基于中美基金项目数据的深度学习领域研究热点对比分析

与传统研究成果类型不同，基金项目数据中蕴含的潜在情报更具有战略性和前瞻性。本文使用文本挖掘方法，对中美深度学习领域基金项目数据进行挖掘与分析，从资助强度、发展态势、主题聚类及热度演化角度进行分析，对比中美深度学习领域研究热点的异同及热点演化情况。研究发现，中美深度学习领域基金项目数量自2010年后呈上升趋势，发展势头较好，且两国均出台相关政策支持该领域发展。但中美两国在研究的侧重方向上有所不同，美国侧重深度学习基础理论、算法研究，中国在深度学习更关注应用层面的落地情况。在应用层面上，美国更重视生物医学、经济领域、图像识别领域及硬件设备应用，中国不仅重视生物医学领域、同时使用深度学习相关算法对地学领域、多媒体领域的数据应用较多。新兴研究方向上，对深度学习硬件设备及应用方向成为美国的近年来研究热点方向，而中国较新的研究热点方向在于将深度学习应用到生物信息领域。未来我国应加大科研经费的投入，支持人工智能领域的自主创新发展；发挥在地学领域应用、图像和计算机视觉、多媒体领域、以及中医领域应用的科技布局优势，形成成果转化新生态；应关注和加强对理论算法的研究，提高技术实力并掌握科技主动权；对软硬件及...     

人工智能领域关键技术挖掘分析

人工智能已成为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量和战略性技术。本文采用无监督聚类、复杂网络结构洞和突发检测算法对人工智能高水平会议论文进行深度挖掘分析,梳理人工智能领域的关键技术,全面刻画人工智能领域整体技术结构,洞悉关键技术分布和研发态势,明确人工智能领域代表性国家与机构。研究发现:人工智能领域共包含14个大类、132项热点技术,主要分布在机器学习、自然语言处理、计算机视觉和机器人等子领域,如一眼模仿学习、智能自动问答、光度立体视觉、多传感器融合等;共性技术则主要分布在机器学习子领域,分类、回归、搜索等基础算法以及优化理论方法等共性技术为其他子领域研究实践奠定坚实基础;新兴技术主要集中在深度学习方面,生成对抗网络和注意力机制是其中的典型代表,此外还包括强化学习、自主代理和多代理系统等。在人工智能领域代表性国家与机构方面,美国在各热点技术大类下的发文量均位居全球首位,中国整体仅次于美国,但在强化学习、机器人、智能多代理系统研究方面发文量排名相对靠后;国内机构中,中国科学院在多个热点技术大类下的发文量均位居全球前列。     

非晶合金材料基础研究的演化与国际影响

非晶合金是采用现代冶金技术和合金设计理念研制出的新型高性能金属材料,具有高强度、高韧性、高弹性、易加工成型、耐腐蚀和软磁等一系列优异性能,在国防、空天等高新科技领域都有着广泛的应用前景,非晶合金是结构材料中的热点和前沿课题。本文对非晶合金领域的研究及其演化规律进行了系统梳理,从横向与纵向两个维度,对世界主要国家在非晶合金领域的基础研究能力以及我国在该领域的竞争态势进行全方位分析。通过研究分析发现,目前我国在该领域的研究正处于从数量到质量提升和发展的关键时期,总体上呈现持续上升趋势,但综合研究能力与发达国家相比还存在一定差距。本文的系统分析结果,有助于全面了解我国在该领域的基础研究竞争发展态势、问题和国际影响力,并为今后国内非晶合金基础研究发展制定相关政策和规划提供重要依据和价值参考。     

一种基于自适应种群变异鸽群优化的航天器集群轨道规划方法

航天器集群在复杂条件下的轨道规划问题是当前航天领域的热点以及难点.本文针对分布式集群航天器在队形变换过程中的轨道最优规划问题进行了研究,提出了基于自适应种群变异的鸽群算法(adaptive population variation pigeon-inspired optimization, APVPIO).本文对经典PIO算法中的核心演化算法、演化停滞以及易陷入局部最优解问题进行了研究.同时针对经典PIO算法的适应度函数进行了研究,并且结合轨道规划问题进行了改进.最后基于自适应种群变异的鸽群算法进行了仿真实验,结果表明, APVPIO算法,相比于经典PIO算法、PSO算法在极大减少计算量的同时,有更优规划结果、更深的种群演化深度以及更快的收敛速度,可以满足航天器集群在复杂约束条件下的轨道规划问题.     

中美日韩德图像理解技术发展比较——基于DII数据库的实证分析

以德温特数据库作为数据源,选取中美日韩德作为比较研究对象,对五国图像理解技术的总体趋势进行专利计量分析,并采用技术竞争力模型评估五国的技术竞争力。结果表明,中国在专利申请数量上遥遥领先,但在专利平均被引频次上远低于美国和日本;同时,美国几乎占据了图像理解技术的全部高被引专利。得益于海量的图像理解技术专利,中国的技术强度以微弱优势领先美国成为第一;但其技术影响指数低于期待值,远低于美日两国,反映了中国的图像理解技术多而不强的特征。日韩德在整体上的技术强度落后于中美,但在某一子技术领域各有所长。日本场景恢复技术的技术影响指数远超中韩德三国;而韩国的图像感知和解释技术专利在全球占比份额较大;德国在时空技术上的技术影响指数与专利分享指数均处于全球上游水平。为增强中国在图像理解技术领域的国际竞争力,建议中国推进图像理解技术研究向纵深发展,推动图像理解技术领域各子技术的均衡发展,加强图像理解技术领域国际合作,以及创新政府服务体系,营造技术发展良好环境。     

特斯拉纯电动汽车核心和非核心技术演化研究

在构建特斯拉纯电动汽车核心和非核心技术演化研究框架的基础上,以美国专利数据库USPTO的特斯拉公司技术专利及其引用专利为数据源,构建特斯拉专利引文分析数据集,依据技术轨道识别原理,利用Pajek软件提取最大凝聚子群以及小的重要凝聚子群,识别特斯拉纯电动汽车核心和非核心技术领域,进行各技术领域主路径分析。研究发现,特斯拉纯电动汽车的核心技术领域是电池热管理系统,非核心技术领域有5个:电机技术、智能控制技术、电池过充电保护技术、电池泄压技术和乘客保护、车辆悬挂以及高效电池组等技术。本文对这些领域技术的历史脉络和未来趋势进行分析,其结果可为我国纯电动汽车产业及相关汽车企业把握纯电动汽车技术重点、选择研发方向、进行技术合作、提高研发效率提供决策参考。     

面向老年人的传感器技术景观分析与中国对策

养老科技创新是应对人口老龄化的重要途径和主要支撑,传感器是养老科技创新的重要技术领域。本文运用科学计量分析、社会网络和聚类分析等方法,从成长性与空间分布、专利权人与科技文献作者机构分布、核心专利分布、技术焦点与竞争态势五个方面对涉老传感器技术领域进行全景阐释,揭示涉老传感器技术领域的研究现状,全面展示该领域的竞争格局。研究发现,目前面向老年人的传感器技术领域正处于发展时期,在专利权人排名方面日本企业占据主导地位,而科技文献的作者单位所属国以欧美国家为主,日本与美国分别拥有最多的高被引专利与高价值专利,热点领域主要在电学物理与医疗卫生领域,研究前沿主要集中在智能家居、电子医疗、跌倒风险评估以及步态分析;本文还发现了中国传感器技术创新存在的问题,并为传感器技术创新提供决策建议。     

阻燃剂研究的文献计量分析

利用ISI Web of Science的数据,采用文献计量法,对世界范围内的阻燃剂(FR)科研产出进行分析。重点分析了2005~2015年FR领域的文献数量和增长趋势、高被引论文、论文高产国家/地区分布、重要科研机构、核心作者分布、学科领域分布、相关期刊及其影响因子和论文关键词等。文献分析结果表明,世界FR研究发展相对平稳。中国和美国在FR研究领域发文量方面处于世界领先地位,两国被SCI收录的相关论文超过世界论文总数的1/2。另外,中国科学院和中国科技大学发表FR相关论文总数也位居世界首列,但从论文质量和综合影响力来看,我国在FR领域和欧美发达国家依然存在差距。     

2005～2008年我国在社会发展主要研究领域的SCI论文情况分析

以美国科学引文索引数据库扩展版数据库（SCI—EXPANDED）收录的、2005～2008年中国在社会发展五个主要研究领域发表的SCI论文为研究对象，分析了社会发展科技工作的表现。研究显示，近年来我国社会发展科技工作整体进步较快，各相关领域的研发规模和发展速度有所差异，多数研究领域存在研究机构产出能力不均衡的现象，科研工作质量整体还有待提升。     

燃气轮机技术全球专利态势分析

燃气轮机的研发制造水平代表了一个国家的重工业水平,突破燃气轮机的关键技术,是全面深入推进燃气轮机核心技术国产化的必由之路。本文从专利文献的视角,对全球燃气轮机技术专利的国家、机构、技术领域进行全面扫描,掌握全球燃气轮机的技术竞争态势,以期为政府制定政策、研发者确定方向提供参考。分析结果表明,燃气轮机领域专利申请呈现稳步上升状态;美国、欧洲和日本等是世界燃气轮机技术的主导者;该领域研究热点主要集中在燃烧室和透平两大热部件,以满足更高的燃烧初温和热效率要求;燃气轮机技术专利申请人集中度较高,跨国公司均重视对全球市场的专利布局。     

基于MRT-LBM的分形裂隙网络渗流数值模拟

单一裂隙渗流规律的研究是岩体裂隙网络渗流规律及渗流场与应力场耦合作用研究的基础和关键．由分形插值算法重构天然粗糙裂隙面，用LatticeBoltzmann方法的MRT—LBM模型，在岩石粗糙裂隙表面微观结构的层次上，对两种具有不同垂直比例因子的粗糙裂隙面进行了数值模拟，得到优势渗流路径长度后，预估了渗透率．针对难以找到优势渗流路径的天然裂隙网络，在数值试验的背景下，提出了一个新的预估渗透率的截面渗透率加权法．该算法不具体针对某条优势路径或某些较优势路径，而是考虑每个截面对阻碍流体通过的贡献．接着对两组基于图像处理的天然裂隙网络进行了数值模拟，预估了各自的渗透率并再现了偏流现象，发现优势渗流路径在演化初期已具雏形，以后逐渐被强化．此外，使用该方法可以清楚地观察到渗流网络中的局部流体流动细节，局部分支路径回流和局部漩涡可能同时存在．证明了该方法的有效性，并为后期的跨尺度渗流模拟奠定基础．     

精准农业领域专利竞争态势分析

基于incoPat数据库收录的专利数据,对1999—2018年全球精准农业领域的专利申请情况进行分析。结合定量分析和定性研究,探讨精准农业领域的全球专利研究态势、技术研发热点、主要国家的科研水平、重要专利申请人的研发布局。研究发现,近二十年,精准农业领域专利研发处于快速增长阶段,信息采集传感器和变量作业装备是研发热点;中国、美国、日本是最重要的技术来源国,中国进入该技术领域较晚但取得了重大进步;国外机构在信息采集技术和变量作业技术主题占据主导优势,相关研究机构努力的方向是形成核心技术优势、提高专利影响力、增强专利海外布局和促进技术成果转化。     

全球人类表型组专利技术的发展与启示

"人类表型组"是近年的新兴研究,该研究是现今健康话题"精准医疗"的理论支撑。为了清晰了解"人类表型组"技术现状,本文对"人类表型组"专利进行系统梳理、深度挖掘,重点借助Innography专利挖掘与数据分析平台,从专利概览认知(包括公开申请数量、IPC分类、国家分布、全球竞争态势分析指标)和专利深度剖析(包括核心专利和技术功效)两大维度进行技术信息分析,并结合专家咨询描制该领域的技术组成。研究发现,"人类表型组"技术整体呈上升发展态势;美国是该领域主导国;强生、罗氏等国际知名企业处于行业领军地位;目前研究重点集中在分子、细胞的微观表型方面,未来研究热点为组织器官、环境的宏观表型研究,相应地,计算、智能等技术的渗透将与分子检测、细胞培养、物理化学等技术结合,协同实现精准医疗。最后,从建立统一技术体系和数据标准、构建生物伦理安全体系、发现生态环境与表型关系研究三方面阐述得到的启示。     

基于论文和专利分析的人工智能发展态势研究

为揭示当前人工智能领域的发展态势,本文统计分析了当前各主要国家/地区出台的顶层政策规划,并重点分析了人工智能领域论文和专利的年度变化、国家分布、主要机构、技术主题、方向对比和国际合作等。结果显示:当前人工智能科技成果产出正处于快速发展阶段,中美两国引领了人工智能领域科研成果;中国在该领域发文量接近美国,专利数量已超过美国;中国科研机构已具备开展国际竞争的能力,但市场主体的成果产出与先进国家尚有差距,国际化布局程度较低;如何提升机器的"认知能力"是当前人工智能研究的关注焦点。最后,基于分析,提出了对中国人工智能发展的启示。     

刀触点网格上整体光顺五轴数控加工刀轴方向的模型与算法

针对球头铣刀的五轴数控加工,分析了刀轴方向对切削力的影响,根据刀轴方向变化的度量指标,提出了在刀触点网格的可行空间中整体光顺刀轴方向的模型与算法,该方法有两个优势:可以同时保证进给和相邻行两个方向上刀轴方向的整体光顺性;仅需要计算网格点处的可达方向锥,提高了计算效率.用仿真方法分析了整体光顺刀轴方向对加工效率、机床进给运动平稳性和切削力的影响,并用实验验证了规划的刀具路径.     

中美云计算领域专利技术主题发展态势预测研究

云计算是人工智能时代竞争致胜的关键支撑产业，是中美两国必争之地。科学预测中美两国云计算相关技术主题发展态势，对于我国科学规划云计算发展策略、提高竞争实力具有重要意义。本文以中美云计算领域专利为样本数据，首先运用WI-LDA细粒度挖掘各技术主题，其次利用Prophet对各主题发展态势进行建模预测，最后创建主题趋势度和主题热度指标，绘制技术主题空间分布图，解读两国未来发展态势。分析发现：美国在云计算领域整体起步比较早，在故障检测与修复、云安全、混合存储控制装置、内存管理具有较大优势，中国虽起步较晚，但发展迅速，在数字计算中心、信号传输系统、软件模拟、云资源加密、图像数据识别后来居上，发展前景广阔。美国已在云计算大多技术主题占得先机，我国仍需持续建设良好的云计算发展环境，坚持自主可控的发展方向，培养核心竞争力。     

基于全基因组序列的水稻基因组系统研究

“水稻基因组计划”是继人类基因组计划之后的,第一个大型农作物基因组计划。中国在激烈的国际竞争中,领先、独立完成了中国水稻基因组的序列框架图和精细图的绘制,成功研制了世界上第一套全基因组水稻基因芯片。开展了基因组学的系统研究：从籼、粳稻基因组的比较到序列多态性研究;从基因表达到蛋白质图谱,全方位的对水稻从胚芽到成熟的生长发育过程,进行了基本信息的采集和研究。揭示了水稻在家养化进化过程中基因变异和演化的基本规律,及人工选育过程中产生的性状与野生稻性状的关系和分子机理,为全面探讨水稻的一般遗传规律及高产、优质、抗逆的性状的选择奠定了坚实的基础,也为生态和生物多样性保护及选种育种提供了理论依据。“中国杂交水稻基因组计划”的阶段性成果,不仅在大科学工程研究上创造了低投入高产出的世界性范例,也开创了对一个重要农业物种进行原创性的,结构与功能,基础与应用相结合的系统研究先例。是中国在生命科学的系统研究领域中标志性的一大步。其成果无疑会对未来世界和中国的农业科学发展产生巨大而深远的影响。中国在高通量生物技术和高性能海量生物信息处理分析方面已经跻身于世界强国之列。     

基于光照补偿空间的鲁棒人脸识别

如何应付光照条件变化是人脸识别的主要研究课题，文中提出了一种基于单幅注册图像的光照不变人脸识别方法．文中首先分析证明了同一个主体的不同光照图像之间的差别．可以通过一个与身份和光照独立的子空间进行线性描述，我们称之为光照补偿空间；然后介绍了光照补偿空间的构建，并且提出了一种简单有效的基于光照补偿的人脸识别算法，将图像光照差异补偿与人脸识别过程统一在一起．通过一次l1优化就可以完成人脸身份的识别．文中方法在没有明显增加优化复杂度的前提下，有效降低了光照差异对于人脸识别算法精度的影响．文中提出的方法在ExtendedYale B图像库上进行了验证．     

演化密码对抗差分密码分析能力的研究

演化密码是我国学者提出的一种新型密码体制.本文对演化密码对抗差分密码分析的能力进行了研究,研究表明演化密码对抗传统差分攻击的能力高于普通固定算法密码.本文在分析差分攻击的数据复杂度,最佳差分特征概率,比特优势以及预期成功率关系的基础上,证明了比特优势和预期成功率相同时,攻击演化密码的数据复杂度大于攻击固定算法密码的数据复杂度;并证明了在数据复杂度和预期成功率相同的情况下,攻击演化密码的时间复杂度明显高于攻击固定算法密码的时间复杂度.这表明演化密码对抗传统差分攻击的能力高于固定算法密码.     

基于专利的全球生物增材制造技术现状与趋势分析

基于Derwent Innovations Index专利数据库,利用专利计量、专利指标组合分析法以及Citespace对生物增材制造技术发明专利进行量化研究。研究发现,生物增材技术已进入成熟期,产业技术发展在地域上仍保持着以欧美为技术输出重镇,部分亚洲国家为热门技术布局地的格局,但中国在亚洲国家中已不仅是重要布局地,同样也是主要的技术产出地。进一步分析地域创新能力,发现包括中国在内的亚洲多国是该技术领域的后发潜力地区。从技术发展演进路径来看,该领域关键技术已分化为基础型与应用型两大类,四种应用型技术有望成为未来研究热点。中国的发展策略应是在充分吸收并改进基础型技术的基础上,尽可能在应用型技术这一弯道实现超车,以取得该领域内的新制高点;同时利用政策杠杆,有重点地引导并加强海外专利布局,鼓励科研院所与企业间的协作研发,尽快出台相关产品分类监管的法规文件。