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    融合人体姿态估计和目标检测的学生课堂行为识别
    王泽杰, 沈超敏, 赵春, 刘新妹, 陈杰
    华东师范大学学报(自然科学版)    2022, 2022 (2): 55-66.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.02.007
    摘要1669)   HTML146)    PDF (1026KB)(1755)   

    在课堂教学中, 人工智能技术可以帮助实现学生行为分析自动化, 让教师能够高效且直观地掌握学生学习行为投入的情况, 为后续优化教学设计与实施教学干预提供数据支持. 构建了学生课堂行为数据集, 为后续研究工作提供了数据基础; 提出了一种行为检测方法及一套可行的高精度的行为识别模型, 利用OpenPose算法提取的人体姿态全局特征, 融合YOLO v3算法提取的交互物体局部特征, 对学生行为进行了识别分析, 提高了识别精度; 改进了模型结构, 压缩并优化了模型, 降低了空间与时间的消耗. 选取与学习投入状态紧密相关的4种行为: 正坐、侧身、低头和举手进行识别, 该检测与识别方法在验证集上的精度达到了95.45%, 在课堂上玩手机和书写等常见行为的识别精度较原模型有很大的提高.

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    生物基2,5-呋喃二甲酸的绿色合成技术综述
    赵磊, 李泽霖, 李愽龙, 边树昌, 王建华, 张海兰, 赵晨
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 160-169.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2023.01.016
    摘要1955)   HTML92)    PDF (1090KB)(1195)   

    生物基芳香二酸2,5-呋喃二甲酸 (2,5-furandicarboxylic acid, FDCA) 有望部分替代石油基二酸对苯二甲酸 (terephthalic acid, PTA) 用于高性能高分子材料的合成. 本文综述了从5-羟甲基糠醛 (5-hydroxymethylfurfural, HMF)、糠酸、呋喃、二甘醇酸、己糖二酸、2,5-二甲基呋喃和2-甲基呋喃制备FDCA的各路线, 并详细介绍了HMF的直接氧化法、多相热催化氧化法、光电催化氧化法以及糠酸羧基化、歧化、羰基化等策略合成FDCA. 在比较了各路线优缺点的基础上, 认为HMF路线和糠酸路线是FDCA规模化生产最有希望的路线, 提出未来应在改进催化路线、简化反应工艺、提高分离效率、减少三废含量等方面进行更为深入的探索和研究.

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    华东师范大学2022—2023学年获得理工科博士学位人员名单
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (6): 0-x.  
    摘要100)   HTML14)    PDF (365KB)(1183)   
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    早期时间序列分类方法研究综述
    杨梦晨, 陈旭栋, 蔡鹏, 倪葎
    华东师范大学学报(自然科学版)    2021, 2021 (5): 115-133.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2021.05.011
    摘要1023)   HTML424)    PDF (1503KB)(965)   

    传感器技术的普及使得时间序列数据受到人们越来越多的关注. 早期时间序列分类(Early Time Series Classification, ETSC)希望通过观测尽可能短的时序数据而对其做出尽可能准确的分类, 已在科技金融领域发挥着重要的作用. 首先概述了常见的时间序列分类器, 并综述了基于最小预测长度、基于最大区分子序列和基于模型的3类早期时间序列分类框架的最新研究进展. 然后在每类方法中, 分析了具有代表性的早期时间序列分类模型的关键技术及其优缺点; 整理了科技金融领域的公开数据集和常见的评价指标. 最后对未来的发展趋势做了展望.

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    大气气溶胶中SO3和HSO3的电子结构和微溶剂化作用研究
    陈佳楠, 李志鹏, 蒋延荣, 胡竹斌, 孙海涛, 孙真荣
    华东师范大学学报(自然科学版)    2022, 2022 (1): 31-42.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.01.005
    摘要408)   HTML49)    PDF (942KB)(915)   

    结合阴离子光电子能谱(Negative Ion Photoelectron Spectroscopy, NIPES)实验和量子化学计算, 研究了广泛存在于大气气溶胶中的SO3和HSO3的电子结构、微溶剂化作用及其稳定化机制. 首先, 基于高分辨NIPES测得了上述两种阴离子SO3和HSO3的垂直电离能((3.31 ± 0.02)和(3.91 ± 0.02) eV)和绝热电离能((3.02 ± 0.05)和(3.56 ± 0.05) eV). 进一步发现, 结合核系综方法和Dyson轨道计算可以很好地模拟实验测得NIPES, 而传统基于态密度方法不能很好地反映核振动效应、电离概率和电离过程中的轨道弛豫效应. 此外, 系统研究了HSO3·(H2O)n (n = 0 ~ 5)体系的微溶剂化效应, 结果发现, 随着水分子数目的增加, 络合体系的稳定性增强, 其中静电作用占主导, 诱导作用也逐渐发挥重要作用. 相信本研究将有利于推动基于硫酸盐的大气气溶胶模型的完善, 为有效控制我国雾霾形成提供基础科学依据.

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    Ag@Au双金属纳米颗粒的制备和表征
    赵天琛, 张晓磊, 楼柿涛
    华东师范大学学报(自然科学版)    2022, 2022 (1): 43-51.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.01.006
    摘要769)   HTML52)    PDF (973KB)(891)   

    采用种子生长法制备了银纳米颗粒, 通过电置换反应将单金属银颗粒转变为中空金银双金属纳米颗粒. 电镜表征及吸收光谱的结果表明, 通过控制种子溶液的加入量、超声时间和离心次数等条件, 能够有效调控金属纳米颗粒的尺寸以及局域表面等离激元的共振峰位与目标分子匹配; 进而可以利用配体交换反应在金属纳米颗粒表面包裹TDBC分子薄膜, 实现表面等离激元-分子激子的强耦合.

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    面向领域知识图谱的实体关系联合抽取
    付瑞, 李剑宇, 王笳辉, 岳昆, 胡矿
    华东师范大学学报(自然科学版)    2021, 2021 (5): 24-36.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2021.05.003
    摘要1029)   HTML74)    PDF (842KB)(780)   

    文本数据中的实体和关系抽取是领域知识图谱构建和更新的来源. 针对金融科技领域中文本数据存在重叠关系、训练数据缺乏标注样本等问题, 提出一种融合主动学习思想的实体关系联合抽取方法. 首先, 基于主动学习, 以增量的方式筛选出富有信息量的样本作为训练数据; 其次, 采用面向主实体的标注策略将实体关系联合抽取问题转化为序列标注问题; 最后, 基于改进的BERT-BiGRU-CRF模型实现领域实体与关系的联合抽取, 为知识图谱构建提供支撑技术, 有助于金融从业者根据领域知识进行分析、投资、交易等操作, 从而降低投资风险. 针对金融领域文本数据进行实验测试, 实验结果表明, 本文所提出的方法有效, 验证了该方法后续可用于金融知识图谱的构建.

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    金融领域中文命名实体识别研究进展
    徐秋荣, 朱鹏, 罗轶凤, 董启文
    华东师范大学学报(自然科学版)    2021, 2021 (5): 1-13.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2021.05.001
    摘要1263)   HTML666)    PDF (821KB)(686)   

    命名实体识别(Named Entity Recognition, NER)作为自然语言处理的基本任务之一, 一直以来都是国内外研究的热点. 随着金融互联网的快速发展, 迄今为止, 金融领域中文NER不断进步, 并得以应用到其他金融业务中. 为了方便研究者了解金融领域中文NER方法的发展状况和未来发展趋势, 进行了一项相关方法的研究和总结. 首先, 介绍了NER的相关概念和金融领域中文NER的特点; 然后, 按照金融领域中文NER的发展历程, 将研究方法分为基于字典和规则的方法、基于统计机器学习的方法和基于深度学习的方法, 并详细介绍了每类方法的特点和典型模型; 接下来, 简要概括了金融领域中文NER的公开数据集和工具、评估方法及其应用; 最后, 向读者阐述了目前面临的挑战和未来的发展趋势.

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    铜基催化剂在电还原二氧化碳领域的应用研究
    汤静, 张子宁, 郑翔
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 149-159.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2023.01.015
    摘要1046)   HTML36)    PDF (1081KB)(665)   

    为了实现碳达峰碳中和的国家战略, 利用可再生能源发电将二氧化碳电催化转化为化学品再利用, 这引起了科学界的广泛关注. 铜基催化剂可将二氧化碳电还原为高附加值的多碳产物, 但仍需研究其催化机理来提高催化产物的选择性和催化效率. 根据铜的状态可将铜基催化剂分为单原子铜基催化剂、定向晶面铜基催化剂、氧化态铜基催化剂和铜合金/复合催化剂. 本文简要介绍了以上4类铜基催化剂的常见制备方法、结构特点、电催化还原二氧化碳的效果和可能的催化机理.

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    浙江省苔类植物新记录
    师瑞萍, 邢诗晨, 唐霞, 涂淑雯, 王幼芳, 王健
    华东师范大学学报(自然科学版)    2022, 2022 (1): 62-69.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.01.008
    摘要440)   HTML45)    PDF (783KB)(633)   

    为了更加全面地了解华东地区苔藓植物的多样性, 在对华东地区黄山—天目山脉及仙霞岭—武夷山脉的苔藓植物进行系统调查和标本采集的过程中, 发现了浙江省苔类植物新记录种18个, 分别隶属于10科13属, 其中服部苔属(Hattoria)为浙江新记录属. 对新记录种的生境、地理分布和主要识别特征进行了讨论, 并提供了珍稀及特有种类的图版. 这些新发现进一步丰富了浙江省苔藓植物区系, 提供了新的基础资料.

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    YOLO-S: 一种新型轻量的安全帽佩戴检测模型
    赵红成, 田秀霞, 杨泽森, 白万荣
    华东师范大学学报(自然科学版)    2021, 2021 (5): 134-145.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2021.05.012
    摘要767)   HTML68)    PDF (1182KB)(623)   

    针对现有施工场所下工人安全帽佩戴检测模型推理耗时长、对硬件要求高, 且复杂多变环境下的训练数据集单一、数量少导致模型鲁棒性较差等问题, 提出了一种轻量化的安全帽佩戴检测模型YOLO-S. 首先, 针对数据集类别不平衡问题, 设计混合场景数据增强方法, 使类别均衡化, 提高模型在复杂施工环境下的鲁棒性; 将原始YOLOv5s主干网络更改为MobileNetV2, 降低了网络计算复杂度. 其次, 对模型进行压缩, 通过在BN层引入缩放因子进行稀疏化训练, 判定各通道重要性, 对冗余通道剪枝, 进一步减少模型推理计算量, 提高模型检测速度. 最后, 通过知识蒸馏辅助模型进行微调得到YOLO-S. 实验结果表明, YOLO-S的召回率及mAP较YOLOv5s分别提高1.9%、1.4%, 模型参数量压缩为YOLOv5s的1/3, 模型体积压缩为YOLOv5s的1/4, FLOPs为YOLOv5s的1/3, 推理速度快于其他模型, 可移植性较高.

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    基于Transformer的多特征融合的航空发动机剩余使用寿命预测
    马依琳, 陶慧玲, 董启文, 王晔
    华东师范大学学报(自然科学版)    2022, 2022 (5): 219-232.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.05.018
    摘要597)   HTML30)    PDF (1754KB)(542)   

    发动机作为飞机的核心部件, 对飞机运行起着至关重要的作用. 对航空发动机做准确的剩余使用寿命预测, 能够提前进行维护诊断, 预防重大事故的发生, 节约维护成本. 针对现有的方法缺乏对不同时间步长的考虑以及不同传感器和操作条件之间关系的研究, 提出了一种基于Transformer的多编码器特征输出融合的航空发动机剩余使用寿命预测方法. 该方法选取两个不同时间长度的输入数据, 使用排列熵对传感器之间的关系进行分析, 并将操作条件数据独立提取特征. 在广泛使用的航空发动机CMAPSS(Commercial Modular Aero-Propulsion System Simulation)数据集上进行了实验验证. 实验结果表明, 该方法优于现有的先进预测方法, 可有效提高预测精度.

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    基于非易失性内存的LSM-tree存储系统优化
    余阳, 胡卉芪, 周煊
    华东师范大学学报(自然科学版)    2021, 2021 (5): 37-47.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2021.05.004
    摘要611)   HTML66)    PDF (1368KB)(527)   

    随着大数据时代的到来, 金融行业产生的数据越来越多, 对数据库的压力也越来越大. LevelDB是谷歌开发的一款基于LSM-tree架构的键值对数据库, 有写入快和占用空间小的优点, 被金融行业广泛应用. 针对LSM-tree架构的写停顿、写放大、对读不友好等缺点, 提出了一种基于非易失性内存和机器学习的L0层的设计方法, 能够减缓甚至解决上述问题. 实验结果表明, 该设计能够实现较好的读写性能.

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    海洋环境中的微塑料及其附着生物研究进展
    李道季, 董旭日
    华东师范大学学报(自然科学版)    2022, 2022 (3): 1-7.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.001
    摘要832)   HTML909)    PDF (475KB)(517)   

    近年来, 废弃塑料造成的白色污染引起了人们的广泛关注. 小于 5 mm的塑料微粒 (微塑料) 在海洋环境中广泛分布, 其表面附着生物, 既包括对海洋生物甚至人体有害的潜在致病菌, 又存在能够减少其污染的塑料分解菌. 微塑料因其难降解的特性, 可以在水环境中持久存在, 其表面附着的微生物也能够长期稳定地生存. 此外, 微塑料可能通过食物链传递给更高营养级的生物, 会被误食而影响到鱼类生长. 本文综述了微塑料在海洋环境中的分布, 微塑料表面含有或附着的有害物质对生物体的可能影响. 探讨了微塑料表面附着的致病微生物及塑料分解微生物的生态效应, 以及微塑料通过食物链向高营养级传递的可能性. 对微塑料分布和表面附着生物可能引起的生态风险进行了分析. 还指出了在塑料垃圾和微塑料对海洋生态系统的影响方面需要有更多的研究, 以全面认识海洋微塑料及其附着物的生态效应, 为海洋塑料污染治理提供科学依据.

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    沸石孔道限域亚纳米金属团簇催化剂研究进展
    马跃, 徐浩, 刘月明, 张坤, 吴鹏, 何鸣元
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 82-94.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.00.009
    摘要657)   HTML26)    PDF (5085KB)(498)   

    面向C1分子及低碳烷烃活化脱氢制备C2和C3烯烃等重要化工过程, 设计高效、稳定的负载型金属催化剂, 防止金属物种在苛刻的制备和反应条件下烧结成大尺寸纳米颗粒是一个关键的挑战. 具有均匀亚纳米尺寸孔道和丰富三维晶体结构的多孔沸石分子筛, 已被证明是将金属团簇封装在其孔道内以制备高效稳定金属催化剂的理想载体. 更重要的是, 亚纳米金属团簇和沸石骨架原子之间的相互作用可以调节其几何和电子结构. 研发沸石孔道限域的亚纳米团簇型金属催化剂旨在利用这种联合的约束效应, 诱导金属物种与具有活性位点的沸石骨架间的协同作用, 进一步提升复合催化剂的催化性能, 应用于多种催化反应过程. 本文主要介绍了几种典型的方法制备沸石孔道限域的亚纳米团簇型金属催化剂, 以及在CO2和炔烃选择性加氢、甲酸分解产氢、氨硼烷水解产氢及丙烷脱氢制丙烯反应过程中的催化应用.

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    二氧化碳作为C1合成子参与的手性杂环化合物的不对称催化合成研究
    赵智鹏, 孙莹, 高小童, 周锋
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 31-40.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2023.01.004
    摘要398)   HTML14)    PDF (1463KB)(488)   

    二氧化碳是温室气体的主要成分, 也是廉价易得的可再生C1合成子. 其资源化利用不仅能够提供重要的基础化学品、能源产品及功能材料, 同时也是实现碳循环及减少碳排放的理想途径. 鉴于手性杂环化合物在有机合成和药物研发中的重要性, 近年来发展以二氧化碳为合成子的绿色高效和高立体选择性的直接构建手性杂环化合物的方法受到了广泛关注, 已经发展了合成手性内酯、环碳酸酯以及环氨基甲酸酯的方法. 本文拟概括相关领域的研究进展.

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    “绿色碳科学”专辑——庆祝华东师范大学上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室成立二十周年特刊导读
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 0-III.  
    摘要252)   HTML169)    PDF (279KB)(479)   
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    天然产物: 农药新靶标与农药创制间的桥梁
    房正奇, 高栓虎, 何海兵
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 21-30.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2023.01.003
    摘要838)   HTML34)    PDF (3235KB)(467)   

    农药的使用是控制作物病虫害、提高农作物产量的重要手段. 天然产物及其衍生物是农药的重要来源, 在杀虫、杀菌、植物生长调节、免疫调节等领域均发挥着重要作用. 随着基因组学、蛋白组学、结构生物学和其他生物技术的发展, 基于天然产物的农药靶标确证和基于靶标结构的新农药分子创制研究也得以飞速发展, 使得“合理设计”在农药创制研究中的应用凸显. 本文将通过案例, 展示基于已知靶标的活性天然产物的发现, 或基于天然产物的新农药靶标的确证, 以及其后续新农药创制的研究进展, 以阐释活性天然产物在新农药靶标与农药创制间的桥梁作用.

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    电催化CO2与有机化合物耦合制备增值化学品
    王欢, 陆嘉星
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 140-148.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2023.01.014
    摘要388)   HTML13)    PDF (877KB)(452)   

    在温和条件下, CO2的高效固定利用是“绿色碳科学”的重要组成部分之一. 电催化CO2与有机化合物耦合在转化利用CO2的同时可以制备增值化学品, 有利于可持续发展. 本文概述了目前电催化CO2与各类有机分子耦合制备有机羧酸、碳酸酯、氨基甲酸酯等化学品的方法. 并介绍了该领域的最新研究进展和机遇: 不对称电羧化反应, 包括手性源的构建; 其他反应物的新型反应, 包括电化学开环羧化和N-甲基化反应; 非牺牲阳极的电羧化反应, 包括阳极氧化反应的构建和电解池的调整等; 成对电合成反应等.

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    电沉积制备铜基催化剂及其对CO2电还原的催化性能
    楚萌恩, 陈春俊, 吴海虹, 何鸣元, 韩布兴
    华东师范大学学报(自然科学版)    2023, 2023 (1): 129-139.   DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2023.01.013
    摘要552)   HTML23)    PDF (4857KB)(443)   

    为了提高铜基催化剂电还原CO2的催化性能, 以氮三乙酸(nitrilotriacetic acid, NTA)为添加剂, 通过电沉积法制备了具有三维结构的铜基催化剂, 该催化剂具有优异的电还原CO2制备多碳(C2+)产物的选择性和活性. 在 –1.26 V vs. RHE (reversible hydrogen electrode)时, 乙烯(C2H4)和C2+ 产物的法拉第效率(faradaic efficiency, FE)分别能达到44.0%和61.6%, 此时总电流密度(current density)为12.3 mA·cm–2. 此外, 在NTA的作用下, 运用电沉积法制备的Pd和Zn基催化剂具有良好的电还原CO2为CO的性能, 表明NTA作为添加剂在电沉积法制备金属催化剂方面具有一定的普适性.

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