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期刊信息/Journal information
复旦学报（自然科学版）
复旦学报（自然科学版）

杨玉良

双月刊

0427-7104

likexuebao@fudan.edu.cn

021-65642666

200433

上海市邯郸路220号

复旦学报（自然科学版）/Journal Journal of Fudan University(Natural Science)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是复旦大学主办的自然科学综合性学术刊物。本刊依次为物理辑、数学辑、生命科学辑、化学辑、管理科学辑、材料与技术科学辑，它们主要刊载这些领域的基础研究和应用研究方面的学术论文、研究快报、研究简报等。它的任务是：主要反映复旦大学自然科学类各学科的最新科研成果，也部分收取国内外具有原创性该领域的优秀论文，促进国内外学术交流，为繁荣和发展复旦大学的科技事业服务，为我国社会主义现代化建设服务。读者对象是国内外科技工作者、高等院校理工、医科教师和研究生等。
正式出版
收录年代

    四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制半物理仿真系统

    黄鹤谢飞宇杨澜王会峰...
    1-17页
    查看更多>>摘要：针对四旋翼无人机强耦合、欠驱动、非线性等特点，以及在实际飞行过程中极易受到干扰的问题，对四旋翼无人机动力学模型进行分析，提出了一种基于联合的四旋翼无人机姿态控制算法，并在此基础上设计了四旋翼无人机半物理仿真系统。首先，针对非线性系统设计滑模控制器，选择跟踪航迹和翻滚角设计位置控制率和姿态控制率。其次，滑模控制器在实际应用中易产生震荡，利用基于信用积分的小脑模型神经网络(CPCMAC)来学习滑模控制的方式。最后，搭建基于LabVIEW的控制站，同Matlab/Simulink进行数据收发控制。仿真结果表明，在跟踪目标相同时，提出的四旋翼无人机滑模-CPCMAC 联合控制相比于传统的比例积分微分(PID)控制和积分反步法控制优势明显，能够抑制超调和余差，在快速性和鲁棒性方面都更加优越。同时，构建的四旋翼无人机半物理仿真平台能清晰反馈出无人机参数的变化，应用预留的参数接口和地面控制站，降低了无人机飞控算法的开发难度，提高了开发效率，具有明显的实用价值。

    无人机小脑模型神经网络滑模控制半物理仿真风场

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    普通话多模态情感语音数据库构建与评测

    李良琦张雪英段淑斐肖仲喆...
    18-31页
    查看更多>>摘要：本文设计并建立了一个包含发音运动学、声学、声门和面部微表情的多模态情感语音汉语普通话数据库，分别从语料设计、被试选择、录制细节和数据处理等环节进行了详细的描述，其中信号被标记为离散情感标签(中性、愉悦、高兴、冷漠、愤怒、忧伤、悲痛)和维度情感标签(愉悦度、激活度、优势度)。本文对维度标注的数据进行统计学分析，验证标注的有效性，同时验证标注者的 SCL-90 量表数据并与 PAD标注数据结合后进行分析，探究标注中存在的离群现象与标注者心理状况之间的内在联系。为验证该数据库的语音质量和情感区分度，本文使用 SVM、CNN、DNN3 种基础模型计算了 7 种情感的识别率。结果显示，单独使用声学数据时 7 种情感的平均识别率达到了 82。56%;单独使用声门数据时平均识别率达到了 72。51%;单独使用运动学数据时平均识别率也达到了 55。67%。因此，该数据库具有较高的质量，能够作为语音分析研究的重要来源，尤其是多模态情感语音分析的任务。

    情感语音数据库多模态情感识别维度情感空间三维电磁发音仪电子声门仪

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    存在非随机缺失数据的纵向数据中介分析

    朱宇轩张洪赵赛骏
    32-46页
    查看更多>>摘要：纵向中介分析面临两个挑战:一是某个时刻的中介和结果会影响后续时刻的中介和结果，从而成为治疗后混淆因子(也被称作时变混淆因子);二是非随机缺失数据在纵向研究中很常见，如果没有处理好则会带来系统的中介效应估计偏差。目前没有文献考虑纵向中介分析同时出现治疗后混淆和非随机缺失数据的情形。为了填补这一空缺，基于潜在结果模型框架的理论，本文提出了纵向中介分析存在非随机缺失数据时因果效应的可识别性条件。开发了一种新的估计中介效应的统计程序，使用估计方程方法和多重插补处理缺失数据，并使用修正后的自然效应模型来估计中介效应。建立了所提出方法的大样本性质，并通过随机模拟和实际数据分析评估了新方法的有限样本表现。

    纵向中介分析非随机缺失时变混淆因子多重插补自然效应模型

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    盐胁迫和ABA处理下水稻基因组的可变剪接事件分析

    胡悦安硕张小砣葛晓春...
    47-58页
    查看更多>>摘要：基因的剪接方式在不同发育时期、不同组织以及不同外界环境条件下可以发生改变，即可变剪接。可变剪接在转录后水平上调控基因功能，增加基因功能的复杂性和多样性。目前已发现一些基因在环境因素刺激下会发生可变剪接，但是逆境下全基因组水平上的可变剪接事件在很多植物中还未完全了解，这些事件是否同时受到植物激素的调控目前也不清楚。为了了解水稻在外界逆境胁迫下的全基因组可变剪接事件，特别是脱落酸(ABA)信号途径被激活后哪些基因发生了可变剪接，我们对盐胁迫以及 ABA处理后水稻转录组中的可变剪接事件进行了交叉分析，发现一些信号途径的基因在盐胁迫以及 ABA 处理后均发生了可变剪接。选择其中与DNA损伤修复以及 ABA 信号转导有关的基因进行了进一步分析，并通过 RT-PCR 对其中OsPP2C67 和OsSADR1 基因的可变剪接进行了验证，得到的结果与分析结果一致。

    RNA-seq可变剪接盐胁迫脱落酸信号途径

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    广义线性模型在神经电生理信号分析中的应用

    刘子悦肖晓
    59-67页
    查看更多>>摘要：大脑在完成思维等功能活动时，脑中的神经细胞会产生表征不同生理状态的电活动，大脑不同功能区也会呈现不同的放电特征，例如，参与学习记忆等认知活动的海马脑区以产生尖波涟漪事件为典型特征。本研究利用多通道电生理技术记录到神经元胞外电信号，通过海马区节律性场电位进行了 3 种常见生理状态(清醒、快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠阶段)的划分，并介绍了利用海马区尖波涟漪事件研究海马区和皮层区的放电特征的方法。最后，利用 5 折交叉验证的广义线性模型预测神经信号的方法，以特定时间窗内神经元群体放电个数矩阵为自变量，该时间窗或其他时间窗内的单个神经元放电个数向量或尖波涟漪事件是否出现为因变量，进行预测，与解耦不同生理意义下的神经活动结果进行对比。本研究将有助于分析及解码不同生理状态下大脑功能区的神经信号特征，尤其是对研究学习记忆功能及其相关脑区之间的相互作用提供方法学依据。

    神经信号广义线性模型尖波涟漪海马

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    条件性基因敲除诱导剂他莫昔芬对小鼠肠道微生物群组成的影响

    余丹妮孙璘
    68-76页
    查看更多>>摘要：他莫昔芬(Tamoxifen)作为一种选择性雌激素受体调节剂，在临床上应用于治疗乳腺癌，在生物遗传学领域研究中充当诱导型Cre-loxP条件性基因敲除系统的时空开关。肠道微生物与宿主基因紧密相连，与宿主肠道吸收、代谢、发育性疾病、肿瘤密切相关，利用他莫昔芬诱导特定基因敲除已成为探究微生物与宿主基因互作的主要研究方式。已有研究表明他莫昔芬引发雌激素受体介导的毒性，干扰宿主生物学功能，少有研究报道他莫昔芬本身是否对小鼠肠道微生物群的稳定性造成影响，本研究通过给野生型 C57 BL/6J 小鼠注射他莫昔芬模拟条件性基因敲除以研究其影响及机制。研究结果发现，注射他莫昔芬组与对照组相比，小鼠体重、肠道组织结构与形态及肠道屏障功能无明显差异，但他莫昔芬对小鼠粪便和盲肠内容物中的微生物丰度产生影响。这些结果提示使用他莫昔芬诱导小鼠条件性基因敲除时需要注意肠道菌群改变带来的生理和病理表型，从而减少他莫昔芬带来的干扰。

    他莫昔芬Cre-loxP条件性基因敲除系统肠道微生物群

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    不同pH处理下宣纸微生物群落的变化及影响

    史砚杨诗逸钟江
    77-86页
    查看更多>>摘要：宣纸是我国传统手工纸的重要门类，更是古籍书画文物的重要载体，对中华文化的流传起着重要的作用。然而现存的宣纸文物面临着各种病害的侵袭，微生物侵害和纸张酸化就是其中的主要威胁之一。本研究用一批清末民初的手工纸样品制备混合菌液，通过回植培养的方式研究了 pH4。01、pH7。00、pH10。00 条件下微生物群落结构动态和对宣纸的侵蚀。结果显示，不同 pH 处理会显著影响宣纸中细菌的群落组成，随着 pH 的升高，样本中细菌的群落多样性更加丰富。不同 pH 下真菌的群落结构则没有明显的聚类关系。同时，环境因子关联分析的结果显示细菌群落结构变化与纸张表面 pH 相关性高，而真菌群落变化与纸张重量变化相关性高。纤维素降解与细菌和真菌群落的相关性相差不大。

    微生物群落多样性pH高通量测序纸质文物保护

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    科技手段在纸质文物断代研究中的应用

    朱玥玮付小航王燕陈彪...
    87-94,105页
    查看更多>>摘要：为更好地阐释纸质文物内涵及其承载的相关信息，断代成为了纸质文物研究中广受关注的问题。除了传统的目鉴与考订等方法之外，科技手段已逐渐应用于纸质文物的断代研究，其基本原则是无损或微损地提取与年代相关的物质信息。其中显微分析法、14C 测年法和建立纸张年龄相关性模型的方法，是基于纸张本体的断代方法;气相色谱 质谱、拉曼光谱、近红外光谱、X射线衍射等方法，可以对纸质文物上的墨、颜料、印泥的种类进行判断，在结合文献资料的基础上，可给定纸质文物的年代的上限;红外线摄影法可以对纸质文物隐藏的与年代相关的物质信息进行提取。关于纸质文物断代研究中的科技方法，现阶段还处在不断发展之中，相信未来会有更多科技手段用于纸质文物的断代研究之中。

    纸质文物断代科技手段文物信息

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    基于可视化热重分析技术的宣纸热分解特性研究及动力学分析

    陈彪付小航谭静卢郁静...
    95-105页
    查看更多>>摘要：为了解宣纸的劣化机理，本文利用可视化热重分析技术对宣纸在氮气与空气中的热分解过程进行了实验和分析，结果表明其过程主要阶段为发挥性成分的析出过程，宣纸样品经历快速失重、面积收缩且颜色加深，其中空气气氛可促进热分解反应并在反应后期氧化前期生成的炭化物;然后以高斯分布函数对微商热重(DTG)曲线进行拟合得到三组分，并且三组分的反应区间符合生物质的热分解特性且受气氛影响;此外，本文还基于 Lab色彩空间对实时观察热分解图像进行了分析，其结果相比热失重数据在反应起始和中止阶段灵敏度更高，并可对热失重数据进行补充;同时，本文以 Friedman法、FWO 法计算宣纸在氮气与空气中的表观活化能E，得到氮气与空气气氛中的结果分别为 195。4 kJ/mol、162。98 kJ/mol;最后通过 Malek 法对宣纸样品的热分解数据进行最概然机理函数的选择，并得到氮气中的热分解活化能E 为 245。60 kJ/mol，指前因子的自然对数 ln A为 37。39 s-1;空气中活化能E 在 150。18～305。41 kJ/mol，ln A在 49。13～20。18 s-1。

    色度分析动力学活化能反应机理函数

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    紫外光对不同埋藏环境丝织品的劣化影响研究

    龚德才杨文敏胡霜晴陈黄茜...
    106-114页
    查看更多>>摘要：利用扫描电镜、傅立叶红外、热重分析、氨基酸分析等现代分析技术对紫外光照下模拟不同埋藏环境丝织品的劣化差异进行探究，结果表明:紫外光照射使丝织品表面产生脆性断口、黄度值增加、断裂强力下降、无规卷曲/β-折叠含量比值上升、热最大分解速率温度下降，酪氨酸、大侧基氨基酸的含量减少。紫外光对不同埋藏环境丝织品的劣化影响各不一样，其中对有氧埋藏环境和碱埋藏环境丝织品的破坏更严重。因此博物馆馆藏丝织品保存条件的选择应当根据埋藏环境差异进行细化，对有氧环境和碱环境出土丝织品要格外注意紫外光防护。此外，丝织品的热最大分解速率温度的下降与紫外光照射时间呈线性关系，可以用于量化评估丝织品的劣化程度。

    丝织品埋藏环境馆藏环境紫外光劣化差异

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