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如何理解一種全新疾病(巡山報告2)
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《巡山報告》是王立銘教授一個宏大的科學寫作計劃,他計劃用30年的時間,持續觀察和分析全球范圍內生命科學的最新進展和重大事件,按年度整理成書。《如何理解一種全新疾病》是本系列叢書的第二本。2020年,因為一個小小的病毒,注定被所有人銘記。“新冠病毒”也成為了本書的必然主角。王立銘教授從病毒的發現、疾病治療、疫苗研發等方面入手,梳理了全球科學家在疫情爆發的短短一年里所做出的突破性貢獻,加深了讀者對病毒和傳染性疾病的理解,也厘清了許多對病毒、對傳染性疾病的錯誤認知。同時,他把視線延展在更廣闊的人類進程中,從而讓讀者更好理解人類與病毒的關系,啟發讀者思考我們未來應該如何與病毒共生共處。2020年,除了對新冠病毒的研究,仍然有非常多的生命科學進展值得被關注,王立銘教授對18項生命科學事件進行解析,包括能夠治療治療二型糖尿病新的食物、利用基因編輯技術讓豬的器官適合人使用、能夠延緩衰老的“運動員血液”等等,他用內行的專業眼光撥開迷霧,還原事件的真相,讓讀者能夠跨越知識壁壘,得以一瞥生命科學前沿領域的無限風光,實時了解生命科學的探索已經達到何處,又將走向何方。

王立銘 ·生物科學 ·12萬字

樂學電子技術:DIY傳感器玩mBlock
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隨著教育部將STEAM寫入《義務教育小學科學課程標準》中,以及國務院《新一代人工智能發展規劃》等文件的發布,STEAM教育已駛往發展的快車道。支持學生開展STEAM活動的腳手架,也是STEAM課程的核心,是程序設計、電子技術和結構設計三部分。學生在STEAM活動中設計的解決實際問題的方案以及測試環節,都可以通過“程序設計+電子技術+結構設計”的方式制作出來。《好玩的Scratch》一書,屬于“程序設計+電子技術+結構設計”框架中的“程序設計”部分。本書是在《好玩的Scratch》的基礎上,通過“圖形化的mBlock+開源電子”的方式,以及通過讓學生自己制作傳感器,逐步引導學生,進入奇妙的電子技術世界。本書的重點是通過引導學生親自動手實踐來掌握電子制作的相關技術,閱讀完本書后,學生將能夠使用mBlock軟件編寫程序。然后通過運行mBlock程序,可以“看見”電子元件和電路的運行效果,進而理解電子元件和電路的作用。本書共15章,前4章介紹基礎知識,第5~15章,每章都介紹一個獨立項目,每個項目都包括項目分析、硬件制作、軟件分析制作、優化迭代、拓展應用和相關資料等。本書可作為中小學和培訓機構的創客社團教材、創客教師的研習教材以及開源硬件愛好者的入門教材。

張子紅 ·物理學 ·6.2萬字

高維數據非負矩陣分解方法
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本書從算法框架入手,建立系列非負矩陣分解模型的抽象數學模型,即非負塊配準模型,從統一的角度分析現有的非負矩陣分解模型,并用以開發新的非負矩陣分解模型。根據非負塊配準模型的分析,本書提出非負判別局部塊配準模型,克服了經典非負矩陣分解模型的缺點,提高了非負矩陣分解模型的分類性能。為了克服經典非負矩陣分解的優化算法收斂速度慢的缺點,本書提出在線搜索中利用牛頓法快速搜索步長,提出非負塊配準的快速梯度下降算法。為了克服經典非負最小二乘問題的求解算法的缺點,本書利用最優梯度法在無需線搜索的情況下以二階收斂速度求解非負最小二乘問題,提出非負矩陣分解的高效求解算法。在此基礎上提出非負矩陣分解的高效求解算法,并開發非負塊配準的最優梯度法。為了克服經典優化算法應用于流數據處理時計算開銷過大的缺點,本書提出非負矩陣分解在線優化算法,利用魯棒隨機近似算法更新基矩陣,提出在線算法,提高在線優化算法的魯棒性。本書結合非負矩陣分解的低秩表示特性和殘差矩陣的稀疏特性,指出曼哈頓非負矩陣分解模型可以有效地抑制數據中的噪音和野值,并指出其與低秩和稀疏矩陣分解模型的等價關系。本書提出高效優化算法求解模型,即秩一殘差迭代算法和加速梯度下降算法,前者將模型求解問題分解成若干加權中值問題并用快速算法求解,后者將模型求解問題分解成若干非負最小一乘問題并用平滑技術將其目標函數近似為可微函數,然后利用最優梯度法進行求解。

管乃洋等 ·數學 ·11萬字

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