广州大学学报(自然科学版)

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面向边缘部署的轻量化WiFi智能感知人体姿态估计方法

黄华锟, 张伟雄, 赵凌君, 丁数学, 单纯, 谭本英

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 1-11.

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随着物联网与边缘计算的快速发展,基于WiFi感知的非侵入式人体姿态估计技术因其普适性和隐私保护优势而备受关注。然而,该技术从实验室走向实际边缘部署面临两大挑战:①当前的主流模型由于参数量巨大、计算复杂度高,其运行对于硬件资源需求高,而边缘设备的存储、算力和功耗都极为有限,难以满足模型的部署条件;②多数方法局限于单人场景,缺乏对现实世界中多人姿态的有效估计能力。为解决上述问题,文章提出了一种专为边缘环境优化的轻量级WiFi多人姿态估计模型。通过引入以深度可分离卷积和选择性卷积为核心构建的高效主干网络,显著降低模型复杂度。在自建数据集上的实验表明,该方案在保证精度领先的同时,实现模型大小、计算开销和内存消耗的全面优化,这3项关键指标相较基线方法分别下降70.1%、85.5%和70.3%,同时,在PCK@10和PCK@20等关键指标上取得了显著提升。该研究证实轻量化模型在边缘设备上实现实时多人WiFi姿态估计的可行性,为技术在真实场景中的应用提供了有效解决方案。

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建筑3D打印中纳米材料的性能影响研究综述

李古, 郑桐景, 廖浚翔

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 12-26.

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3D打印建造技术(3DCPT)作为智能建造领域的革命性突破,正推动着传统土木工程材料向高性能化、功能化方向转型。但是,建筑3D打印材料仍受到流变性、打印性以及力学性能和耐久性能等方面的制约。文章首先简述3DCPT的技术原理和3D打印混凝土(3DPC)的性能要求;然后重点综述了纳米碳酸钙、纳米氧化铝、纳米二氧化硅、碳纳米材料等纳米材料在3DPC中的改性作用与影响机制,以及纳米材料的协同效应;最后总结3DCPT的当前挑战并提出了未来展望。

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三维Z₅时钟模型的非平衡动力学研究

舒玉蓉, 赵盟哲

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 27-34.

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具有演生对称性的临界点是近年来相变与临界现象研究中的重要问题。演生对称性通常伴随着危险无关量的存在,并引起丰富的标度行为。文章以一个临界点上具有演生U(1)对称性的三维Z₅时钟模型为例,通过蒙特卡罗模拟研究不同初态条件下的非平衡弛豫过程的标度行为。结果表明,幅值序参量、Binder累积量和关联长度等物理量的弛豫行为由三维XY普适类控制,危险无关量不影响其动力学标度。相比之下,角向序参量呈现两阶段的演化特征。在弛豫早期,其动力学标度同样遵循三维XY普适类,而在长时间演化阶段,弛豫行为需由危险无关量引起的额外动力学指数z′刻画。该研究的结果揭示危险无关量在非平衡弛豫动力学中同时体现危险与无关的双重特征。

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强化学习与代理模型辅助的DE算法研究及其在桁架结构中的应用

欧阳海滨, 陈浩楠, 施金豆, 王建晖

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 35-48.

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差分进化(Differential Evolution,DE)算法因其结构简单与全局搜索能力强,广泛应用于各类复杂优化问题。然而,其性能高度依赖于参数设置和变异策略选择,限制了算法的泛化能力与收敛效率。为此,文章提出一种融合强化学习与代理模型的自适应差分进化算法(RSADE)。该算法在标准DE框架中引入强化学习、代理建模与混合变异控制3种协同机制:①利用Actor-Critic强化学习模块根据搜索状态自适应调节参数F与CR,实现对搜索行为的动态控制;②嵌入基于高斯过程回归(GPR)与径向基函数(RBF)的代理模型,在预测不确定度较低时以预测结果替代真实评估,从而显著降低计算成本;③设计线性调度与自适应概率切换相结合的混合变异策略,使算法在早期强化全局探索、后期增强局部开发,从而实现搜索过程的动态平衡。在桁架结构优化问题上的数值实验表明,该方法在收敛速度、优化精度与稳定性方面均优于对比算法,验证了所提方法的有效性与优越性。

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全无机钙钛矿太阳能电池中的缺陷化学与界面工程:机理、策略与前景

薛启帆, 李灿, 李佳雨, 林睿, 王晶, 胡泽远, 黄基诺, 刘祥华, 莫永游, 罗东向, 傅年庆

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 49-62.

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钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)因兼具高光电转换效率与低成本制备潜力,正成为新一代光伏技术的核心研究方向。文章以全无机钙钛矿体系为研究对象,系统综述其在材料设计、薄膜形貌调控与界面钝化策略方面的最新进展。首先,回顾全无机体系在热稳定性、抗湿性与光氧化耐受性方面的优势与发展现状,解析了影响器件性能的关键缺陷机制,包括表面/体相缺陷、卤素离子迁移与相变不稳定性;随后,重点评述表面终端修饰、低维相引入及界面重构等主流钝化策略的作用机理与应用效果,结合代表性研究(如埋藏界面预埋剂、光致可逆钝化分子、低维相重构),总结了实现高效率与长期稳定性的可行路径;最后,针对当前瓶颈,提出未来研究方向,包括多尺度原位表征与理论耦合、动态与可持续钝化分子设计、无铅化与氧化物替代路线、准二维/维度工程优化,以及面向工业化的工艺转化与标准化稳定性评估体系构建等,旨在为全无机钙钛矿光伏材料创新与器件工程提供系统参考与发展蓝图。

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双功能聚对苯撑苯并二噁唑纳米碳纤维催化层的构筑及其在锌空气电池中的应用

蒙玲, 张涛, 黎海珊, 何颖, 罗海民, 周碧瑶, 黄佳欣

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 63-74.

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文章创新性地制备了基于聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纳米碳纤维纸的自支撑铂钌合金催化层,与传统通过物理超声混合商用Pt/C与RuO₂的催化层截然不同,该催化层具有均匀分布的氧还原反应(ORR)与析氧反应(OER)双功能活性位点。通过CO₂活化还原Pt与Ru的前驱体,成功制备出PtRu合金,并展现出优异的电化学性能。在0.1 M KOH电解液中,CO₂ PtRu350的OER过电位为266 mV,ORR半波电位为0.857 V,其电势差(ΔE)为0.663 V,均优于EG PtRu150(ΔE=0.91 V)与CO₂-Ru@EG-Pt150(ΔE=0.735 V)。在锌空气电池测试中,该催化层表现出优于商用Pt/C+RuO₂的电池性能:峰值功率密度达100.7 mW·cm^-2,高于商用体系的93.1 mW·cm^-2,同时具备出色的倍率性能与可逆性。经过1 440次充放电循环后,电压间隙仅增至0.741 V,显示出优异的循环稳定性。

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不同适应性成本对蚊媒种群控制的影响

陈亦智, 胡林超, 谢端政

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 75-87.

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蚊媒传染病严重危害人类健康,控制蚊媒种群是防控蚊媒病的关键。通过种群替换的方法使蚊媒种群携带沃尔巴克氏体,可有效抑制病原体在蚊子体内的复制和传播。文章首先考虑野生蚊媒种群在独立区域基于适应性成本的种群替换过程,建立离散模型来研究沃尔巴克氏体感染比例的动态趋势。随后,进一步探讨蚊媒种群在2个不同子区域之间迁移的情况。通过分析各子区域中感染沃尔巴克氏体的雌蚊所对应的不同适应性成本,揭示初始浓度和适应性成本对种群替换的影响,从而得到适应性成本阈值s^*_f₁和s^*_f₂。研究表明,只有当0<s_f≤s^*_f₁或s^*_f₂≤s_f<1时,感染蚊群才能持续存在,并通过数值模拟验证了理论结果。此外,文章还探讨了异质环境中2个区域间的迁移效应,表明适应性成本较低的区域感染频率更高。进一步引入区域孳生地比例阈值β^*,分析显示,当p₀<p^*,β<β^*时,沃尔巴克氏体感染频率阈值下降;当p₀<p^*,β≥β^*时,感染频率阈值可进一步降低至零。

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具有强Allee效应与捕食者种内竞争的捕食者-食饵系统Bogdanov-Takens分支

何晶晶, 谢明铭, 白定勇

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 88-96.

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文章研究一类食饵种群具有强Allee效应且捕食者种群具有种内竞争的捕食者-食饵模型,利用小扰动分析与规范型理论,对系统在Bogdanov-Takens(BT)分支点附近的局部动力学行为进行全面细致的刻画,给出从BT点分岔出的鞍结分支曲线、Hopf分支曲线和同宿分支曲线,丰富了此前关于该模型的研究成果。研究结果表明,捕食者种内竞争对系统的动力学行为产生了深刻影响,系统展现出丰富多样的动态特征,涵盖双稳态、极限环以及同宿环等复杂现象。

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香蕉遥感监测研究进展

王宗彬, 杨颖频, 王晋年, 杨现坤, 吴志峰

广州大学学报(自然科学版). 2026, 25(2): 97-108.

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香蕉(Musa spp.)作为全球重要的经济与粮食作物,其产业的可持续发展对保障全球粮食安全与促进区域经济至关重要。遥感技术为实现香蕉大范围动态精准监测提供了核心技术支撑。为系统厘清该领域的研究现状、核心挑战与未来趋势,文章从香蕉种植区域识别、生长参数反演、灾害胁迫监测和香蕉产量估算4个方面,对现有遥感监测研究进行了全面的梳理与评述。综述发现,香蕉遥感监测领域已取得显著进展:研究方法正从传统统计模型向机器学习与深度学习模型演进,数据源从单一数据走向多源数据融合,监测尺度也从区域级逐步精细化至单株级,有效提升了识别、监测与估产的精度。然而,香蕉因种植时间跨度长,导致同一区域内初代与子代植株并存,生长发育阶段不同步,呈现出显著的“同物异谱”现象以及小农户混种等复杂种植背景,共同对现有遥感模型的鲁棒性与泛化能力构成了核心挑战。展望未来,研究应重点突破模型与技术瓶颈:一方面,需构建生长机理与遥感数据双驱动的半经验或物理模型,以提升复杂场景下的适应性;另一方面,应深度融合无人机、高光谱与激光雷达(LiDAR)等先进技术,发展轻量化实时算法,为最终实现单株级的精准田间管理提供关键支撑。

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2026年, 第25卷, 第2期　刊出日期：2026-04-28

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