关键词： 外骨骼机器人   表面肌电信号   运动模式识别   双卷积链神经网络   能量核   小波变换分析  

摘要： 随着外骨骼机器人等肌电控制设备的快速发展,表面肌电信号此类非平稳、非周期信号在高性能运动识别系统中的应用已成为相关研究领域的重点。为实现肌电信号跨域特征融合,提出一种基于肌电信号的双卷积链神经网络模型,采集7块关键肌肉的原始肌电信号,经特征提取,转化为能量核相图和离散小波变换系数特征图,分别输入双卷积链神经网络的卷积神经网络分支和MobileNetV2分支,利用融合模块提取高层隐藏特征并进行充分交互。制备包括以上两种特征图像和传统肌电信号图谱在内的3种数据集。3组交叉实验结果表明:所提方法对6种自测下肢运动的平均识别准确率达94.19%,显著优于其他特征组合与网络架构;在ENABL3S开源数据集识别7种下肢运动中取得98.32%的稳态识别准确率,进一步验证了所提方法优良的肌电特征捕捉能力和模式识别准确性。

关键词： 轨道角动量   人工智能   模式识别   谱测量  

摘要： 涡旋光束携带的轨道角动量(OAM)作为一种全新的光场调控自由度在超大容量光通信、旋转体探测、高分辨率成像、光信息存储、量子技术等前沿领域展现出巨大的应用潜力。在上述应用中,实现快速、高精度的OAM模态感知十分重要。随着人工智能(AI)在各领域的快速发展,将AI技术作为光束OAM模态感知的新型解决方案引起了国内外学者的广泛关注。本文从AI的应用模型角度出发,对近年来基于AI技术的光束OAM模态感知方法进行了系统性综述,主要包括机器学习、深度学习及混合学习模型下的OAM模式分布探测和多模混合光束谱测量,同时讨论了扰动下基于AI的OAM模态感知方法研究进展。

关键词： 云南重楼   重金属元素   形态   电感耦合等离子体质谱   主成分分析   正交偏最小二乘法判别分析  

摘要： 目的考察云南重楼中重金属元素不同形态的含量,同时基于主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)对其进行化学模式识别。方法采用经典Tessier连续提取法和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对6种重金属元素(Cu、Cd、Cr、Pb、As、Hg)的不同形态进行连续提取和含量测定,并进行化学计量学分析,考察不同生长方式下药材中重金属存在形态与分布的差异性。结果6种重金属元素中Cu超标情况最严重,风险最高,其次为Pb和Cr,野生品重金属超标情况比种植品更严重。PCA无法将27批野生和栽培样品分开,而OPLS-DA可将两者分开。结论以单一元素含量为云南重楼重金属元素含量限定标准具有一定局限性,结合其不同形态的含量测定可能更具实际意义。

关键词： 采煤机   模式识别   小波包阈值降噪   RLMD   SSA-BP  

摘要： 针对采煤机工作环境恶劣、振动噪声大、故障率高等特点,提出了一种基于鲁棒性局部均值分解(RLMD)结合麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的采煤机工况模式识别方法。首先,对不同工况下采集到的振动数据进行小波包阈值降噪,之后进行RLMD分解,选取相关系数大于0.1的P_(F)分量对信号进行重构,选取排列熵、样本熵、模糊熵作为每条数据的特征集,最后输入到SSA-BP神经网络中进行工况模式识别,并与PSO-BP、GA-BP的识别结果进行对比,仿真结果表明:该方法的迭代次数最少,同时准确率最高,可达98.33%;最后也对比了数据预处理前后的准确率,证实了所提及的小波包阈值降噪结合RLMD的双重降噪方法的有效性。

关键词： 电子鼻   食品质量   模式识别   CNN-WSN   SHO-KELM  

摘要： 食品质量的检测对于人体健康与工业生产具有重要意义,但是当下的常见检测手段难以实现快速、准确、无损的检测需求。因此在这项工作中,提出了一种基于CNN-WSN与SHO-KELM相结合的电子鼻食品质量检测方法。首先基于卷积神经网络(CNN)与小波散射网络(WSN)得到了能够有效表征食品质量原始信息的CNN-WSN融合特征。然后利用海马优化算法(SHO)对核极限学习机(KELM)模型的核参数与正则化系数进行优化,解决了关键参数选择困难的问题。为了验证提出方法的有效性,最后自主搭建了一套电子鼻系统并对牛奶样本进行了采集与测试。实验结果证实了该方法具有良好的食品质量检测效果。

关键词： 公共卫生事件   人口流动   时空特征   模式识别   粤港澳大湾区   旧金山湾区  

摘要： 根据中国与美国两大湾区的高时空分辨率人口移动大数据,首先构建移动变化指数、距离变化指数和波动变化指数3个评价指标,剖析突发公共卫生事件下中国粤港澳大湾区与美国旧金山湾区的人口移动差异特征。然后,利用奇异值分解算法识别出两大湾区的人口流动内在结构和流动模式。分析发现:(1)在人口流动管控维度上,粤港澳大湾区整体表现优于旧金山湾区,大流行期间人口移动量下降幅度更大,每日移动量波动更加平稳,平均出行距离更短。(2)粤港澳大湾区人口流动模式主要受春节假期与公共卫生政策双重影响,从中识别出日常出行模式、返乡出行模式和返程复工模式。旧金山湾区人口流动模式呈现强规律性(包括日常出行模式、工作日出行模式与周末出行模式),公共卫生政策对其影响并不深刻。量化突发公共卫生事件管控措施下中美两大湾区人口流动指标与模式的定量改变,对评估防疫措施有效性和确定有针对性的防疫干预措施至关重要,还可为未来各类突发性公共卫生事件的防控措施制定提供重要指标与经验参考。

关键词： 环氧乙烷灭菌   模式识别   径向基神经网络   蜜蜂算法  

摘要： 环氧乙烷灭菌过程参数波动较大,异常的过程参数难以被及时发觉,将影响环氧乙烷灭菌效果。提出了一种环氧乙烷灭菌过程参数失稳监控模型——基于蜜蜂算法的径向基神经网络(RBFNN)模式识别方法,运用蜜蜂算法对神经网络分类器进行训练学习,对环氧乙烷过程参数进行模式识别用来监控环氧乙烷灭菌过程参数中的异常模式。通过数值模拟方法对比,该方法比传统方法训练速度更快,识别效果更好。

关键词： 远志   卵叶远志   瓜子金   黄花倒水莲   小花远志   华南远志   顶空-气相色谱-离子迁移谱   挥发性有机物   2-甲基丁酸丁酯   水杨酸甲酯  

摘要： 目的揭示远志属中6种药用植物的挥发性成分种类和差异,为远志属药用植物的快速、准确鉴别提供参考。方法采用顶空-气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)对远志属6种药用植物远志Polygala tenuifolia,卵叶远志***,瓜子金***,黄花倒水莲***,小花远志***和华南远志***干燥根中的挥发性成分进行分析,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)、偏最小二乘法-判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)和聚类分析等化学模式识别方法,以数据可视化的形式解析远志属6种药用植物中挥发性有机物的差异性。结果HS-GCIMS共获得远志属6种药用植物中90个特征信号,定性鉴别出76种,包括38种醛类、10种醇类、10种酯类、9种酮类以及呋喃类等其他成分9种。其中,醇类和酮类成分数目最多的为华南远志,分别为8种和6种;醛类和酯类成分数目最多的为小花远志,分别为36种和9种。PCA、PLS-DA和聚类分析均能将远志属6种药用植物区分开来。聚类热图结果表明,筛选出的2-甲基丁酸丁酯、水杨酸甲酯等14种特征挥发性成分可作为鉴别远志属6种药用植物的标志物。结论HS-GCIMS技术结合化学模式识别能够鉴定及可视化远志属6种药用植物中的挥发性成分及其差异,为远志属不同药用植物的区分和鉴定提供参考。

关键词： 飞蛾藤属植物   化学成分   UPLC-Q-ExactiveFocus-MS/MS   化学模式识别  

摘要： 目的对飞蛾藤属植物化学成分进行分析,并作化学模式识别。方法UPLC-Q-ExactiveFocus-MS/MS分析采用ThermoAccucoreaQC_(18)色谱柱(150mm×2.1mm,2.6μm);流动相甲醇-水(含0.1%甲酸),梯度洗脱;体积流量0.3mL/min;柱温30℃;加热电喷雾离子源;正负离子扫描。采用聚类分析、主成分分析及正交偏最小二乘判别分析研究成分差异。结果共鉴定出124种成分,包括有机酸及其酯类50种、苯丙素类19种、黄酮类16种、酰胺类3种、糖苷类16种、生物碱类3种和其他类17种,并筛选得到35种差异性成分。结论本研究快速、全面地分析了飞蛾藤属植物化学成分,可为其质量控制提供依据。

关键词： HPLC   指纹图谱   发酵   紫杉醇   曼地亚红豆杉曲   10-脱乙酰基巴卡亭Ⅲ   巴卡亭Ⅲ   三尖杉宁碱   紫杉醇   7-表紫杉醇   银杏双黄酮   金松双黄酮  

摘要： 目的建立曼地亚红豆杉Taxus×media曲指纹图谱,对曼地亚红豆杉曲质量控制和资源开发提供科学依据。方法采用HPLC法建立45批曼地亚红豆杉曲的指纹图谱,通过对照品比对,对共有峰进行指认,确定并建立7种有效成分含量的测定方法。在指纹图谱基础上,结合聚类分析、主成分分析及正交偏最小二乘法-判别分析等筛选出不同发酵程度曼地亚红豆杉曲间差异性标志物。结果45批曼地亚红豆杉共有32个共有峰,指认了18种成分,相似度均大于0.9。通过聚类分析将不同发酵程度曼地亚红豆杉曲分为5类,主成分分析提取了4个主成分;综合分析筛选10-脱乙酰基巴卡亭Ⅲ、巴卡亭Ⅲ、三尖杉宁碱、紫杉醇、7-表紫杉醇、银杏双黄酮、金松双黄酮作为曼地亚红豆杉曲的质控成分,质量分数范围分别为0.0715~0.1237、0.1245~0.1171、0.1135~0.1261、0.1225~0.1627、0.0710~0.0893、0.8091~1.1102、1.0031~1.9948 mg/g。结论建立的指纹图谱及多成分含量测定方法专属性强,稳定,可靠,为曼地亚红豆杉曲的质量控制及资源开发提供参考。