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通用熊猫血
因为“熊猫血”的人群数量很少,在临床输血中常常供不应求,在紧急状况下能否及时得到“救命血”成为关系到“熊猫血”受血者生命存亡的关键因素。 为解决这一难题,浙江大学化学系唐睿康教授和浙江大学医学院附属第二医院/转化医学研究院王本副教授联合研究团队成功研制出“通用熊猫血”,通过细胞膜锚定分子在红细胞表面构建聚唾液酸-盐酸酪胺的凝胶网络,实现了“通用熊猫血”的人工构建和安全输血。 北京时间2020年3月21日,这项研究发表在国际知名期刊《科学进展》(Science Advances)上,论文的共同第一作者为浙江大学化学系博士生赵玥绮和医学院博士生范明杰,共同通讯作者是浙江大学化学系唐睿康教授和医学院王本副教授。 唐睿康、王本团队用将RhD阳性的红细胞改造成RhD阴性的。 从结构上看红细胞,它的膜表面结构是双层柱状的磷脂分子,嵌在“柱子”上的是球状的膜蛋白,整个结构就好像是滴在水面上的油膜,这样的结构具有较强的形变能力。D抗原就是嵌在这样的结构上,浙大科研团队通过再造一层细胞膜表面结构,把D抗原的触角掩藏起来。 科学家们是怎么做到的呢? 他们通过在细胞膜上引入特殊设计的锚定分子,用类磷脂分子复制出一根根“柱子”锚定在红细胞膜表面,然后再通过复制细胞膜最外层唾液酸分子的材料,将聚唾液酸-盐酸酪胺的凝胶网络均匀地构建在细胞表面。当然,“柱子”和新的膜不会自主交联,科学家通过引入固定酶分子并借助酶催化反应将两者“粘住”形成稳定的结构 。 由此,原来红细胞膜上探出头来的触角,也就被掩蔽在了“防护网”中。 有了这样一层“伪装”,抗体就识别不出抗原了,不会引起免疫反应,也就不会发生排异了。“我们这项研究把RhD阳性的红细胞变成了好像是没有RhD抗原的红细胞,这样在临床上,病人有望不需要RhD血型匹配就可以应急输血。 ”王本说。 RhD阴性血即“通用熊猫血”的制备过程示意图这个实验设计中最大的难度,就在于保持红细胞原有的物理性能及生理功能。 他们所设计的三维凝胶网络对红细胞表面的修饰是一种全新的策略,由于其优越的生物亲和性和对细胞膜表面抗原的掩蔽作用,可将RhD阳性的红细胞转换为可供RhD阴性受血者输血的“通用熊猫血”, 针对RhD阴性稀有血型的临床输血问题给出了新的化学生物学解决方案,体现了化学和医学的交叉融合。 目前,“通用熊猫血”已经在小鼠体内实现了安全的单次及多次输血,具有正常的体内循环时间;同时也在兔子体内验证了RhD抗原的完全掩蔽,且不具备免疫原性。 总体来说,这项研究展示了良好的临床转化前景。 王本透露,下一步除了继续推进“通用红细胞”的研究工作之外,临床上血小板的输注也要考虑配型,面临的问题比红细胞配型更麻烦,目前相关的延伸研究正在筹划。“在不久的将来,或许能够有更多通过化学生物学方法改造细胞的手段,赋予细胞更多新的功能,并在医学中探索其应用的可能。” 该研究受到国家自然科学基金(81570168,21625105,31822019)及浙江省杰出青年基金(LR16H180001)的支持。
浙江大学 2021-04-10
建筑室内空气污染监测及运营管理技术研究
(1) 课题组应用研发的便携式空气甲醛现场检测仪、VOCs快速自动检测仪 等在内的样机及相应实验室标准检测技术方法开展了典型功能房间的建筑室内 环境质量监测系统及现场检测校准技术研究,以及工程现场建筑室内空气质量 监测检测关键技术的实验室测试比对研究;结合完成的现场仪器测试实验平台, 进行了成果样机的基础技术参数的测试;(2) 建设了公共建筑室内环境质量公众平台,平台覆盖全国气候带、经济 带的十个典型城市的测试数据及统计分析,获得了公共建筑室内环境最新现状 及室内环境影响因素。同时公众平台面向普通大众用户,具有开放性、包容性, 为以后室内环境质量数据的丰富及相应调控策略提供了技术支持和数据支撑;(3) 采用数值分析的方法,结合在环境测试舱开展的建筑材料TVOC实验拟 合,得到TVOC释放衰减曲线,分析了办公建筑室内的TVOC浓度累积情况及预 通风后其浓度的衰减情况,得到不同工况下办公建筑最佳预通风时间,构建了室 内空气质量调控策略,开发软件一套;(4) 针对公共建筑能源监管的需求,研发完成了公共建筑能耗监测系统和 可再生能源监测系统,并进行了应用,建设完成了两个市级监测平台的研发建 设一一重庆市公共建筑能源监管平台和可再生能源建筑应用监管,出版专著一 部;(5) 集成能源监管平台的内容和特点,在室内空气质量评价数据库和监测 系统主要设备性能选择原则的基础上,研发空气质量监测系统,建立了室内空 气质量与运行能耗综合在线监测运行管理平台,研发产品一项,编写应用手册 —套;(6) 基于系统运营和空气质量监测平台的研发与建立,开展了关于公共建 筑室内空气质量运行控制管理关键技术的研究,包括新风预警调控技术、建筑 预通风调控策略、污染物扩散与防控策略、通风与节能舒适相关性调控等,形 成了针对降低污染物浓度、降低能耗和满足人体舒适度的集中空调系统的运行 管理策略,申请专利2项,立项编写技术规程一部;(7) 开展了公共建筑室内环境质量监测与运营管理系统构建研究,包括单 一典型功能房间的室内多参数和建筑能耗综合监测和控制体系,构建建筑室内 空气质量和建筑能耗在线监测数据网络化、智能化、自动化的管理和共享系统, 并进行片区示范工程与技术应用,示范工程总面积达11.05万平方米。.
重庆大学 2021-04-11
农用无人机及作物智慧管理技术与装备的创制和应用
农田信息快速精准获取是肥药减施的前提和基础,基于实测信息的农田智慧管理是实施化肥农药“双减”和产量品质“双强”的重要手段。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 农田信息快速精准获取是肥药减施的前提和基础,基于实测信息的农田智慧管理是实施化肥农药“双减”和产量品质“双强”的重要手段。经过近十年产学研联合攻关,在无人机及卫星遥感作物信息高效融合获取与智慧管理的核心技术和装备上取得了重大突破,攻克了信息快速感知与肥水药精准管理两大难题,创新形成了国际领先的多源信息融合和肥水药精准管控技术产品。主要技术创新包括: 1.首次提出了基于无人机实时飞行性能的GNSS-IMU导航捷联解算控制融合算法,研制了多旋翼、直升机等两类12种农用无人机及适应多种作业模式的飞控系统,打破了日本雅马哈等同类无人机和MicroPilot等著名飞控系统对我国的封锁和垄断;首次研制了快拍式28波段(520g)、5波段(250g)和全反射式光栅成像微型光谱仪,分辨率为2nm,优于德国UHD185的8nm;突破了地-星融合的作物养分和病虫害检测技术,实现了遥感与农学模型高精度时空统一,时序MODIS数据解析由8-16天1km提升到逐日10-30m,病虫害发生短期预测精度提高8%。 2.发明了路径跟踪控制算法和分段式地头转弯精准接轨优化策略,攻克了弱GNSS信号下的自动导航难题;发明了无人机变载荷的重心平衡技术,研制了16种系列机/车载喷施装备和基于作物高度/作物密度/病害程度的精准对靶施药机具,实现了无人机和地面精准变量作业;首次研制了适用于水稻、水生蔬菜等复杂水田环境的无人空气动力船及船载装备,实现了水田的自动化除草、施肥施药作业,节肥省药10%-35%。  3.创建了集地面/无人机/卫星遥感信息获取融合、智慧决策和精准作业于一体的云平台管理系统。提出了植物-土壤养分一体化平衡施肥策略,建立了浙江省“两区一田”全覆盖的田块养分解析图;创建了高精度三维数字果园,在全球最大的荔枝生产茂名基地等进行了应用,节水8%,减药25%,减少劳力20%,增产10%,优果率提高23%。 项目授权发明专利 44 件(美国专利3件),发表论文 64 篇,出版专著 3 部,软著登记14项。经多位院士和专家评审,成果达到国际领先水平。制定国家标准3项、地方标准2项、浙江制造标准1项。研发的产品荣获北京市新技术新产品证书,14种产品被列入国家及省市农机推广补贴目录,并出口欧美、东南亚等,创汇近2亿元。成果近三年在全国20多个省市推广应用,累计综合效益21多亿元,社会、经济和生态效益显著。
浙江大学 2022-07-22
融合架构的高时效可扩展大数据分析平台
大数据应用的多样化 需要的计算模型、数据模型多样化; 目前每类模型需要单独的开源系统来支持(如HDFS、HBase、Neo4j、MongoDB,Flink,Spark,Tensorflow等)。 多系统导致大数据分析平台非常复杂、效率低下。研究目标:研究和开发面向新型多计算模型融合架构的、高时效、可扩展的新 一代大数据分析支撑系统与工具平台FAST(Fusion-Architecture, Scalable, Time-efficient big data analysis platform)。针对目前大数据分析平台复杂、效率低下的痛点,该系统具有三个 方面的优势:首先,这套系统采用融合架构,一方面实现关系、图、键 值、文档等多种数据模型的高效融合,另一方面实现批处理计算、流计 算的深度融合,并可以通过SQL扩展语言来进行多模型的统一查询,实现高效的跨模型查询。其次,对于复杂系统来说,时效性非常重要,这 套系统采用融合架构提高效率是实现高时效的基础,更重要的是,我们 对大数据分析从数据到用户进行了端到端的全栈时效优化。最后,对于 大数据应用来说,系统扩展性非常重要,本系统在资源层、存储层和计 算层进行了全面的扩展性优化。下面在融合架构、高时效和可扩展这三 个方面,分别详细介绍FAST系统的三个主要亮点。融合架构FAST系统的第一个亮点是融合架构,我们在技术方面的创新主要包 括多数据模型融合和多计算模型融合两方面。多数据模型融合:设计和研发了多模型数据管理与查询引擎,支持关系、图、键值、 文档等多种数据模型,实现了查询解析、查询优化、元数据管理、数据 分布等功能,将多种数据模型进行统一管理和深度融合。同时扩展了SQL语言,通过统一的查询接口支持对关系、键值、图、文档等数据进行独立访问或者跨模型查询。经过试验,多模型数据融合查询,比Spark 2.3.4的查询时间能平均减少70.7%。目前spark等现有系统还需要手工编程方式来实现跨模型查 询,所以FAST系统在易用性上也表现良好,降低使用门槛,提高开发效率。多计算模型融合:在计算层实现了最常见的批处理计算和流计算深度融合,批流融合的核心方法是在系统内部实现批和流的统一表达,批是对有限数据集 的运算,流是对无限数据流的计算,我们设计了UCollection结构对批和 流数据进行统一表达,通过识别的bounded标志,来确定是批、流、或批流融合。有了统一表达,可以开展一系列融合优化来提升系统性能。 并且对上通过Unified API统一用户的批、流接口,实现二者在编程范式上的统一表达。对于批流混合的计算,融合架构系统的查询延迟比Flink 1.4.2能减少57%,吞吐量平均可以提升到6.72倍。高时效FAST系统的第二个亮点是高时效,即缩短大数据分析的时间消耗, 提高效率。由于大数据分析平台是一个非常复杂的系统,为了做到高时效,系统不能存在性能短板,因此需要对大数据分析的整个过程进行端到端的全栈时效优化。如图中所示,自下而上,需要在多模态存储、批流融合、机器学习、人工操作各层都进行优化。对于多模态存储,面向应用负载和异构硬件特征进行自适应优化;对于批流融合计算,在统一表达基础上,进行系列融合优化技术, 包括DAG优化、迭代优化、部署优化、操作符优化等;在机器学习层面,进行模型优化、消息优化、梯度优化、概率优化 等来提高时效;而且我们也考虑到大数据分析过程中用户人工操作的时效性问题, 通过智能地进行大数据分析方法和模型的推荐,来缩减人工操作的 时间。可扩展FAST系统的第三个亮点是可扩展,由于大数据应用规模很大,数据增速快,对系统可扩展性的要求非常高,为此我们在系统的资源层、 存储层和计算层进行了全面的扩展性优化。在资源层,系统都部署在云计算的虚拟化资源之上,利用了云计算资源的弹性机制进行系统扩展。并在系统中实现了可伸缩调整模块, 能实时监控软硬件系统的状态,按照应用需求来自适应地进行弹性伸缩。在存储层,分布式存储系统扩展性的关键在于分布式共识和一致性 协议(Raft),因此提出了KV-Raft、vRaft等进行Raft的扩展优化。在计算层,我们扩展了机器学习模型的参数规模,使系统可以支持 到百亿级别的超大规模机器学习模型训练,并且性能方面有明显提 升。亮点成果:融合架构大数据分析平台目前已经在阿里巴巴双十一进行示范应用。 从2020年11月10日至11月16日一周的时间,在阿里的生产环境中,研发 的系统一直连续稳定运行,基于淘宝和天猫的实际用户信息进行大数据 分析,综合运用了本系统的存储、计算、机器学习等多个模块的能力, 累计进行了184亿件商品推荐。同时在双十一期间,基于智能交互向导技术,也面向电子商务应用 的卖家提供了“生意参谋”应用,基于大数据分析,帮助卖家分析产品 销量变化的原因,以及促销的有效手段等。
中国人民大学 2021-04-10
北斗环境多要素智能监测与大数据服务平台
作为全球导航卫星系统(GNSS)的后起之秀,我国自主北斗导航卫星系统(BDS)近年来迅猛发展。“十二五”及未来“十三五”期间,已有和正在发展大规模的各类地基北斗 /GPS 站网(CORS 网、GNSS/MET 网等),同时,空基(无人机、有人机)和天基观测载荷 研制已提上日程。所有这些观测数据将形成天空地一体化网络的北斗大数据资源。随着导航、 定位、授时等北斗传统应用的日趋成熟(图 1),北斗大数据附加值发掘及新型应用领域产 业链的拓展将前景广阔。本项目为导航卫星创新增值应用及北斗大数据信息的深度挖掘,将干扰导航定位精度的大气折射、地表反射等误差源,“变废为宝”为遥感探测的信号源,在突破我国自主导航卫 星遥感探测关键技术的基础上,从地基探测和空基(无人机、有人机)探测两个层面,实现 软硬件一体化的北斗/GPS 双模气象水文生态多要素综合监测系统。方案及成果将面向行业 应用需求,引进吸收国际前端技术,紧密结合当地资源优势,打造内蒙古自治区成为国内率 先开展北斗气象水文生态增值创新应用的省份,拓展北斗大数据在气象预报、智慧农业、智 慧水利、生态环境等领域的应用(图 1)。图 2 为北斗/GPS 环境多要素智能监测与大数据服务平台总体方案。围绕“数据获取——数据存储——分析挖掘——应用服务”这一主线进行。其中: 数据获取分为地空天三类:(1)自主研发的低成本北斗/GPS 环境多要素智能监测设备;(2)无人机搭载北斗/GPS 智能监测传感器;(3)GNSS 遥感卫星。 环境监测要素包括:农业环境生态(土壤湿度、植被水分等)、气象水文(大气水汽、积雪深度、水位等)、海洋(潮位、风场、盐度、海冰等)。 该方案将充分发挥导航卫星无源探测、高时空分辨率、低成本高产出、实时性强的优势。同时,方案涉及的监测要素及方法可实现同卫星遥感(高分卫星、降水卫星、重力卫星等) 监测的有效结合和优势互补,作为国土资源实时监测系统的有机组成部分,共同实现国家级、 区域级空天地一体化物联网遥感大数据智能监测服务。清华大学在利用地基、空基北斗/GPS 观测数据进行气象水文生态要素监测技术开发、 产品研发、软硬件研发集成等方面具备丰富的研究积累,尤其针对我国自主北斗导航系统的 创新应用,团队成果国内领先且得到国际同行的高度认可,开发并集成了一套完备的“北斗 /GPS 双模多要素智能监测”整体解决方案。除发表高水平学术论文外,已申请多项发明专 利和软件著作权(表 1),2016 年技术成果已通过软硬件服务在青海(气象/水利/环境)、四 川(农业/气象)、山东(农业)、北京(科研单位)等地取得了初期经济效益。中心已具备 的技术基础与部分成果展示如图 3-图 6 所示,包括全国范围地基综合观测站网建设(图 3)、 空基试验与技术攻关(图 4)、监测产品研发(图 5)、软硬件设备自主研发(图 6)。所有这 些技术积累将为本方案的顺利实施提供有力保障。目前市场上尚无相关产品,并且本项目的成果产出可从如下几个方向进行多层次、全方 位的市场化对接:(1)软件模块:研制内容一产出的气象水文生态监测要素估算软件模块,可同以北斗 导航定位为主打方向的企业对接,通过嵌入本软件模块,拓宽其业务范围,在为农业、气象、 水利等部门提供导航定位服务的同时,融入气象水文生态要素同步监测的功能。不同需求定 制的软件模块按 1-10 万元每套计算,初期市场年需求量预计 50 套,预计每年产生收益 50-500 万元,市场成熟后可面向全国推广,年收益可达 1000-5000 万元。(2)监测产品:研制内容一产出的气象水文生态监测要素产品,如通过 SDCORS 监测 网络附加得到的多要素监测产品,可实现政府买单为行业公众提供服务。可与高校、科研院 所等联合申报国家级、省部级科研项目,预计单个项目经费 500-1000 万元。(3)新型监测设备:研究内容二所产出的面向气象农业水文应用的北斗/GPS 双模气象 水文生态多要素综合监测设备,具有低成本、小型化、多功能等优势,可独立进行市场推广。 按单套收益 5 万元计算,初期市场年需求量 50 套,预计年收益 250 万元,市场成熟后可面 向全国推广,年收益可达 500-3000 万元,并可与目前市场上通用的 GNSS 定位型接收机竞 争,实现行业接收机的更新换代及初期市场垄断。(4)演示系统:研究内容三所产出的北斗/GPS 双模气象水文生态多要素综合监测演示 系统,可率先在山东省(青岛市)开展示范应用,且该创新应用模式在全国具有推广价值。 可联合申报科研项目,预计单个项目经费 500-1000 万元,同时可实现业务化推广应用,名 利双收。
清华大学 2021-04-11
基于智能柔性传感的互联网大数据平台
大健康是未来世界发展的趋势,在未来10年内将产生10万亿美元的产业。我国在近期提出的健康中国,着眼于扩大在线健康服务,依托大数据提出诊断和治疗建议,实现大社区健康管理与大健康服务。实现这一体系的关键,在于各种柔性电子、传感器技术,与物联网、云通信技术,以及大数据与人工智能相结合。 随着经济的发展,人们对于健康的重视程度越来越高,在皮肤表面进行检测人们身体健康状况的柔性传感器,是未来电子科技发展的一个重要方向,将会有巨大的市场前景。在以智能手机为主体的电子元器件的开发日益盛行,开发一种柔性智能传感器,舒服的贴在皮肤表面,这种传感器既能够检测人们生命体征(如血压、心跳、体温、血糖等)的变化,又能够无线连接手机。医院的医生能够通过互联网、云通讯、分布式的监测和管理每个病房的病人的身体状况,既节省大量人力时间成本,又能够及时的检测到病人的生命体征变化;结合无线互联网、云通讯,能实现分布式医护,虚拟空间管理;与大数据与人工智能结合,进行智能健康管理,实现智慧医疗(图1)。 图1 基于柔性传感器的智慧医疗系统 本项目主要应用生物相容的蚕丝材料作为传感单元主要组成部分,以无线蓝牙模块与无源RFID标签作为人机数据交互单元,以大数据为手段对平台进行管理,瞄准柔性电子与智能大数据前沿领域,具有重要的科学意义。具体如下: (1)柔性电子皮肤等智能传感新技术与器件开发 近年来,蚕丝等柔性材料作为医用生物材料渐渐进入人们的视线,具有良好的生物相容性和极佳的力学性能。以此为基础开发柔性电子制造技术,通过柔性材料的光刻、打印等加工技术,制备传感单元。 (2)人体传感信号实时监测的云系统的开发 通过建立皮肤表面传感器无线信号传输技术,实现体温、心跳等信号的远程监测,符合国家精准医疗精神。通过云系统可对老年社区、医院等场所进行智能化、集成化的监控,实现健康的大数据管理。除此以外,也可实现个体的远程诊疗体系。向“健康中国2030”靠拢,依托大数据提出诊断和治疗建议。 (3)将系列传感器材料制备技术与无线信号传输云平台结合,实现个人和医院的对自身和病人的健康指标数据进行检测和管理。以此无线体征检测的平台框架为基础,后续又可以引入更多传感与控制体系,适应场景的多样化。 二、前期研究基础 (1)模仿神经元突触的蚕丝忆阻器 在神经系统中,当神经冲动从轴突传导到末端时,Ca2+离子大量涌入突触前膜引起递质的分泌,从而改变突触后膜的导电性。我们通过仿生该过程,利用Ag+离子在外加电场作用下WK@AuNCs蚕丝蛋白薄膜的迁移行为来模拟阻值渐变和阻值记忆的过程。其电学特性表明其具有独特的突触特性,并具有突触学习能力。 (2)蚕丝基应力传感器—柔性电子皮肤 人体电子皮肤传感器是未来传感器发展的新方向之一,超薄超柔的特性使其可以在人体几乎难以察觉异状的情况下,完成多种生理指标的采集。我们通过研制柔性压力传感器,已在运动检测、发声检测、脉搏检测等方面开展了大量研究。 (3)纤维传感器 可穿戴设备在未来智能装备领域具有广泛的应用前景,而我们平时穿戴的衣物均是由纤维编织而成,智能穿戴设备设计的最高境界为对其本身必须的纤维材料的功能化。我们通过对纤维材料进行改造和设计,制备除了纤维状温度、压力传感器。对纤维传感器进行编织可实现多维度传感,并可适应多种场景,这项工作与传统纺织行业结合开创了尖端智能科技研究新领域。
厦门大学 2021-04-11
融合架构的高时效可扩展大数据分析平台
研究背景:  大数据应用的多样化  需要的计算模型、数据模型多样化;  目前每类模型需要单独的开源系统来支持(如HDFS、HBase、Neo4j、MongoDB,Flink,Spark,Tensorflow等)。  多系统导致大数据分析平台非常复杂、效率低下。 研究目标: 研究和开发面向新型多计算模型融合架构的、高时效、可扩展的新 一代大数据分析支撑系统与工具平台FAST(Fusion-Architecture, Scalable, Time-efficient big data analysis platform)。 针对目前大数据分析平台复杂、效率低下的痛点,该系统具有三个  方面的优势:首先,这套系统采用融合架构,一方面实现关系、图、键  值、文档等多种数据模型的高效融合,另一方面实现批处理计算、流计  算的深度融合,并可以通过SQL扩展语言来进行多模型的统一查询,实现高效的跨模型查询。其次,对于复杂系统来说,时效性非常重要,这  套系统采用融合架构提高效率是实现高时效的基础,更重要的是,我们  对大数据分析从数据到用户进行了端到端的全栈时效优化。最后,对于  大数据应用来说,系统扩展性非常重要,本系统在资源层、存储层和计  算层进行了全面的扩展性优化。下面在融合架构、高时效和可扩展这三  个方面,分别详细介绍FAST系统的三个主要亮点。 融合架构 FAST系统的第一个亮点是融合架构,我们在技术方面的创新主要包  括多数据模型融合和多计算模型融合两方面。 多数据模型融合: 设计和研发了多模型数据管理与查询引擎,支持关系、图、键值、  文档等多种数据模型,实现了查询解析、查询优化、元数据管理、数据  分布等功能,将多种数据模型进行统一管理和深度融合。同时扩展了SQL语言,通过统一的查询接口支持对关系、键值、图、文档等数据进行独立访问或者跨模型查询。 经过试验,多模型数据融合查询,比Spark 2.3.4的查询时间能平均减少70.7%。目前spark等现有系统还需要手工编程方式来实现跨模型查 询,所以FAST系统在易用性上也表现良好,降低使用门槛,提高开发效率。 多计算模型融合: 在计算层实现了最常见的批处理计算和流计算深度融合,批流融合的核心方法是在系统内部实现批和流的统一表达,批是对有限数据集  的运算,流是对无限数据流的计算,我们设计了UCollection结构对批和  流数据进行统一表达,通过识别的bounded标志,来确定是批、流、或批流融合。有了统一表达,可以开展一系列融合优化来提升系统性能。 并且对上通过Unified API统一用户的批、流接口,实现二者在编程范式上的统一表达。对于批流混合的计算,融合架构系统的查询延迟比Flink 1.4.2能减少57%,吞吐量平均可以提升到6.72倍。 高时效 FAST系统的第二个亮点是高时效,即缩短大数据分析的时间消耗,  提高效率。由于大数据分析平台是一个非常复杂的系统,为了做到高时效,系统不能存在性能短板,因此需要对大数据分析的整个过程进行端到端的全栈时效优化。如图中所示,自下而上,需要在多模态存储、批流融合、机器学习、人工操作各层都进行优化。 对于多模态存储,面向应用负载和异构硬件特征进行自适应优化; 对于批流融合计算,在统一表达基础上,进行系列融合优化技术, 包括DAG优化、迭代优化、部署优化、操作符优化等; 在机器学习层面,进行模型优化、消息优化、梯度优化、概率优化 等来提高时效; 而且我们也考虑到大数据分析过程中用户人工操作的时效性问题,  通过智能地进行大数据分析方法和模型的推荐,来缩减人工操作的  时间。 可扩展 FAST系统的第三个亮点是可扩展,由于大数据应用规模很大,数据增速快,对系统可扩展性的要求非常高,为此我们在系统的资源层、  存储层和计算层进行了全面的扩展性优化。 在资源层,系统都部署在云计算的虚拟化资源之上,利用了云计算资源的弹性机制进行系统扩展。并在系统中实现了可伸缩调整模块,  能实时监控软硬件系统的状态,按照应用需求来自适应地进行弹性伸缩。 在存储层,分布式存储系统扩展性的关键在于分布式共识和一致性 协议(Raft),因此提出了KV-Raft、vRaft等进行Raft的扩展优化。 在计算层,我们扩展了机器学习模型的参数规模,使系统可以支持  到百亿级别的超大规模机器学习模型训练,并且性能方面有明显提  升。 亮点成果: 融合架构大数据分析平台目前已经在阿里巴巴双十一进行示范应用。  从2020年11月10日至11月16日一周的时间,在阿里的生产环境中,研发 的系统一直连续稳定运行,基于淘宝和天猫的实际用户信息进行大数据 分析,综合运用了本系统的存储、计算、机器学习等多个模块的能力, 累计进行了184亿件商品推荐。 同时在双十一期间,基于智能交互向导技术,也面向电子商务应用  的卖家提供了“生意参谋”应用,基于大数据分析,帮助卖家分析产品  销量变化的原因,以及促销的有效手段等。
中国人民大学 2021-05-09
基于Hadoop云计算平台的海量数据挖掘研究与应用
本研究低成本搭建了弹性可扩展的Hadoop云计算平台
中山大学 2021-04-10
新型冠状病毒大数据交叉学科研究平台
2020年1月23日,国防科技大学系统工程学院与四川大学、电子科技大学共同组建新型冠状病毒大数据交叉学科研究平台,为新型流行病研究和防控贡献科学力量。 参与该平台组建的是国防科技大学系统工程学院吕欣教授牵头的大数据与复杂网络研究团队,该团队主要研究方向为大数据挖掘,应急管理与人类行为动力学分析,长期围绕地震、洪水、流行病等问题应用大数据技术开展应急救援工作,在海地地震与霍乱、孟加拉台风Mahasen、西非国家埃博拉、中国登革热等事件中得到广泛应用。 该团队基于新型冠状病毒大数据交叉学科研究平台,利用海量多源异构大数据,结合疫情发生发展规律,对人群流动及传播风险进行了综合建模和分析,为政府决策提供了参考依据。
国防科技大学 2021-04-10
工信部组织开展工业领域数据安全管理试点工作
据工业和信息化部官网消息,工业和信息化部近期组织开展工业领域数据安全管理试点工作,旨在遴选一批示范企业、优秀产品和典型解决方案,形成可复制可推广的管理模式,促进提升行业数据安全保护水平。
人民网 2021-12-15
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