Computation of age-dependent relaxation spectra

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进化计算综述

进化计算综述

进化计算综述1.什么是进化计算在计算机科学领域,进化计算(Evolutionary Computation)是人工智能(Artificial Intelligence),进一步说是智能计算(Computational Intelligence)中涉及到组合优化问题的一个子域。

其算法是受生物进化过程中“优胜劣汰”的自然选择机制和遗传信息的传递规律的影响,通过程序迭代模拟这一过程,把要解决的问题看作环境,在一些可能的解组成的种群中,通过自然演化寻求最优解。

2.进化计算的起源运用达尔文理论解决问题的思想起源于20世纪50年代。

20世纪60年代,这一想法在三个地方分别被发展起来。

美国的Lawrence J. Fogel提出了进化编程(Evolutionary programming),而来自美国Michigan 大学的John Henry Holland则借鉴了达尔文的生物进化论和孟德尔的遗传定律的基本思想,并将其进行提取、简化与抽象提出了遗传算法(Genetic algorithms)。

在德国,Ingo Rechenberg 和Hans-Paul Schwefel提出了进化策略(Evolution strategies)。

这些理论大约独自发展了15年。

在80年代之前,并没有引起人们太大的关注,因为它本身还不够成熟,而且受到了当时计算机容量小、运算速度慢的限制,并没有发展出实际的应用成果。

到了20世纪90年代初,遗传编程(Genetic programming)这一分支也被提出,进化计算作为一个学科开始正式出现。

四个分支交流频繁,取长补短,并融合出了新的进化算法,促进了进化计算的巨大发展。

Nils Aall Barricelli在20世纪六十年代开始进行用进化算法和人工生命模拟进化的工作。

Alex Fraser发表的一系列关于模拟人工选择的论文大大发展了这一工作。

[1]Ingo Rechenberg在上世纪60 年代和70 年代初用进化策略来解决复杂的工程问题的工作使人工进化成为广泛认可的优化方法。

计算复杂性理论

计算复杂性理论

计算复杂性理论计算复杂性理论是计算机科学中重要的一个分支,它研究了计算问题的难度和可解性。

通过对问题的复杂性进行分析和分类,计算复杂性理论为我们提供了解决问题的指导原则和限制条件。

本文将介绍计算复杂性理论的基本概念、主要研究内容以及其在实际应用中的重要性。

一、基本概念1. P和NP问题在计算复杂性理论中,最基本的概念是P问题和NP问题。

P 问题是指可以在多项式时间内解决的问题,即存在一个算法可以在多项式时间内给出问题的正确答案。

而NP问题则是指可以在多项式时间内验证答案的问题,但尚未找到多项式时间内解决的算法。

P问题是NP问题的子集,即所有的P问题也是NP问题,但目前尚不清楚P问题和NP问题是否是相同的类。

2. NP完全性NP完全性是计算复杂性理论中的一个关键概念,它指的是一类最困难的NP问题。

一个问题被称为是NP完全的,如果它既是一个NP问题,又满足以下条件:对于任何一个NP问题,都可以用多项式时间的算法将其约化为该问题。

换句话说,如果我们能够找到一个多项式时间算法来解决一个NP完全问题,那么我们也可以用同样的算法来解决所有的NP问题。

3. NP难度除了NP完全性概念,计算复杂性理论还引入了NP难度的概念。

一个问题被称为是NP难度的,如果对于任何一个NP问题,都可以用多项式时间的算法将其约化为该问题。

虽然NP难度问题不一定是NP问题,但它们和NP完全问题一样,都是十分困难的问题。

二、主要研究内容1. 多项式时间算法计算复杂性理论的一个主要研究内容是寻找和分析多项式时间算法。

多项式时间算法是指可以在多项式时间内解决的算法,即其执行时间与输入规模呈多项式关系。

研究多项式时间算法的目标是寻找高效的解决方法,从而提高问题的可解性。

2. 算法复杂性分析算法复杂性分析是计算复杂性理论中的另一个重要内容。

通过对算法的复杂性进行全面的分析,我们可以预测算法在实际应用中的性能表现。

算法复杂性分析的主要方法包括时间复杂性分析和空间复杂性分析,通过对算法的时间和空间需求进行测量和评估,我们可以判断算法在给定条件下的可行性和效率。

智能计算简介

智能计算简介
中被完全省去,在进化策略中与自适应结合在一起使 用非常 性,而从进化策略的角度看,选择是完全确定的,没 有合理的根据表明随机选择原则的重要性;
进化规划和进化策略确定地把某些个体排除在被选择 复制之外,而标准遗传算法一般对每个个体都指定一 个非零选择概率。
智能计算
智能计算
计算智能是以数据为基础,通过训练建立联系, 进行问题求解,特点是:
1、 以分布式方式存储信息 2、 以并行方式处理信息 3、 具有自组织、自学习能力 4、计算智能适用于于解决那些难以建立确定性
数学/逻辑模型,或不存在可形式化模型的问 题.
智能计算
计算智能以连接主义的思想为基础,有众多发 展方向。
遗传算法的基础:孟德尔遗传学
在孟德尔遗传学中,基因型被详细模型化,而表型 和环境被忽略。
简单起见,假设一个基因具有n 等位基因a1,…,an。 二倍基因型以元组(ai,aj)为特征。 我们定义 pij 为 总群体中基因型(ai,aj) 的频度。假设基因型与表型 相等。质量函数给每个表型赋值。
q(ai,aj) = qij qij 可以被解释为出生率减去死亡率
遗传算法与自然进化的比较
自然界
染色体 基因 等位基因(allele) 染色体位置(locus) 基因型(genotype) 表型(phenotype)
遗传算法
字符串 字符,特征
特征值 字符串位置
结构 参数集,译码结构
新达尔文进化理论的主要论点
1) 个体是基本的选择目标; 2) 随机过程在进化中起重大作用, 遗传变异大部
分是偶然现象; 3) 基因型变异大部分是重组的产物, 部分是突变; 4) 逐渐进化可能与表型不连续有关; 5) 不是所有表型变化都是自然选择的必然结果; 6) 进化是在适应中变化的, 形式多样, 不仅是基因

电脑能帮助干什么英语作文

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Computers have become an integral part of our daily lives,and their uses are almost limitless.They are versatile machines that can perform a wide range of tasks,making our lives easier and more efficient.Here are some of the many ways in which computers can assist us:cational Resources:Computers provide access to a wealth of educational materials. Students can use them for research,to write papers,and to learn new subjects through online courses and tutorials.munication:With the advent of the internet,computers have revolutionized the way we communicate.Email,social media,and instant messaging platforms allow us to stay in touch with friends,family,and colleagues across the globe.3.Entertainment:Computers are a source of endless entertainment,offering movies, music,games,and more.They can also be used to create and edit multimedia content, such as videos and music tracks.4.Work and Productivity:In the workplace,computers are essential for tasks such as word processing,spreadsheet management,and project planning.They also facilitate remote work,allowing employees to work from anywhere with an internet connection.5.Financial Management:Computers can help with personal and business financial management,from budgeting and expense tracking to tax preparation and investment analysis.6.Healthcare:In the healthcare sector,computers are used for patient record keeping, medical research,and even in the operation of medical equipment.7.Travel Planning:Computers can assist with travel planning by providing information on destinations,booking flights and accommodations,and organizing itineraries.8.Shopping:Online shopping has become a popular way to purchase goods and services, and computers make this process convenient and efficient.9.Creative Expression:Artists and designers use computers to create digital art,design graphics,and model3D objects.10.Data Analysis:Computers are indispensable for analyzing large datasets in fields such as science,business,and social sciences.11.Gaming:The gaming industry has exploded with the help of computers,offering immersive experiences and interactive entertainment.12.Home Automation:Computers can control home systems,such as lighting,heating, and security,making homes more comfortable and secure.nguage Learning:Language learning software and online resources can help individuals learn new languages at their own pace.14.News and Information:Computers provide instant access to news and current events from around the world,keeping us informed and uptodate.15.Legal Services:Lawyers and legal professionals use computers for case management, legal research,and document preparation.In conclusion,the computer is a powerful tool that can be harnessed for a multitude of purposes,from enhancing our personal lives to supporting complex professional tasks.As technology continues to advance,the capabilities of computers will only expand,offering even more ways to assist us in our daily endeavors.。

2020年国家开放大学《人工智能》专题 形考任务二参考答案

2020年国家开放大学《人工智能》专题 形考任务二参考答案

2020年国家开放大学《人工智能》专题形考任务二参考答案判断题现实世界中的规划问题需要先调度,后规划。

×启发式规划的两种方法是减少更多的边或者状态抽象。

×语义网络的表示方法只能表示有关某一事物的知识,无法表示一系列动作、一个事件等的知识。

×下图表示的是前向状态空间搜索。

√人们需要把分类器学习的样本的特点进行量化,这些量化后的数据,如鸢尾花的高度、花瓣的长度、花瓣的宽度等就是鸢尾花的特征。

这些特征都是有效的,可以提供给分类器进行训练。

×状态空间图是对一个问题的表示,通过问题表示,人们可以探索和分析通往解的可能的可替代路径。

特定问题的解将对应状态空间图中的一条路径。

√贝叶斯定理是为了解决频率概率问题提出来的。

×深度学习是计算机利用其计算能力处理大量数据,获得看似人类同等智能的工具。

√分层规划中包含基本动作和高层动作。

√谓词逻辑是应用于计算机的逻辑形式,其逻辑规则、符号系统与命题逻辑是一样的。

×P(A∣B)代表事件A发生的条件下事件B发生的概率。

×人工智能利用遗传算法在求解优化问题时,会把问题的解用“0”和“1”表示。

0,1就是就是“遗传基因”,01组成的字符串,称为一个染色体或个体。

√选择题人们想让智能机器分辨哪个动物是熊猫,就会输入一些数据告诉机器。

如图上所示的“大大的脑袋,黑白两色,黑眼眶,圆耳朵”,这些属于(特征值)。

贝叶斯网络是(朱迪亚·珀尔)首先提出来的。

遗传算法具有(生存+检测)的迭代过程的搜索算法。

也就是说,通过群体的一代代的不断进化,最终收敛到“最适应环境”的个体,从而求得问题的最优解或满意解。

(多选)在A* 算法中,当我们找寻当前节点的相邻子节点时,需要考虑(如果该子节点已经在Open列表中,则我们需要检查其通过当前节点计算得到的F值。

如果比它原有计算的F值更小。

如果更小则更新其F值,并将其父节点设置为当前节点。

全球缓释管理系统缓释管理与业务管控的有机结合

全球缓释管理系统缓释管理与业务管控的有机结合

年来,商业银行注重贷款第一还款来源管理,对抵质押等第二还款来源的重视程度不足,对于缓释工具的管理 普遍存在事后性、局部性、脱节性。

“假押、脱押、空押、虚高、减值”等问题在我国银 行业具有普遍性,存在较大风险隐患。

缓 释工具管理主要包括“价值评估、权证管 理、现场核查、外部合作机构管理”四项主 要管理职能,各职能中不同程度地存在操 作方面的关键风险点和管理上的短板。

在 系统实施上,大部分银行的担保品管理系 统实现了传统的信息收集,但缺乏缓释工 具管理与授信业务流程管理的交互,无法进行全流程的风险管控。

随着资本管理高级方法在中国银行业的实施,商业银行对风险缓释管理的重视和应用程度不断加深。

而完善的信息系统和数据基础是风险缓释管理水平提升的贡要技术支撑,各大行通过开发新系统或升级原系统的方式,进一步提升了风险缓释能力和资本节约水平。

多措并举,全面变革传统担保品管理中国银行全球缓释管理系统(GlobalRisk Mitigation Management System,简称GRMS系统)致力于打造授信全流程风险管控平台,以“全机构、全客户、全产品、全缓释类型、全生命周期”管理为目标,实现缓释管理从传统的事后信息管理向贯穿事前、中、事后全流程风险管控的全新转变。

1.创新授信管理流程管控机制,缓释管理全方位参与授信流程GRMS系统创造性地将缓释工具作为风险防范的重耍手段,嵌入银行授信业务全流程管理,在我国银行业首次实现缓释条件落实对客户授信额度生效的机控。

授信批复要求的缓释条件落实是授信业务流程中的重要管控环节,缓释工具的生命周09園圔T o p期与相关业务的生命周期保持一致,对缓 释工具的要求普遍存在于业务事前、事中、 事后的多个环节。

通过缓释管理与授信业 务流程管理的实时交互,实现全流程风险 管控,缓释管理从事后的被动管理转变为 全流程的主动管理。

根据各类担保品的担保性能、风险特 性的差异,GRMS 系统中设置了 7种类型的 落实条件,并建立了缓释工具落实条件与 银行客户授信额度的关联关系,灵活实现 缓释工具与授信额度的并轨管理。

2023年6月机器学习考试题及答案

2023年6月机器学习考试题及答案

2023年6月机器学习考试题及答案考试题目1. 什么是机器研究?2. 请简要说明监督研究和无监督研究的区别。

3. 什么是过拟合?如何避免过拟合?4. 请解释什么是决策树,并列举一些常用的决策树算法。

5. 什么是集成研究?列举两种常见的集成研究方法。

6. 请解释支持向量机(SVM)的工作原理。

7. 什么是深度研究?列举两个常用的深度研究模型。

8. 请简要介绍一下主成分分析(PCA)的原理和应用领域。

9. 什么是聚类分析?请列举一个常用的聚类算法。

10. 请说明机器研究中的特征选择方法。

答案1. 机器研究是一种人工智能的分支,旨在通过使用算法和统计模型,使计算机能够从数据中研究和改进,而无需明确编程。

它涉及让计算机从经验中自动研究,并利用研究到的知识来进行决策和预测。

3. 过拟合指模型在训练集上表现很好,但在新数据上表现较差的现象。

为了避免过拟合,可以采用以下方法:- 使用正则化技术,如L1正则化和L2正则化,限制模型的复杂度。

- 进行特征选择,排除一些对模型泛化能力影响较大的特征。

4. 决策树是一种基于树结构的分类和回归模型,它代表了对数据进行决策的过程。

常见的决策树算法包括ID3、C4.5和CART。

5. 集成研究是一种使用多个研究器进行组合预测的方法。

常见的集成研究方法包括随机森林和梯度提升树。

6. 支持向量机(SVM)是一种二分类模型,其工作原理是将数据映射到高维空间,在高维空间中找到一个最优超平面来分割不同类别的数据点。

7. 深度研究是一种基于神经网络的机器研究方法,它通过多层次的非线性变换来研究和表示数据。

常见的深度研究模型包括卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)。

8. 主成分分析(PCA)是一种常用的降维技术,它通过线性变换将原始数据映射到低维空间,保留数据集中的主要特征。

主成分分析在数据预处理、图像处理和模式识别等领域有广泛的应用。

9. 聚类分析是一种将数据点划分为不同组别或类别的无监督研究方法。

Empirical processes of dependent random variables

Empirical processes of dependent random variables

2
Preliminaries
n i=1
from R to R. The centered G -indexed empirical process is given by (P n − P )g = 1 n
n
the marginal and empirical distribution functions. Let G be a class of measurabrocesses that have been discussed include linear processes and Gaussian processes; see Dehling and Taqqu (1989) and Cs¨ org˝ o and Mielniczuk (1996) for long and short-range dependent subordinated Gaussian processes and Ho and Hsing (1996) and Wu (2003a) for long-range dependent linear processes. A collection of recent results is presented in Dehling, Mikosch and Sorensen (2002). In that collection Dedecker and Louhichi (2002) made an important generalization of Ossiander’s (1987) result. Here we investigate the empirical central limit problem for dependent random variables from another angle that avoids strong mixing conditions. In particular, we apply a martingale method and establish a weak convergence theory for stationary, causal processes. Our results are comparable with the theory for independent random variables in that the imposed moment conditions are optimal or almost optimal. We show that, if the process is short-range dependent in a certain sense, then the limiting behavior is similar to that of iid random variables in that the limiting distribution is a Gaussian process and the norming √ sequence is n. For long-range dependent linear processes, one needs to apply asymptotic √ expansions to obtain n-norming limit theorems (Section 6.2.2). The paper is structured as follows. In Section 2 we introduce some mathematical preliminaries necessary for the weak convergence theory and illustrate the essence of our approach. Two types of empirical central limit theorems are established. Empirical processes indexed by indicators of left half lines, absolutely continuous functions, and piecewise differentiable functions are discussed in Sections 3, 4 and 5 respectively. Applications to linear processes and iterated random functions are made in Section 6. Section 7 presents some integral and maximal inequalities that may be of independent interest. Some proofs are given in Sections 8 and 9.

国开形成性考核50609《人工智能导论》形成性考核(1-3)试题及答案

国开形成性考核50609《人工智能导论》形成性考核(1-3)试题及答案

国开形成性考核《人工智能导论》形成性考核(1-3)试题及答案(课程ID:00053,整套相同,如遇顺序不同,Ctrl+F查找,祝同学们取得优异成绩!)形成性考核一一、判断题题目:1、设P是谓词公式,对于P的任何论域,存在P为真的情况,则称P为永假式。

(X)题目:2、分布式专家系统更强调子系统间的协同合作。

(X)题目:3、行为主义学派的原理是物理符号系统假设和有限合理性原理。

(X)题目:4、合一算法是求非空无限具有相同谓词名的原子公式集的最一般合一。

(X)题目:5、与结点是指所有后续节点只要有一个有解它就有解的节点。

(X)题目:6、图灵实验是为了判断一台机器是否具备智能的实验。

(V)题目:7、与或图是一种系统地将问题分解为互相独立的小问题,然后分而解决的方法。

(V)题目:8、谓词公式G是不可满足的,当且仅当对所有的解释都为假。

(V)题目:9、新型专家系统有并行分布处理、多专家系统协同工作等特征。

(V)二、单项选择题题目:10、已知初始问题的描述,通过一系列变换把此问题最终变为一个子问题集合;这些子问题的解可以直接得到,从而解决了初始问题。

这种知识表示法叫()。

【A】:问题归约法【B】:语义网络法【C】:状态空间法【D】:谓词逻辑法答案:问题归约法题目:11、语义网络表达知识时,有向弧AKO链、ISA链是用来表达节点知识的()。

【A】:可扩充性【B】:连续性【C】:无悖性【D】:继承性答案:继承性题目:12、()不在人工智能系统的知识包含的4个要素中。

【A】:控制和元知识【B】:规则【C】:事实【D】:关系答案:关系题目:13、只有所有后续节点都有解才有解的节点是()。

【A】:或节点【B】:与或节点【C】:空节点【D】:与节点答案:与节点题目:14、图灵实验参与的成员有()。

【A】:以上都是【B】:主持人【C】:机器【D】:参与人答案:以上都是题目:15、人工智能各学派中,()学派认为人的思维基元是神经元,而不是符号处理过程。

进化计算综述

进化计算综述

进化计算综述1.什么是进化计算在计算机科学领域,进化计算(Evolutionary Computation)是人工智能(Artificial Intelligence),进一步说是智能计算(Computational Intelligence)中涉及到组合优化问题的一个子域。

其算法是受生物进化过程中“优胜劣汰”的自然选择机制和遗传信息的传递规律的影响,通过程序迭代模拟这一过程,把要解决的问题看作环境,在一些可能的解组成的种群中,通过自然演化寻求最优解。

2.进化计算的起源运用达尔文理论解决问题的思想起源于20世纪50年代。

20世纪60年代,这一想法在三个地方分别被发展起来。

美国的Lawrence J. Fogel提出了进化编程(Evolutionary programming),而来自美国Michigan 大学的John Henry Holland则借鉴了达尔文的生物进化论和孟德尔的遗传定律的基本思想,并将其进行提取、简化与抽象提出了遗传算法(Genetic algorithms)。

在德国,Ingo Rechenberg 和Hans-Paul Schwefel提出了进化策略(Evolution strategies)。

这些理论大约独自发展了15年。

在80年代之前,并没有引起人们太大的关注,因为它本身还不够成熟,而且受到了当时计算机容量小、运算速度慢的限制,并没有发展出实际的应用成果。

到了20世纪90年代初,遗传编程(Genetic programming)这一分支也被提出,进化计算作为一个学科开始正式出现。

四个分支交流频繁,取长补短,并融合出了新的进化算法,促进了进化计算的巨大发展。

Nils Aall Barricelli在20世纪六十年代开始进行用进化算法和人工生命模拟进化的工作。

Alex Fraser发表的一系列关于模拟人工选择的论文大大发展了这一工作。

[1] Ingo Rechenberg在上世纪60 年代和70 年代初用进化策略来解决复杂的工程问题的工作使人工进化成为广泛认可的优化方法。

脑年龄估计差作为脑老化生物标志物的研究进展

脑年龄估计差作为脑老化生物标志物的研究进展

第47卷第3期2021年3月北京工业大学学报JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol.47No.3Mar.2021脑年龄估计差作为脑老化生物标志物的研究进展林岚,张格,吴水才(北京工业大学环境与生命学部生物医学工程系智能化生理测量与临床转化北京市国际科研合作基地,北京100124)摘要:随着全球人口老龄化的快速增长,神经退行性疾病的发病率越来越高,给整个社会带来了越来越大的负担.然而,衰老是一个由遗传和环境因素决定的多因素过程.基于神经影像开发有效的生物标志物对与年龄相关的神经退行性疾病的风险评估和预测至关重要.脑年龄估计差是目前应用最广泛的基于磁共振成像(magnetic resonance images,MRI)的脑健康状态评估方法.首先,介绍基于MRI的脑老化研究和基于神经影像的脑年龄估计模型的研究进展.然后,从遗传学、大脑发育、神经退行性疾病、精神疾病、慢性疾病、认知储备等多方面进行总结并讨论BrainAGE在大脑老化方面的应用成果.最后,提出该领域存在的问题以及未来的研究方向.关键词:脑年龄估计差;脑年龄;神经退行性疾病;脑老化;生物标志物;磁共振成像(MRI)中图分类号:R742.1文献标志码:A文章编号:0254-0037(2021)03-0303-08doi:10.11936/bjutxb2019100007Research Progress of Brain Age Gap Estimation as a Biomarkerfor Brain AgingLIN Lan,ZHANG Ge,WU Shuicai(Intelligent Physiological Measurement and Clinical Translation Beijing International Base for Scientific and Technological Cooperation,Department of Biomedical Engineering,Faculty of Environment and Life,Beijing University of Technology,Beijing100124,China)Abstract:The fast increase of aging population in global leads to the prevalence of aging-associated neurodegenerative diseases,which places a substantial socioeconomic burden on the whole society.However,aging is a multifactorial process determined by genetic and environmental factors.The development of validated neuroimaging-based biomarker is essential for the risk assessments and predictions of age-related neurodegenerative diseases.The brain age gap estimation is the most widely used measure for assessing brain health status based on magnetic resonance images(MRI).This review first introduced the research progress of brain aging based on MRI and brain age estimation model based on neuroimaging,then summarized and discussed the findings on BrainAGE as a biomarker from the aspects of genetics,brain development,neurodegenerative diseases,psychiatric diseases,chronic diseases and cognitive reserve.Finally,the existing problems and future research direction were put forward.Key words:brain age gap estimation;brain age;neurodegenerative disease;brain aging;biomarker;magnetic resonance images(MRI)在全球范围内,随着老龄人口数量和比例的增长及寿命的不断延长,人口老龄化的趋势变得越来越明显.与此同时,与年龄相关的认知功能退化和痴呆等神经退行性疾病对社会发展产生的影响也日益严重.衰老通常会对健康产生负面影响,但衰老过程存在着明显的个体差异.这可能代表收稿日期:2019-10-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(81971683);北京市自然科学基金-海淀原始创新联合基金资助项目(L182010)作者简介:林岚(1974—),男,副教授,主要从事医学图像处理方面的研究,E-mail:lanlin@304北京工业大学学报2021年遗传、环境与健康状态等因素对个体的衰老过程有着一定调制作用.大脑的病态老化已成为当今世界面临的最大的健康问题之一.认知能力障碍和痴呆症与年龄高度相关,65岁以上老人发病率达13%,而80岁以上老人发病率则近30%[1],这给患者及其家庭带来了巨大负担[2].在人的一生中,由于进行性(如细胞生长和髓鞘形成)和退行性(如细胞死亡和萎缩)的神经元过程,大脑形态会不断发生变化,表现为脑容量[3]、皮层厚度⑷和白质微结构[5]等遵循较特定的发展轨迹.如果个体对象的脑老化轨迹和典型的大脑老化轨迹间存在较大偏离,则其中可能存在一定的神经病理学影响.因此,研究者们迫切需要基于大脑神经影像来构建一个可靠和有效的生物标记物,用于识别这种与大脑老化轨迹的偏离以及尝试研究大脑老化过程与疾病风险之间的生物学联系.为了解决这一问题,Franke教授及其团队[6]在2010年提出了脑年龄估计差(brain age gap estimation,BrainAGE)这一生物影像标记物.该指标体现的是基于神经影像的脑年龄估计模型所获得的预测脑年龄与实际生理年龄之间的差异,可被用于确定不同年龄受试者的特定健康特征和疾病风险模式.大脑的老化过程是各种类型脑损伤随机累积所形成的一个基本不可逆过程.但该过程具有个体异质性,个体对象所受到的脑损害无论在类型还是程度上都存在差异.因此,大脑的老化过程不会与生理年龄完全同步,而是存在着脑健康老化、正常老化、加速老化等多种不同表现.BrainAGE这一指标可以很好反映出老年对象间在大脑老化过程中存在的异质性损伤.对应于该指标,正常老化的健康对照组的平均BrainAGE一般趋近于0.基于这项生物标志物,研究者们就有可能在患者出现病况前早期识别出那些具有较高风险的个体,并在其认知能力出现衰退前采取对应干预措施进行治疗.随着该生物标志物在研究大脑老化和各种疾病间关系中大量应用,学者们在该领域取得了丰硕的成果.本文以BrainAGE这种生物标志物的应用为主线,评述了该领域的研究现状和存在的挑战.首先,简略介绍了基于磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)对脑老化的研究.其次,概述了基于神经影像的脑年龄估计模型的总体框架和研究进展.随后,从遗传学、大脑发育、神经退行性疾病、精神疾病、慢性疾病、认知储备等多方面介绍了BrainAGE在大脑发育与老化过程所取得的研究成果.最后,讨论该领域存在的问题及指出未来的研究方向.1脑老化与脑年龄估计模型1.1MRI与脑老化MRI由于其非侵入性、非辐射性、以及在软组织中的高对比度等特点在临床上被广泛应用于研究大脑的发展和变化.其中,高分辨率的结构MRI图像是研究各种脑结构变换的理想图像;弥散MRI可用于研究不同脑区之间的白质连接;而功能MRI则被用于研究大脑的功能区域和网络以及它们之间的时间关联.大脑老化过程中的2种常见的脑损伤如表1所示.脑萎缩在衰老的大脑中极为常见,它一般表现为随脑实质体积减少而出现的脑形态改变.脑萎缩同时影响灰质和白质,脑室、脑沟和脑脊液间隙在脑萎缩时也随之增大.虽然脑萎缩在大脑老化过程中无处不在,但其萎缩程度因人而异,萎缩的速度在不同的脑区间有所不同.据估计60岁以后,脑实质的总体积损失每年约为全脑总体积的0.5%[7-8].与正常脑老化相比,神经退行性疾病患者的脑萎缩发生率更高.在一定程度上,BrainAGE指标可以从萎缩的空间模式和轨迹上来解释脑萎缩中存在的表1脑老化中常见的脑损伤Table1Common brain injuries during the brain agingMRI中常见的脑损伤病理生理学解剖分布影响危险因素有髓神经纤维丢失、树全脑可见(正常衰老时的额影响可变,取决于损高血压、身体质量指脑萎缩突和突触减少或神经元叶,在疾病状态下表现为不同伤的位置和损伤的严数、高酒精摄入、死亡的萎缩模式)重程度ApoE4等位基因等白质病变胶质增生、脱髓鞘、小细胞梗死和缺血性改变脑室周边病变,以及先出现在额叶随后扩散到其他皮质区域的点状和聚合性病变与认知和情绪障碍以及抑郁和痴呆相关高血压、吸烟和中风等第3期林岚,等:脑年龄估计差作为脑老化生物标志物的研究进展305个体差异.白质病变是指在脑白质中出现的异常信号强度斑块以及白质纤维束的损伤.这些损伤一般被认为与脑老化过程中大脑的血管变化和脑缺血有关.白质病变在大脑老化过程中非常普遍,甚至在健康老化的退化轨迹中也常常看到白质病变,它往往是脑卒中和其他脑血管疾病的前兆.1.2基于机器学习的脑年龄预测模型为了确定个体脑发展轨迹与认知功能障碍和年龄相关脑疾病的风险,大量基于先进的机器学习技术的脑年龄预测模型被开发⑼.估计大脑年龄是一种有监督的机器学习问题,模型的输入一般为各种模态的MRI图像,输出为预测的脑年龄.模型主要分为特征提取、特征选择/降维和学习模型训练步骤.在特征提取过程中,需要对MRI数据进行处理和加工,将原始影像数据转换为对脑年龄预测有效的特征,如灰质密度、皮层厚度等.它们对应的特征维度可能从数十维(脑区)到上百万维(体素).因此,后续一般需要采用过滤法、包裹法或嵌入法等对特征进行筛选;或基于特征间的关系,通过组合不同的特征得到新的特征来实现对初始特征的降维处理.这样就可以从包含大量特征的特征全集中提取仅包含少量关键特征的特征子集.最后,这个特征子集被送入机器学习模型,如神经网络、支持向量回归或相关向量回归模型中进行训练.对近几年研究中出现的一些典型的脑年龄预测模型进行了概括和总结,如表2所示.从模型精度来看,这些模型的预测误差基本都可以达到4~5a平均绝对误差(mean absolute error,MAE).相对于传统的机器学习模型,深度学习模型[10]近年来也被用于实现端到端的预测.表2典型的脑年龄预测模型比较Table2Comparison of typical brain age prediction models研究影像模态对象/个年龄/岁特征类别预测模型MAE/a Franke等,2010[6]T1MRI约65019~86灰质密度图相关向量机 4.61 Su等,2011[11]T1MRI8417~79灰质密度图相关向量回归 4.67Wang等,2012[12]T1MRI36020~82皮层厚度、曲率和面积等相关向量机 4.60Lin等,2016[13]弥散MRI11250~79白质网络特征人工神经网络 4.29 Schnack等,2016[⑷T1MRI38416~67灰质密度图支持向量回归 4.31 Cole等,2017[15]T1MRI200118~90灰质密度图卷积神经网络 4.16Fujimoto等,2017[16]T1MRI109920~80区域脑灰质、白质、脑脊液体积相关向量回归 3.59Liem等,2017[17]多模态MRI235419~82皮层特征与功能、时间连接矩阵支持向量回归与随机森林4.29Lancaster等,2018[18]T1MRI200316~90灰质密度图支持向量回归 5.082BrainAGE生物标志物的研究应用BrainAGE生物标志物有多个不同的应用领域,下面将从遗传学、大脑发育、神经退行性疾病、精神疾病、慢性疾病、认知储备等多方面进行介绍,其中BrainAGE与疾病间的关系如下.2.1遗传学现代医学认为疾病是由于先天的基因体质和后天的外在因素共同作用的结果.但到底是先天因素还是后天因素为引发疾病的主因是学界中一项长期存在争议的问题.近期发表于{Nature Genetics》期刊的一篇文章通过对近4500万美国人中560种疾病数据的调研[19],发现近40%的疾病源于先天遗传,而后天因素仅部分驱动了25%的疾病.不同疾病与遗传的关系存在较大差异,但认知功能障碍被发现是与遗传高度相关的一类疾病.ApoE是一种包含着2、着3和着4三个等位基因亚型的载脂蛋白,通过1个氨基酸位点的替换,可以产生6种基因型[20].着4基因亚型与阿尔兹海默症(Alzheimer蒺s disease,AD)的遗传性关系密切,是散发性AD的危险因子.Lowe等[21]通过对健康受试组(normal control,NC,N=107)、轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI,N=148)患者组以及AD患者组(N=150)的BrainAGE进行统计比较,发现306北京工业大学学报2021年BrainAGE生物标志物和受试对象的认知测试成绩高度相关.基于BrainAGE和ApoE携带状态的COX回归模型相对于传统模型,可以更精准地预测MCI患者向AD转化的概率.Glorioso等[22]基于转录组测序的一项研究也显示,较高的BrainAGE分数对应着较高的患有AD、帕金森病风险,而较低的BrainAGE分数会减低ApoE着4携带者患AD的概率.AD的发病率直接与年龄相关,对于到底是大脑的加速衰老会导致AD,还是AD会以某种方式触发大脑的加速衰老,这项研究的结果表明大脑加速脑老化更可能是触发AD的某种原因,而不是其结果.大脑加速脑老化和ApoE着4携带间存在一定的协同作用,因此对大脑加速老化的干预,有可能在显著降低ApoE着4携带者患AD风险的同时,延缓AD的病程发展.2.2大脑发育在人类的童年和青少年期,神经发育是一个高度协调和有序的事件,既包含细胞生长和髓鞘形成的进行性过程,又包含突触修剪的退行性过程.多项研究结果显示一些主要的精神疾病的病因来源于儿童和/或青少年时期大脑的异常发育[23-24].一项对早期早产儿(胎龄小于27周)和晚期早产儿(胎龄大于27周)的对比研究显示,尽管早期早产组与晚期早产组出生时的胎龄差仅为5周左右,但他们在青春期时的BrainAGE差距会达到1.6a[25].这表明在青少年期,早期早产儿会表现出明显的大脑发育迟缓的迹象.产前营养不良无论在发展中国家,还是在工业化国家都是一个普遍现象.它会对发育中的大脑造成不可逆转的损害,导致成年期大脑结构改变和认知功能下降.一项基于BrainAGE的定量研究[26]显示产前营养不良与中老年期大脑的加速衰退状态有关,这有力地支持了孕期充足营养供应对胎儿的重要性.2.3神经退行性疾病神经退行性疾病是由神经元及其髓鞘退化所致,其病理改变主要表现为2种形式:一种是由细胞凋亡而引起的大量神经元丢失;另一种则是神经细胞出现结构和功能的进行性、退行性变性.按病程进展速率其可被分为急性和慢性两大类.急性神经退行性疾病主要包括脑缺血、脑损伤、癫痫、艾滋病感染等;慢性神经退行性疾病一般发作迟缓,具有选择性神经元的功能障碍,包括MCI、AD、帕金森病、亨廷顿氏舞蹈病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症等.外伤性脑损伤会导致大脑结构和功能的长期改变.Cole等[27]通过对99位外伤性脑损伤患者的BrainAGE指标分析,发现从灰质老化的角度出发,这些患者的平均BrainAGE为4.66a;而从白质老化的角度出发,这些患者的平均BrainAGE为5.97a.同时,这些患者的BrainAGE与基线零值间的偏差与脑损伤程度高度相关.Pardoe等[28]通过对94例难治性局灶性癫痫患者的研究,发现他们的BrainAGE 平均为4.50a.这一发现表明,医学上长期难以治愈的局灶性癫痫在一定程度上会加速大脑的老化过程,这也为癫痫相关的认知能力下降提供了一个潜在的生物学解释机制.尽管联合抗逆转录病毒治疗有效地抑制了艾滋病病毒,但艾滋病与多种老年高发性疾病的高风险有关.162例艾滋病患者的脑图像分析结果[29]显示他们与NC组间在平均BrainAGE上存在显著差异,艾滋病患者组的BrainAGE平均比NC组大3a左右.艾滋病患者的BrainAGE与患病年龄和患病时间并没有显著相关.这表明艾滋病患者患病初期的某些过程增加了老化相关损害的负担,但这种负担随着时间的推移会保持静态.AD是最常见的痴呆症,以进行性认知功能障碍和行为损害为特征.它被分为AD阶段、痴呆导致的MCI阶段以及无症状临床前AD阶段. Franke等[6]发现轻度AD患者的BrainAGE约为10a.在随后的纵向研究中[30],他们将所获取的对象分为NC组、稳定型MCI患者组、转化型MCI患者组和AD组.结果显示基线MRI扫描数据对应于这4组对象的平均BrainAGE分别为-0.30、-0.48,6.19,6.67a.纵向随访跟踪结果显示,4组对象平均BrainAGE的年度变化率分别为0.12、0.07,1.05和1.51.这表明转化型MCI和AD患者,存在着与病程持续时间相对应的加速老化. Gaser等[31]将MCI患者进一步分为稳定型MCI患者组、早期转化型MCI患者组(MCI在12个月内向AD转化)和晚期转化型MCI患者组(MCI在12个月后向AD转化).结果显示稳定型MCI患者组的平均BrainAGE仅为0.75a,而早期转化型MCI患者组和晚期转化型MCI患者组的平均BrainAGE分别为5.60、8.70a.相对于传统生物标志物,BrainAGE 可以更好预测MCI向AD的转化.MCI患者的BrainAGE得分每增加1a,其转化为AD的风险就会增加10%.2.4精神疾病精神疾病是一种影响大脑处理信息方式的疾病,一般存在与现实的关系受损.Koutsouleris等[32]第3期林岚,等:脑年龄估计差作为脑老化生物标志物的研究进展307基于BrainAGE指标,对精神分裂症(N=141)、重度抑郁症(N=104)、边缘型人格障碍(N=57)、精神病高危群体(N=89)4组精神疾病患者的脑图像进行分析.发现他们的平均BrainAGE分别为5.50、4.00、3.10、1.70a.对于重度抑郁症和边缘性人格障碍患者,患者的发病年龄越早,对应的BrainAGE 分数也越高,这可能表明某些精神疾病具有年龄依赖性.Nenadic"等[33]的研究也显示精神分裂症患者存在大脑加速老化(BrainAGE分数为2.56a),而双相情感障碍患者的平均BrainAGE(-1.25a)与健康对照组(-0.22a)的平均BrainAGE间无显著差异(P=0.34).2.5慢性疾病伴随着老龄化,各种慢性疾病层出不穷.其中最具代表性的就是“三高”类慢性疾病.高血压患者在未发生临床脑卒中之前,脑形态、功能以及脑网络已经产生了无症状的损害.林岚等[34-35]通过对高血压患者组(N=34)神经影像的分析,发现他们的平均BrainAGE为5.60a左右,而NC组的平均BrainAGE趋向于0.慢性高血糖与血管疾病和导致神经元损伤的神经毒性高度相关.Franke等[36]的研究显示二型糖尿病患者组(N=34)的平均BrainAGE为4.4a左右.糖尿病病程越长, BrainAGE指标也越咼.咼血脂是威胁中老年人心脑血管病健康的主要疾病之一.林岚等[37]通过对NC的BrainAGE与体质量和身体质量指数进行相关分析发现,尽管NC组平均BrainAGE趋近于0,但个体对象的BrainAGE与体质量和身体质量指数存在显著相关.在目前的研究中,对于NC个体对象, BrainAGE与基线零值间一般还存在一定的偏差.从上面的研究结果可以发现高血压、高血糖与高血脂这些慢性疾病在一定程度上会导致这种偏差.2.6认知储备在神经病理损伤相同的情况下,高认知储备的个体所表现出来的认知功能障碍比低认知储备的个体少.认知储备水平的高低被发现与受教育的程度、职业类型的复杂度、休闲活动的参与度、童年期IQ和社交网络的完整性等多种因素高度相关[38].认知储备代表了大脑长期以来的一种“储备”机制,不仅可以延缓AD患者的临床表现、帮助老年人保留较为完整的认知能力,并且可以减缓多种神经系统疾病带来的认知损伤.音乐创作是一项涉及高度脑力活动的专业工作,对大脑和认知发展存在广为人知的影响.Rogenmoser等[39]发现“音乐创作状态”对脑老化过程有着显著影响.相对NC 组(N=38,BrainAGE=-0.48),业余音乐家组(N=45)和专业音乐家组(N=42)的BrainAGE分数分别为-4.50、-3.70 a.其中,专业音乐家的BrainAGE分数与音乐创作的时间呈正相关的关系.业余音乐家组的BrainAGE分数值最低,这可能意味着,专业水平的音乐创作活动中存在的压力在一定程度上会削弱音乐创作的积极作用.冥想是一项引起人们对健康和幸福感的兴趣活动.Luders等[40]通过对50位长期冥想者的MRI图像进行分析,发现当他们年龄为50岁,冥想者的BrainAGE会比NC 组的同龄对象小7.50a.50岁以后,长期冥想者的BrainAGE每年还会减少52d.这显示长期冥想对大脑有着终身持续的保护作用.丰富环境刺激常在动物实验中被用于研究认知储备对认知的促进作用.田苗等[41]发现显示接受丰富环境刺激的小鼠有着比实际年龄更年轻的大脑.同时,BrainAGE与丰富环境刺激时间存在显著的负相关关系.3讨论与结论作为一种评价脑健康状态的生物标志物, BrainAGE的稳定性和可重复性是非常关键的.因此,Franke等[30]在同一台1.5T MRI扫描仪上在短时间间隔内对20名NC受试者进行了2次MRI扫描,并计算他们的BrainAGE.结果显示第1次与第2次扫描间的BrainAGE分数没有显著差异(p= 0.60),它们的类内相关系数为0.93.BrainAGE指标具有很强的扫描-再扫描稳定性.为了分析不同MRI扫描仪和场强强度对BrainAGE估计稳定性的影响,他们进一步对60名NC受试者,短时间内在1.5T和3.0T两台MRI扫描仪上进行扫描.结果表明,场强会影响脑年龄估计的结果,不同场强获取的BrainAGE分数需要进行一定校正后才可以相互比较.校正后,2次扫描的BrainAGE类内相关系数为0.90,2组得分无显著差异•脑年龄模型在数据来自不同的扫描仪和场强情况时也具有强大可靠性和通用性.当然,该指标在实际使用中还是有一些需要注意的地方,BrainAGE得分在一定程度上会受性别和药物的影响.在一个月经周期中,由于激素水平的变化,女性受试者的BrainAGE会存在波动的现象.研究显示[42]对于同一女性受试者,从月经期到排卵期,BrainAGE会下降1.30a,排卵后则会慢慢回升.较低的BrainAGE分数与较高的雌二醇激素水平相308北京工业大学学报2021年关.另外,女性怀孕和生产期会存在极度的荷尔蒙波动.通过对产后晚期(生产后4~6周)女性和产后早期(生产后1~2d)女性的BrainAGE对比,研究者发现产后晚期女性会比产后早期女性大脑平均年轻5.40a.这表明生产后极度的荷尔蒙波动,导致大脑的形态也会在一定时间内出现波动[43].药物的服用状态也可能对BrainAGE估计产生一定影响,布洛芬是一种通过抑制环氧化酶,减少前列腺素的合成,产生镇痛、抗炎作用的药物.研究显示服用200和600mg布洛芬分别降低了BrainAGE分数1.18a和1.15a[44].作为一种生物标志物,BrainAGE的最终目标是应用于个体对象的临床诊断.当前该领域的大部分研究一般使用统计测试的方法与NC组对比,通过p 值来衡量差异,从平均意义上得出异常.而对个体对象分类与预测研究通常是由准确率来衡量的,往往更多用于神经退行性疾病这种脑结构变化差异较大的场合.对于脑年龄估计模型,在全年龄段最准确的预测结果一般的MAE为4~5a,这一点一定程度上限制了BrainAGE指标的个体应用.但可以看到,对于健康对象构建的模型,其误差一般由2个部分组成.一部分为机器学习模型本身的误差,这需要采用新技术和调参来降低.另外一部分则是各种慢性病和亚健康状态对大脑的损伤,以及各种认知储备促进活动对大脑的保护作用的综合反映.这部分信息具有重要的临床价值,未来需要进一步从BrainAGE指标中进行提取.伴随着模型误差的减低和重要健康信息的提取,BrainAGE的个体应用范围也会不断扩大.机器学习在神经影像学领域已有20多年的历史,尽管许多基于机器学习的研究都取得了不错的结果,但它离融入临床医疗还有一定距离.其中一项重要限制因素是有限的样本量.从表2中总结的用于构建脑年龄估计模型的样本量来看,绝大多数模型所用的样本量只有几百,这和机器学习的其他领域的数据量相比而言还是较少的.样本量的大小直接影响分类器的性能.同时,大的训练数据集代表疾病的整个谱,可以减少疾病异质性的问题.当然,这一问题会随着英国生物银行[45]这样的超大规模生物标志物和影像库的出现而得到缓解.近年来,深度学习方法在图像分类和预测方面取得了显著的进步.与传统的机器学习方法相比,它能够实现数据驱动的自动特征学习.这一重要功能消除了选择相关特征的主观性,特别是在存在太多特征或选择特征的先验知识不确定的情况下.另外,与传统的浅层模型相比,深度学习通过应用非线性层的层次结构,能够建立非常复杂的数据模型,有可能进一步提升脑年龄预测模型的精度.总之,对BrainAGE生物标志物的更广泛应用持乐观态度,讨论中存在的不少问题都是可以避免或解决的,预计未来该指标在神经科学中会具有更光明的前景.参考文献:[1]Alzheimer's Association.2016Alzheimer's disease factsand figures[J].Alzheimer's&Dementia,2016,12(4): 459-509.[2]PRINCE M,BRYCE R,ALBANESE E,et al.The globalprevalence of dementia:a systematic review and metaanalysis[J].Alzheimer's&Dementia:The Journal of the Alzheimer's Association,2013,9(1):63-75,e2. [3]RAZ N,GHISLETTA P,RODRIGUE K M,et al.Trajectories of brain aging in middle-aged and older adults:regional and individual differences[J].NeuroImage, 2010,51(2):501-511.[4]STORSVE A B,FJELL A M,TAMNES C K,et al.Differential longitudinal changes in cortical thickness,surface area and volume across the adult life span:regions of accelerating and decelerating change[J].Journal of Neuroscience,2014,34(25):8488-8498.[5]SALAT D H,TUCH D S,GREVE DN,et al.Age-relatedalterations in white matter microstructure measured by diffusion tensor imaging[J].Neurobiology of Aging, 2005,26(8):1215-1227.[6]FRANKE K,ZIEGLER G,KLOPPEL S,et al.Estimatingthe age of healthy subjects from T1-weighted MRI scans using kernel methods:exploring the influence of various parameters[J].NeuroImage,2010,50(3):883-892. [7]HEDMAN A M,HAREN N E M V,SCHNACK H G,etal.Human brain changes across the life span:a review of 56longitudinal magnetic resonance imaging studies[J].Human Brain Mapping,2012,33(8):1987-2002.[8]SIGURDSSON S,ASPELUND T,FORSBERG L,et al.Brain tissue volumes in the general population of the elderly:the AGES-Reykjavik study[J].NeuroImage,2012,59(4):3862-3870.[9]林岚,王婧璇,付振荣,等.脑老化中脑年龄预测模型研究综述[J].生物医学工程学杂志,2019,36(3):493-498.LIN L,WANG J X,FU Z R,et al.A review on brain age prediction in brain ageing[J].Journal of Biomedical。

人工智能发展简史

人工智能发展简史
美国国防高等研究计划署
黄金期(1956-1974年)
1966年,美国麻省理工学院(MIT)的维森鲍姆发布了世 界上第一个聊天机器人ELIZA。ELIZA的智能之处在于她能通 过脚本理解简单的自然语言,并能产生类似人类的互动。
1966年~1972年期间,美国斯坦福国际研究所研制出机 器人Shakey,这是首台采用人工智能的移动机器人。
第3阶段 瓶颈期
瓶颈期(1974-1980年)
计算机有限的内存和处理速度
可变性与模糊性
英国政府、ARPA逐渐停止了资助
NRC停止资助
1973年Lighthill,英国AI研究状况的报告
人工智能遭遇了长达6年的科研深渊
第4阶段 繁荣期
繁荣期(1980-1987年)
1980年,卡耐基梅隆大学为迪 吉多公司设计了一套名为XCON 的“专家系统”。XCON是一套 具有完整专业知识和经验的计算 机智能系统,可以简单的理解为 “知识库+推理机”的组合。
谢谢您的观看
敬请批评指点
崛起期(1993年至今)
高等 代数
概率统 计与优 化理论
统计学 习理论
支持 向量机
概率图 模型
崛起期(1993年至今)
2005年
Stanford开发的一台机器人在一条沙漠 小径上成功地自动行驶了131英里,赢
得了DARPA挑战大赛头奖。
1997年5月11日
深蓝成为战胜国际象棋世界冠军 卡斯帕罗夫的第一个计算机系统。
与他的同学邓恩·埃德蒙一起,建造了世界上第一台神经网络计算机SNARC(Stochastic Neural Analog Reinforcement Calculator)。在只有40个神经元的小网络里,第一次 模拟了神经信号的传递。这也被看做是人工智能的一个起点。

晚上是否要熬夜写作业英语

晚上是否要熬夜写作业英语

Whether or not to stay up late to do homework is a common dilemma for many students.Here are some points to consider:1.Health Implications:Staying up late can disrupt your sleep cycle,which is crucial for memory consolidation and overall ck of sleep can lead to decreased cognitive function,which might actually make it harder to complete your homework efficiently.2.Efficiency:If youre tired,your ability to concentrate and work effectively is likely to be reduced.It might be more beneficial to get a good nights sleep and tackle the homework when youre wellrested.3.Time Management:Consider if the need to stay up late is due to poor time management during the day.If so,it might be more productive to address the issue of how youre spending your time and plan more effectively.4.Urgency:If the homework is due the next day and you havent started,staying up late might be necessary to avoid falling behind.However,this should not be a regular occurrence.5.Quality of Work:The quality of your work is likely to be higher when youre wellrested. If the homework requires creativity or deep thought,its better to do it when youre fresh.6.Consistency:Developing a consistent routine for studying can help you avoid the need to stay up late.Try to set aside specific times during the day for homework and stick to this schedule.7.Breaks and Rest:If you do decide to work late,make sure to take regular breaks to rest your eyes and mind.This can help maintain focus and prevent burnout.8.Caffeine Use:While caffeine might seem like a quick fix to stay awake,relying on it can lead to sleep problems and increased e it sparingly and consider healthier alternatives like a short walk or a quick stretch.9.LongTerm Consequences:Chronic sleep deprivation can have longterm effects on your health and academic performance.Its important to find a balance that works for you. 10.Seek Help:If youre consistently struggling to manage your workload,it might be helpful to speak with a teacher,counselor,or academic advisor to find strategies that can assist you.Remember,your health and wellbeing are paramount.Its important to find a balance that allows you to complete your academic tasks without compromising your sleep and health.。

age-moea算法

age-moea算法

Age-MOEA(Adaptive Multi-objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition)是一种多目标优化算法,主要用于解决多目标优化问题。

该算法将多目标优化问题分解为多个单目标子问题,并使用进化算法对每个子问题进行优化,最终得到一组Pareto最优解。

Age-MOEA算法的主要特点是自适应地调整每个子问题的权重,以平衡各目标之间的冲突。

在算法运行过程中,每个子问题会根据其目标函数的值动态调整其在搜索空间中的权重,使得各子问题之间的权重逐渐趋于平衡。

这种自适应调整权重的机制可以使得算法更加高效地找到一组Pareto最优解,并且能够更好地处理不同目标之间的冲突。

Age-MOEA算法通常使用遗传算法、粒子群算法等进化算法作为基础,并对其进行改进以适应多目标优化的特点。

算法的主要步骤包括:
1. 将多目标优化问题分解为多个单目标子问题,并为每个子问题分配一个权重。

2. 使用进化算法对每个子问题进行优化,得到一组Pareto最优解。

3. 根据每个子问题的权重和目标函数的值,自适应地调整每个子问题的权重。

4. 重复步骤2和3,直到满足终止条件。

Age-MOEA算法在处理多目标优化问题时具有较好的性能和灵活性,能够处理不同目标之间的冲突,并找到一组Pareto最优解。

该算法已经广泛应用于各种领域,如工程设计、生物信息学、经济学等。

长期依赖关系分析的机器学习算法

长期依赖关系分析的机器学习算法

长期依赖关系分析的机器学习算法机器学习无疑是当今计算机科学领域最热门的研究方向之一。

它已经在许多不同领域中被证明是一种非常强大的工具,比如自然语言处理、计算机视觉、语音识别、医学图像分析等等。

在这篇文章中,我们将探讨机器学习领域中一个关键的问题,即长期依赖关系分析。

在机器学习领域中,长期依赖关系分析指的是训练模型,以便其能够理解和预测长序列数据之间的依赖关系。

这对于许多任务是至关重要的,比如语音识别和文本生成等。

实际上,在领域内广泛使用的循环神经网络(RNN)就是为了处理这种长序列数据而设计的。

在很多情况下,研究人员使用的是最基本的RNN模型,它只包含一个基本的循环层。

这是因为其训练速度较快,但它也有很大的局限性。

具体来说,它无法捕捉到比它循环次数长的序列数据中的长期依赖关系。

为了克服这些限制,一些新的RNN模型已经被开发出来,它们在循环层中加入了更多的非线性元素,例如Gated Recurrent Unit(GRU)和Long Short-Term Memory(LSTM)。

GRU和LSTM都使用一些特殊的“门”(又称为控制器)来控制或限制信息的流动。

这些门基于当前输入和上一个循环次数的输出,以及一些权重和偏差,计算出一个介于0和1之间的数值,来标识什么样的信息需要在层间传递,以及应该传递多少信息。

在许多情况下,这些新的RNN模型都比传统的RNN模型表现得更好。

不过,即使使用了这些新模型,长期依赖关系分析仍然面临着许多挑战和困难。

首先,在许多情况下,我们需要处理的序列数据非常长,因此需要非常深的RNN模型进行处理。

这会导致训练和计算成本的快速上升。

其次,在一些情况下,我们需要在序列数据中考虑非线性因素。

例如,在文本生成任务中,我们需要考虑相邻的单词之间的语法和语义关系。

这可能需要使用更复杂的模型来处理。

为了克服这些限制,研究人员一直在探索一些新的、更高效的RNN模型,以及一些新的、更有效的训练算法。

川大学博士英语第1课课文译

川大学博士英语第1课课文译
to foster (Cf. foster family) to promote undue confidence in
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14
培根说过:“如果我们的出发点确定无疑,结 果必将导致疑惑;如果从怀疑出发,并孜孜以 求,则将得到确定无疑的结果。”
Ref.: to end in sth. Ex.: to end up in failure (fiasco) to end up in smoke
cry to be ... = be in urgent need of being ... the texture of logic: the system of knowledge
established
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10
怀特海曾说过,要对事实进行分析,非 具有超乎寻常的头脑不可。
Ref.: it requires an unusual mind to do ... Cf. It requires great patience to find out the minor error in the huge sea of data.
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3
然而问题依然存在,而且日趋严重:计算机到 底起什么作用?是让人真正了解自身、找出真 正的问题所在、从而更完整地欣赏美的东西、 更恰当地定位人生的价值、使自己生活的世界 比现在更安全呢,还是反之?
Ref.: to respond fully to sth to place sth on sth/sb.
Ref.: reality of pain in others the possibilities of creative growth in himself
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6
这些事情在计算机时代之所以很重要,是 因为现在有一种把数据误认为是智慧的倾向, 正如人们历来就倾向于将逻辑与价值,电脑能减少人在重要的科学研究中停滞不 前的可能性。但它不能消除人类由于缺少对生 活的反省而产生的愚蠢及堕落。

优化计算方法Word版

优化计算方法Word版

最优化计算方法---遗传算法1 遗传算法的历史简介二十世纪六十年代,I.Rechenberg在他的《演化战略》中第一次引入了进化算法的思想(起初称之为Evolutionsstragegie)。

他的这一思想逐渐被其他一些研究者发展。

遗传算法(Genetic Algorithms)是John Holland发明的,后来他和他的学生及他的同事又不断发展了它。

终于,在1975年John Holland出版了专著《自然系统和人工系统中的自适应》(Adaptation In Natural and Artificial Systems)。

1992年,John Koza曾经使用遗传算法编出新的程序去做一些具体的工作。

他称他的这种方法为“进化规划”(Genetic Programming,简称GP)。

其中使用了LISP规划方法,这是因为这种语言中的程序被表示为“分析树”(Parse Tree),而这种遗传算法就是以这些分析树为对象的。

2 生物学与进化论背景1)基因所有的生物都是由细胞组成的。

在每一个细胞中都有想同序列的染色体。

染色体是一串DNA的片断,它为整个有机体提供了一种复制模式。

染色体是由基因组成的,或者说染色体就是一块块的基因。

每一个基因为一个特定的蛋白质编码。

或者更简单的说,每一个基因为生物体的某一特定特征编码,比如说眼睛的颜色。

所有可能的某一特定特征的属性(比如:蓝色,桔黄色等)被称之为等位基因。

每一个基因在染色体上都有其特定的位置,这个位置一般被称作位点(Locus)。

全部序列的基因物质(或者全部的染色体)称之为基因组(或染色体组)(Genome)。

基因组上特定序列的基因被称作基因型(Genotype)。

基因型和后天的表现型两者是有机体的显性、生理和心理特征。

比如说眼睛的颜色、智力的基础。

2)复制(Reproduction)在复制中,首先发生的是交叉(Crossover)。

来自于父代的基因按照一定的方式组成了新的基因。

Stereology lecture-1B

Stereology lecture-1B

Exclusion criteria for normal subjects
All individuals with prior neurological or psychiatric disorders. Individuals with a medical record of any disease that may affect the central nervous system. Patients with record of alcohol or drug abuse.
(%) (km/cm3)
小结
这一研究在世界上首次阐述了定量研究大脑白质 有髓神经纤维的体视学方法。 我们在世界上首次发现老年组女性大脑白质的有 髓神经纤维总长度显著性降低。这一降低主要是由 于细小直径的有髓神经纤维丢失所致。
但是,10例脑的样本数不大。我们
不知道男性大脑白质是否也存在同 的老年性改变。
Age (years) Young subjects 18 30 39 45 57 Mean Old subjects 62 68 70 80 90 Mean 473 410 290 378 462 403 (18) 3.5 5.2 2.3 4.1 5.0 4.0 0.29 0.27 0.30 0.38 0.36 0.32 (15) 6.3 5.4 4.3 4.1 5.4 5.1 137 111 87 144 166 129 (24) 7.2 7.5 4.9 5.8 7.4 6.6 234 195 209 201 220 212 (7.3) 6.6 6.1 6.4 4.5 6.3 6.0 111 80 61 76 102 86 (23) 7.5 8.0 6.8 6.1 8.0 7.3 1.23 1.25 1.14 1.39 1.37 1.28 (8.1) 2.8 3.2 2.9 3.2 3.3 3.1 48.8 52.9 50.5 53.5 55.3 52.2 494 464 488 398 530 475 (10) 2.4 2.3 5.1 2.6 2.0 3.1 0.35 0.33 0.32 0.34 0.31 0.33 (4.8) 5.6 3.1 2.9 2.5 3.6 3.7 173 153 156 135 164 156 (9.1) 6.1 3.9 5.9 3.6 4.1 4.8 244 245 249 264 244 249 (3.4) 6.3 4.7 4.8 6.7 5.6 5.7 121 114 122 105 129 118 (7.7) 6.7 5.2 7.0 7.2 5.9 6.4 1.19 1.21 1.10 1.09 1.12 1.14 (4.8) 2.7 2.7 2.8 2.8 3.1 2.8 49.2 48.9 50.7 55.4 53.8 51.6 V(wm) (cm3) CE ( %) VV(NF) CE (%) V(NF) 3 (cm ) CE (%) LV(NF) CE L(NF) 103 km CE (%) D(NF) (m) CE CV(D) (%) (%)

Strengthen_Moral_Education_and_Cultivate_Talents,_

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scholars to study discourse computation. He has made great research achievements and has completed abundant national social science projects and Chinese academic translation projects, and when we visited him in the office of S chool of International S tudies, he was writing a new academic monograph Computational linguistics .The current S chool of International S tudies of Communication University of China was developed from the Department of Foreign Languages of Beijing Broadcast-ing Institute. In the past 60 years, what kind of change has taken place with the times? What kind of stories about the school are there? With curiosity we asked professor Li about the stories of his school and he shared with us the history of the School of Interna-tional Studies in the past 60 years.Foreign Languages was renamed as S chool of International Communications. In 2008, it became the School of International Stud-ies.” Professor Li introduced a brief history of the school.It is known that the S chool of Inter-national S tudies features 4 departments of English, Asian-African languages, European Languages and College Foreign Language. The Department of College Foreign Lan-guage is responsible for teaching foreign language courses for PhD, post-graduate and under-graduate students who do not major in foreign languages. The European language department opens majors of French, S pan-ish, Portuguese, Hungarian, German, Ital-ian, Russian and Dutch. The Department of Asian and African Languages opens majors of Japanese, Korean, Bengali, Nepali, Swa-hig h p rais es to t hei r gra dua tes , m ost of the m a re a ctiv e in the se cto rs o f fo reig n affa irs, for eig n com mu nic atio ns and cro ss-cul tura l com mu nic atio ns aro und the wo rld.24is a first-level master's degree point in foreign languages and literature which has second-level disciplines, including English language and literature, Japa-nese language and literature, European language and literature, foreign linguis-tics and applied linguistics. The College also has Master of Translation and In-terpretation (MTI), which is a Master of professional’s degree, and the disci-pline directions of news translation and film & TV drama translation mainly focus on the training of practical skills. The PhD program mainly includes linguistics major and applied linguistics major, welcoming international stu-dents to have research on computationalthat they have made great progress and volunteered to spread Chinese culture and the real appearance of China.“The school has been extended from a department with 3 languages majors to a school with more than 20 majors. Our students range from un-dergraduates to graduates and now we have international students. This is a great change in both size and essence. But no matter what the changes are, the school commitment to developing talents would not change. The com-mitment is to develop foreign language talents with Chinese mindset, global perspective, solid language skills, dis-tinct features of CUC, deep knowledge25communication and contracts.Discipline construction needs both inheritance and innovationProfessor Li said that the S chool of International Studies has three dis-tinctive disciplines and film and TV drama translation is one of them. This major was first opened in 1980s and started to recruit undergraduates and graduates in 2003. It is the first school that develops film and TV drama pro-fessionals in China.“Now we are working with the Ministry of Culture and State Admin-istration of Radio and Television to26dio, Film and Television, to carry out related academic activities in film and TV drama translation. Many translated films and TV dramas made by profes-sors and students of S IS , including 2012, the Transformer series, New Home , Crave for Blue Sky , Great Earthquake of Tangshan , have won important awards.“In addition to the translation practice, we have also published many important works in film and TV drama transla-tion and launched a series of research programs, in which the achievements of our school are second to none in China.” Professor Li said that film and TV drama are important vehicles to showcase the lives of Chinese people, thus it is important to strengthen the disciplinary construction to promote Chinese culture overseas.The second distinctive discipline of SIS is non-general language educa-tion. “Our school has a long history of teaching non-general language and we had set up majors of more than 30 foreign languages. Our school used to open Bengali and Nepalese as exclu-sive majors in China for a long time and many teachers of this language are graduates of our school. There are also scholars doing research on theMr. Che worked on the Pashto-Chinese Dictionary with 2.5 million let-ters for 30 years. This mission originat-ed from the national dictionary meeting in 1975. In 1978, the Commercial Press entrusted Mr. Che with such a great task and the dictionary had not been finished until Che Hongcai delivered the draft to the press in 2012. Because of the changes with time, the working staff of the press did not know the mis-sion until they found out the evidence in the historical files. “We shall learn from the scholars of last generation for their indifference to fame and wealth, and also great commitment to historical mission and the inheritance of cultural heritage.” Professor Li said that with great respect.The third distinctive discipline is linguistics. As the artificial intelligence develops, the research on discourse generation and understanding and computational features has become a bottleneck to the development of ar-tificial intelligence. If these basic core issues can be conquered, artificial intel-ligence will really be able to understand and generate discourse like human. First it requires talents that have deep knowledge of linguistics and brain neu-Elite Interviewrocognition.Professor Li said, “The compu-tational textlinguistics is not about algorithm, but focusing on the com-plex computational discourse models that include semantics, context and symbolic computation. This kind of computer processing discourse was for-merly impossible, but now it becomes possible, thanks to the improvement of computer ability and the realization of artificial neural network.” “The School of International S tudies set up PhD program on this area long ago. We will incorporate the real discourses into the cognitive computation model, which will propel the development of artificial intelligence.”Education shall focus on developing fundamentals, and also improving cultural competence“The process of learning foreign languages is to learn to understand the world in another way. We know there is a Chinese word called ‘Haishen’ and this is an interpretation from theperspective of nutrition. But in English it is called ‘sea cucumber’, another interpretation from the perspective of shape. So we have dif-ferent cognitive perspectives for the same item. The language is not only a tool, but also has cognitive and cultural features. The students in our school shall have strong language abili-ties and also humanistic literacy. They shall************/88818769/88818850 ***************.cn。

高考英语最新热点时文阅读:历时十年!科学家发现这6种生活方式可减缓记忆衰退(含练习题)

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Study links lifestyle to rate of memory decline.历时十年!科学家发现这6种生活方式可减缓记忆衰退英文新闻:Study links lifestyle to rate of memory declineMemory loss is a common part of aging. A decade-long study of older adults in China has found that a healthy lifestyle is linked to slower memory decline even when people carry a risky gene for Alzheimer's.The participants received assessments in 2012, 2014, 2016 and 2019. In the follow-ups, six healthy lifestyle factors were analyzed: a healthy diet (adherence to recommended food items), regular physical exercise (at least 150 minutes of moderate intensity or 75 minutes of vigorous-intensity exercises per week), active social contact (for example, seeing friends and family at least twice a week), active cognitive activity (for example, reading, writing, playing chess at least twice a week), non-smoking and never drinking alcohol.The researchers said that they studied the contribution of each lifestyle factor and their combined effects in a large sample size over an entire decade and offered important information to protect older adults against memory decline.中文新闻:历时十年!科学家发现这6种生活方式可减缓记忆衰退记忆力衰退是老年人的通病。

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~
= relaxation
time associated with depending on time t time deriv-
the ~-th spring, which represents atives, e.g. Eq.
of the ~-th spring, Superimposed
dots represent
to time-independent viscoelasticity, which is applicable to polymers but not to concrete, except when the hydration process ceases as in the case of low temperatures, completely dried samples, or completely hydrated samples. Re-
~p = s t r e s s in ~-th spring in Fig. 1,
(I)
called
Vol. 4, No. 4 COMPUTATION, RELAXATION SPECTRA, CONCRETE
569
hidden stress
(or internal variable), E~ = elastic modulus the age of concrete.
~ = d~/dt.
Shrinkage strain is not included.
(i) belongs
to the class of the so-called rate-type creep laws, to integral-type creep laws of
which have recently appeared to be preferable involving hereditary time-dependent variables, integrals,
the creep law of aging concrete may be assumed to be linear, satisfying the principle of superposition. Then it can be described with any desired accura-
for several reasons.
F i r s ~ thermodynamics
phenomena
is much simpler in terms of current values (~),
tion, the method from (5) will be refined by introducing more appropriate smoothing conditions which reduce the spurious sensitivity of the computed spectrum to small changes in given creep data. Review of the Basic Formulation With the well known limitations and certain simplifying assumptions (4,5)
CEMENT and CONCRETERESEARCH. Vol. 4, pp. 567-579, 1974. Pergamon Press, Inc. Printed in the United States.
COMPUTATION OF AGE-DEPENDENT
RELAXATLeabharlann ONSPECTRAZden~k P. Ba~ant and Ali Asghari Department of Civil Engineering Northwestern University Evanston, Illinois 60201, U.S.A.
(Communicated by F. H. Wittmann) (Received March 15, 1974; in final form April I , 1974)
cy by a sufficiently large system of first-order linear differential equations whose structure can be conveniently visualized by the Maxwell chain model (Fig. i).
ABSTRACT A computer algorithm for the computation of discrete age-dependent relaxation spectra of concrete from creep or relaxation test data is presented and a full FORTRAN IV listing is given. The algorithm is based on a previously outlined method, consisting in the expansion of relaxation curves in series of real exponentials on the basis of a least square criterion. This method is refined herein by imposing suitable smoothing conditions upon the spectra in order to reduce spurious sensitivity of results to small changes in given creep data. Two variants are given; in one the spectrum is approximated as a cubic polynomial in the logarithm of age and the logarithm of the relaxation time, while in the other one a cubic polynomial in the logarithm of age alone is used. Numerical examples show that given smooth creep data can be recovered from the spectra with a negligible error, which demonstrates that the spectra fully characterize creep properties. Apart from being a fundamental characteristic of creep, the relaxation spectra convert a hereditary creep law into a history independent rate-type form, which is requisite for creep analysis of large structural systems. Un algorithme pour le calcul ~ l'ordinateur des spectres de relaxation du b~ton a des ages diff~rents est presente, avec un programme en FORTRAN IV. Les courbes de relaxations sont exprlmees en serle d'exponentielles, utilisant la methode des plus petits carres et imposant une condition de courbure minimum des spectres, ce qui r~duit la sensibilit~ aux petites variations des donn~es sur le fluage. Les modules de relaxation sont exprlmes en forme de polynomes cubiques de l'age. Les exemples numerlques montrent que les courbes de fluage donnees peuvent ~tre obtenues ~ partir des spectres. Les spectres transforment un loi h~r~ditaire llnealre de fluage en equatzon~ differ" " " entielles, ce qui est utile pour le calcul des constructions a grand nombre d'ineonnues.
i
,
:
;
;
i
"EI
"E2
T 3
T m
attention will be restricted to uniaxial stress.
The stress-strain law based
on Maxwell chain is then expressed in the form (4,5) n d = ~ I op, ~ = ($~ + d /Tp)/Ep(t) (~ = i,... ,n) in which o = stress, e = s t r a i n ,
and the relaxation spectra of linearly viscoelastic materials have been extensively studied (1-3). However, all of the classical works have been confined
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