理出发,综述了各个调制方法的理论基础和应用实例,以及提高全息存储材料性能的有效手段,最后进行了总结和展望。     

抗弯曲大模场面积少模光子晶体光纤

为更好地解决少模光纤在传输中由于模式耦合过强而导致的信号串扰问题,对弱耦合光子晶体光纤中的线偏振(LP)模式以及矢量模的传输特性进行了研究,设计了一种可传输20种矢量模的双包层光子晶体光纤。通过有限元法模拟光纤参数对相邻LP模式间最小有效折射率差的影响,优化结构参数,使光纤支持稳定传输6种LP模式并满足弱耦合要求。最后分析了不同模式的有效模场面积、弯曲损耗。结果表明:各模式之间的最小有效折射率差达到1.12×10^-4,表明模式间的串扰可忽略。基模有效模场面积达到了1 040μm²,且其相应的非线性系数低至1.07×10^-10。此外,在弯曲半径为38 mm时,各模式弯曲损耗最大仅为5.65×10^-8dB/km。与主流的单模光纤及少模单包层相比,该结构具有大模场面积,低模间串扰及更强的抗弯曲能力,丰富了空分复用技术的开发思路。在大数据、虚拟现实、网络传输容量等新兴业务以及光纤传感方面提供了有益的参考方案。     

30℃～420℃黑体温度控制及自整定研究

作为红外标准光源,要求30℃～420℃黑体能快速升温到设定温度点,并保持温度稳定。针对其升降温功率差别大、滞后大等特点,用开关控制冲击响应自整定方法,得到黑体温升超调量、最大升降温速率等参数,采用复合智能温控策略,实现了30℃～420℃黑体温升前期快,接近设置温度时改以渐进方式达到并稳定在设定温度点。实验结果表明,实现了30℃～420℃黑体无超调地到达设定温度点,且稳定性为±0.03℃/min,该指标达到了国际同类产品水平。     

低慢小飞行物实时检测原理与实验研究

飞鸟撞击飞机与无人机黑飞是威胁航班起降安全的两大隐患,上述的飞鸟和无人机都属于“低慢小”飞行物。为保卫机场净空区的安全,需要研制具有反低慢小功能的预警系统。对此,设计并实现了一套低慢小飞行物实时检测系统,基于FPGA(field programmable gate array)驱动相机阵列实时采集大视场天空视频,将适于硬件操作的奇偶分流算法与帧间差分算法相结合进行运动目标检测,系统帧率达到17帧/s@1 024×768 pixel,平均检测准确率为99.69%。采用千兆以太网、光纤和交换机将前端跑道视频传输至后端塔台指挥中心,支持3 km远距离传输。相比于传统基于软件串行处理的方式,该系统具有高实时性、低功耗与小体积的优势,适合部署在实际应用场景中。