学术背景与研究动机 在牙科医疗保健领域，锥形束计算机断层扫描（CBCT, Cone Beam Computed Tomography）是一种广泛应用的三维成像技术。CBCT能够提供口腔的三维图像，尤其在对牙源性病变的诊断中表现出色。然而，CBCT图像的分割（segmentation）——即对图像中每个体素（voxel）标记出病变、骨骼、牙齿和修复材料——是一个关键且复杂的任务。目前，临床实践中主要依赖手动分割，这不仅耗时，还需要大量的专业知识。为了实现自动化分割，减少对大量手动标记数据的依赖，研究者们提出了结合口腔解剖知识的半监督学习方法。本文提出了一种新颖的“口腔解剖知识引导的半监督学习模型”（OAK-SSL, Oral-Anatomical Knowledge-Informed Semi...

基于视觉-惯性传感器的上肢关节角度估计及其校准方法的影响研究 学术背景 上肢功能障碍，尤其是中风后患者的上肢功能受损，严重影响了他们的日常生活能力。康复训练是恢复上肢功能的重要手段，但其效果往往依赖于对关节角度的准确评估。传统的基于光学标记的运动捕捉系统（optical motion capture, OMC）是关节角度估计的“金标准”，但其昂贵且笨重，难以在现实临床环境中广泛应用。近年来，视觉-惯性测量单元（visual-inertial measurement units, VIMU）等低成本传感器成为了一种有前景的替代方案，但其固有的测量误差和校准问题限制了其临床应用。 本研究旨在探讨不同校准程序、逆运动学方法（inverse kinematics, IK）和测量模式对康复训练中上肢关...

学术背景 随着有机化合物对环境污染的威胁日益加剧，研究不同水生生物对有机化合物的毒性反应变得至关重要。这些研究不仅有助于评估污染物对整个水生生态系统的潜在生态影响，还为环境保护提供了重要的科学依据。传统的实验方法虽然能够提供一定的数据，但其成本高昂、耗时较长，且难以应对大规模化学物质的毒性评估。随着深度学习技术的快速发展，其在预测水生毒性方面表现出更高的准确性、更快的数据处理速度以及更好的泛化能力。然而，现有方法在处理高维特征数据时仍存在局限性，尤其是在捕捉分子复杂结构和相互作用方面。因此，如何开发一种能够同时预测多种水生生物毒性的多任务深度学习模型，成为了当前研究的重要课题。 论文来源 本文由Xin Yang、Jianqiang Sun、Bingyu Jin等研究者共同完成，他们分别来自U...

学术背景 随着元宇宙（Metaverse）的快速发展，人机交互（HMI）技术成为连接虚拟空间与人类用户的关键。其中，手势识别技术在元宇宙中尤为重要，尤其是手指运动的精确捕捉。传统用于手势识别的弯曲传感器（Bending Sensor）通常基于聚合物材料，如橡胶和粘合剂，但由于聚合物的粘弹性（Viscoelasticity），这些传感器在长期使用中存在信号漂移（Signal Drift）的问题。这种漂移会导致传感器的输出随时间变化，降低了其可靠性和长期稳定性。因此，开发一种无信号漂移的柔性弯曲传感器成为了一项重要挑战。 本文的研究旨在解决这一问题，通过使用超薄硅材料（Ultrathin Silicon）和新型直接键合技术，设计出一种无信号漂移的弹性弯曲传感器。这种传感器不仅具有高灵敏度和长寿命...

深度学习增强的金属有机框架电子皮肤在健康监测中的应用 学术背景 电子皮肤（e-skin）是一种能够感知生理和环境刺激的技术，模拟人类皮肤的功能。近年来，电子皮肤在机器人、运动科学和医疗健康监测等领域的应用潜力逐渐显现。然而，当前的电子皮肤技术面临着一些挑战：首先是多功能的实现，即如何在一个设备中同时检测多种生理信号（如生物分子、运动信号等）；其次是信号的区分问题，尤其是在同时检测多种刺激时，如何准确区分并识别不同的信号。 传统的多功能电子皮肤通常需要整合多种传感材料，这不仅增加了制造的复杂性，还可能导致设备性能不稳定。此外，现有的电子皮肤在信号的信噪比、灵敏度和稳定性方面也存在不足。因此，开发一种高性能、多功能且易于制造的电子皮肤成为了研究的焦点。 金属有机框架（Metal-Organic ...

基于铸型微铸造3D打印的多材料仿生电子器件研究 学术背景 随着仿生电子技术的快速发展，模拟人类感知功能的电子皮肤（Electronic Skin, E-skin）和柔性传感器在机器人、医疗设备和人机交互等领域展现出广阔的应用前景。然而，现有的仿生电子器件在材料选择、结构复杂性和功能集成方面面临诸多挑战。特别是，如何在不破坏材料性能的前提下，实现多种高难度材料的自由组装和多功能集成，成为当前研究的瓶颈。 传统的制造方法，如电纺、光刻和转移印刷，往往难以同时满足材料多样性和复杂结构的需求。3D打印技术虽然为复杂结构的制造提供了可能，但在处理多种高难度材料时，仍然面临材料兼容性、结构分辨率不足等问题。为了解决这些问题，研究人员借鉴了古代失蜡铸造（Lost-wax Casting）的技术思路，提出了...