跨越-侧抑制神经网络分析及其应用

针对神经网络的结构设计,根据仿生学原理提出一种跨越-侧抑制神经网络(S-LINN).该多层网络结构引入了层内中间抑制神经元的侧向连接以及神经元在多个层内进行的信息传递.通过分析网络的逼近能力证明网络的学习能力,设计基于误差反向传播思想的梯度下降学习算法.通过鲍鱼年龄预测回归问题的仿真实验表明,S-LINN在处理实际回归问题时,不但能够保证较高训练精度,同时可获得更强的泛化能力.     

三种未知环境中局部危险避规方法的分析与比较

以智能车辆在部分或全未知环境中局部危险避规为研究对象,以二维雷达和摄像机为传感器实时检测局部障碍物信息. 通过对比分析普通加权、粒子吸引、仿生学筛选方法在触须避规路径选择上的应用,不同方法在规划时间、最优性、平滑度因素对纯避障环境中安全行驶的影响,确定不同环境应用的方法,实车验证了三种算法的正确和有效性,在2010年中国智能车未来挑战赛的单项纯避障环境中,应用该三种算法在不同的环境条件下取得了很好的效果.     

基于仿生学的未来食品工业展望

生命体经过漫长的进化,已经形成了一整套极其完善的利用食材制造其所需营养素的技术,许多生命活动与现有食品加工的单元操作有着异曲同工的效果。利用仿生学原理,向生命体学习,进行食品加工的理论与技术创新,正逐渐得到国内外食品加工技术研究领域的广泛关注。分析了人们受人体感官、食物消化、养分吸收、生物合成、生物材料、生物机构、生物成型的启示,进行食品加工技术创新的研究案例。从3个方面概括了未来食品工业仿生化发展的主要任务:1)重新认识生命活动。突破长期以来基于健康和生产(生长)的需要进行生命科学研究的局限性,建议从生命体制造其正常生长所需营养素的角度,重新研究生命活动,重新认识生命现象。2)深化已启动的仿生研究工作。根据对生命活动重新研究的结果,进一步对已经启动的仿生技术进行深入研究,挖掘新的创意。3)开拓新的仿生技术方法。通过比对,寻找动物、植物和微生物中与食品加工技术有对应关系的生命活动,开拓从未触及的仿生研究领域,推动食品领域的原始创新。着重强调了“食品工程仿生学”学科建设的重要意义。     

A statistical method for predicting alpha-helical and beta-sheet regions in proteins from their amino acidic sequences

Summary In this paper we propose a new method to predict the secondary structure of proteins from sequence data. A satisfactory improvement of the available efficiency of prediction is obtained. The described method takes into account the frequency of each pair of amino acids in alpha-helical, beta-sheet and random coil regions according to previous results that the sequences of amino acidic residues in these regions are autocorrelated. The rules of the method are not derived from the analysis of the regions of proteins with a known secondary structure, but they are instead based on statistical considerations. In such a way the obtained value of efficiency of the method (88%) has a high reliability: in fact, it is correct to test a method only on the data not used to construct it. A new definition of efficiency of a predictive method is given to resolve the ambiguities arising from the previously accepted definitions.

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Riassunto In questo lavoro si propone un nuovo algoritmo per predire la struttura secondaria di una proteina dall’analisi della sua sequenza aminoacidica, con il quale si è ottenuto un significativo miglioramento delle efficienze di previsione della struttura secondaria disponibili fino ad ora. Il metodo descritto tiene conto della frequenza delle coppie adiacenti di aminoacidi nelle regioni ad alpha-helix, beta sheet e random coil, in accordo con il nostro precedente risultato che in tali regioni le sequenze aminoacidiche sono autocorrelate. Le regole usate non derivano dall’analisi delle regioni di proteine con una struttura secondaria nota, ma sono invece basate esclusivamente su considerazioni statistiche. In tal modo il valore ottenuto per l’efficienza del metodo (88%) ha un’alta affidabilità, essendo corretto controllare un metodo solo sui dati non utilizzati per la sua costruzione. Per risolvere le ambiguità esistenti, inoltre, si dà qui una nuova definizione di efficienza per un metodo di previsione di strutture secondarie.

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Резюме В этой работе предлагается новый метод для предсказания вторичной структуры белков, исходя из последовательности аминокислот. Получается существенное улучшение эффективности предсказания. Предложенный метод учитывает частоту каждой пары аминокислот в альфа-спиральной области, бета-слоистой области и в области случайных спиралей, в соответствии с предыдущими результатами, согласно которым последовательности аминокислот в этих областях являются автокоррелированными. Правила метода не выводятся из анализа областей белков с известной вторичной структурой, а основываются на статистических рассмотрениях. Полученное значение эффективности (88%) имеет высокую надежность. Корректность метода проверялась не только на данных, использованных для его конструирования. Предлагается новое определение эффективности для разрешения неоднозначностей, связанных с ранее принятыми определениями.

     

Hypothesis on the function of non-coding DNA and hnRNA

Summary Half-way through what North American scientists have nominated the ?Decade of the Brain?, the author brings to lights a completely new approach to the problem of the function of non-coding DNA and heterogeneous nuclear RNA whose role, for the moment, remains unknown. This allows the author to put forward an innovative hypothesis on intelligence and memory within the framework of a more logical and coherent unitarian vision of the structure and evolution of living things. The conjecture put forward in this paper, while plausible, has no experimental support. The Referees have expressed perplexity on this regard. Anyway, the Direction ofIl Nuovo Cimento considers it worthwhile to expose the readers to the challenge of this conjecture, hoping that it may trigger a lively debate. The author of this paper has agreed to not receive the proofs for correction.     

科技英语中的动物词

在科技英语中，以动物名称来命名技术设备的现象较为普通．通过对科技英语中的动物词进行分类、分析和探讨，以丰富英语学习者的语言知识并提高其学习兴趣．此外，对科技翻译工作者的工作实践也有借鉴作用。     

基于昆虫视觉原理的角速度测量系统

为了解决以往表征法模型中存在的边缘检测同步性问题,参考昆虫视觉中利用相邻小眼信号提取边缘运动的原理,提出了一种角速度测量系统。系统通过对相邻两个探测器的信号进行二值化处理和运算,得到物体不同边缘的运动方向和触发时刻,并通过不同计时器对这些边缘的运动分别计时,能有效地解决物体边缘触发脉冲不同步的问题。在利用硬件电路构建该系统后,实际测量了2种不同角宽度物体的运动角速度,得到系统的角速度测量不确定度为0.55(°)/s。该结果证明在物体绕系统做圆周运动的情况下,系统可以很好地解决同步性问题。     

机械结构预应力坎合连接的原理

针对重型机械中超大超重型件的制造、加工、运输、和装配难的问题,提出了预应力坎合连接的方法。指出了预应力坎合连接与普通机加工表面自然摩擦以及机械键合的区别,并从仿生学和接触力学的角度分析了多峰坎合连接的原理。通过预应力可使坎合处理后的剖分子件形成具有承载能力的整体件,基于此原理提出了3种预应力坎合连接的工程应用方法。坎合因数的测量实验表明,在预应力场的作用下,界面的坎合处理可以有效提高结构抗错移能力。通过350 M N模锻液压机模型实验,发现预应力坎合连接结构的抗错能力能够很好地满足模锻液压机的力学要求。该文还介绍了目前预应力坎合连接在重型压机中的实际应用。     

农业机械领域的工程仿生研究概况与应用前景

工程仿生研究在农业机械领域有着较为广泛的应用,基于昆虫脱附减阻规律与食虫植物捕食现象的研究逐步形成应用于农业生产领域的工程仿生技术。本文从仿生农业机械脱附减阻及致灾农业昆虫滑移捕集滑板仿生制备的研究现状入手,主要分析了典型动植物非光滑表面形态结构对生理功能特性的表现规律与机理,阐述了工程仿生学在农业耕种机械及虫害机械化捕集防治领域的应用研究概况,并分析了工程仿生领域潜在的研究方向与发展前景。     

仿生新材料的应用及展望

 仿生材料的最大特点是可设计性,运用仿生的手段可以将自然界生物材料的结构及功能赋予人工制造的智能化材料。综述了目前仿生新材料在信息通信、建筑行业、生物医疗、节能减排等领域的应用,分析了仿生材料在未来的应用方向,并对仿生材料的前景提出了展望。