Despite the great progress made by deep CNNs in image semantic segmentation, they typically require a large number of densely-annotated images for training and are difficult to generalize to unseen object categories. Few-shot segmentation has thus been developed to learn to perform segmentation from only a few annotated examples. In this paper, we tackle the challenging few-shot segmentation problem from a metric learning perspective and present PANet, a novel prototype alignment network to better utilize the information of the support set. Our PANet learns class-specific prototype representations from a few support images within an embedding space and then performs segmentation over the query images through matching each pixel to the learned prototypes. With non-parametric metric learning, PANet offers high-quality prototypes that are representative for each semantic class and meanwhile discriminative for different classes. Moreover, PANet introduces a prototype alignment regularization between support and query. With this, PANet fully exploits knowledge from the support and provides better generalization on few-shot segmentation. Significantly, our model achieves the mIoU score of 48.1% and 55.7% on PASCAL-5i for 1-shot and 5-shot settings respectively, surpassing the state-of-the-art method by 1.8% and 8.6%.

Ultrawideband (UWB) that is regulated by the Federal Communications Commission (FCC) for short-range high-throughput wireless communication and sensor networks with advantageous features, such as immunity to multipath fading, extremely short time duration, being carrier free, and having low duty cycle, wide bandwidth, and low power spectral density, has been a topic of interest recently. By wireless transmission, UWB communications systems can only operate in a short distance of a few meters to tens of meters. The convergence of UWB and optical fiber distribution techniques, or UWB over fiber, offers the availability of undisrupted service across different networks and eventually achieves high-data-rate access at any time and from any place. To distribute the UWB signals over the optical fiber, it is also desirable that the UWB signals can be generated in the optical domain without having extra electrical-to-optical conversion. In addition, UWB signals that are generated in the optical domain can be easily tailored to have a spectrum that meets the FCC-specified spectral mask. In this paper, techniques to generate UWB signals in the optical domain will be discussed. These techniques are divided into three categories, with the generation of UWB signals based on the following: 1) phase-modulation-to-intensity-modulation conversion; 2) a photonic microwave delay-line filter; and 3) optical spectral shaping and dispersion-induced frequency-to-time mapping. The areas for future development and the challenge of implementation of these techniques for practical applications will also be discussed.

This study aims to develop a deep learning framework for the automatic detection of the position relationship between the mandibular third molar (M3) and the mandibular canal (MC) on panoramic radiographs (PRs), to assist doctors in assessing and planning appropriate surgical interventions.

Aluminum alloys have been widely used in engineering due to their high strength and low density. However, their poor corrosion and wear resistance have largely limited their application in marine equipment. This study successfully improved the corrosion and wear resistance of a typical 7075 Al alloy by depositing a high-performance TC4 titanium alloy coating using in-house annular laser cladding equipment. Microstructural investigations revealed that the defect-free TC4 coating is metallurgically bonded to the 7075 Al alloy substrate along with excellent bond strength. Electrochemical test results showed that compared to the hot-forged 7075 Al alloy and hot-forged double-phase TC4 bulk alloy, the TC4 coating exhibits superior corrosion resistance due to its net-basket α-single-phase microstructure. Further, wear testing results showed that the coefficient of friction and wear volume of the TC4 coating are far lower than that of 7075 Al alloy. The enhanced wear resistance is closely related to the high hardness of the TC4 coating and its excellent fatigue-wear resistance. Therefore, this work can serve as a reference to improve Aluminum alloys' corrosion and wear resistance by depositing Titanium alloy coatings using the annular laser cladding process, which shall widen the potential applications of Aluminum alloys in marine equipment.

Perioperative neurocognitive dysfunction (PND) occurs in elderly individuals undergoing anesthesia and surgery. To explore the potential molecular mechanisms, we performed right-sided cervical exploratory surgery under sevoflurane anesthesia in 18-month-old male Sprague-Dawley rats. Anxiety-depression-like behaviors and learning memory abilities were assessed using the Open Field Test (OFT) and Novel Object Recognition (NOR). Additionally, the hippocampus was collected one day after surgery for inflammatory factor detection, TUNEL staining, and metabolomics analysis. Mendelian randomization (MR) analyses were subsequently conducted to validate the causal relationships by using a series of GWAS datasets related to representative differential metabolites as exposures and cognitive impairment as endpoints. The results indicated that rats exposed to anesthesia and surgery exhibited poorer cognitive performance, significant elevations in hippocampal inflammatory factors such as IL-1β and TNF-α, and extensive neuronal apoptosis. LC-MS/MS-based untargeted metabolomics identified 19 up-regulated and 32 down-regulated metabolites in the test group, with 6 differential metabolites involved in metabolic pathways enriched according to the KEGG database. ROC analysis revealed a correlation between α-linolenic acid (ALA) and linoleic acid (LA) and the development of PND. Further MR analysis confirmed that ALA was significantly associated with cognitive performance and the risk of depression, while LA was significantly associated with the risk of memory loss. Taken together, our results identified ALA and LA as potentially powerful biomarkers for PND.

Background Overtreatment design of clear aligner treatment (CAT) in extraction cases is currently primarily based on the clinical experience of orthodontists and is not supported by robust evidence on the underlying biomechanics. This study aimed to investigate the biomechanical effects of overtreatment strategies involving different maxillary anterior teeth intrusion patterns during anterior teeth retraction by CAT in extraction cases. Materials and methods A finite element model of the maxillary dentition with the first premolar extracted was constructed. A loading method of clear aligners (CAs) based on the initial state field was proposed. The iterative method was used to simulate the long-term orthodontic tooth movement under the mechanical load exerted by the CAs. Three groups of CAs were utilized for anterior teeth retraction (G0: control group; G1: incisors intrusion group; G2: anterior teeth intrusion group). Tooth displacement and occlusal plane rotation tendency were analyzed. Results In G0, CAT caused lingual tipping and extrusion of the incisors, distal tipping and extrusion of the canines, mesial tipping, and intrusion of the posterior teeth. In G1, the incisors showed minimal extrusion, whereas the canines showed increased extrusion and distal tipping tendency. G2 showed the smallest degree of posterior occlusal plane angle rotation, while the inclination tendency of the canines and second premolars decreased. Conclusion 1. In CAT, tooth displacement tendency may change with increased wear time. 2. During anterior teeth retraction, the incisor intrusion pattern can provide effective vertical control for the lateral incisors but has little effect on the central incisors. Anterior teeth intrusion patterns can alleviate the inclination of canines and second premolars, resulting in partial relief of the roller-coaster effect.

Radiative cooling is a passive cooling technology that radiates heat to outer space without any energy input thus such technology is of great significance for alleviating environmental pollution and consumption of energy. However, achieving cooling during the daytime normally requires a series of complex structural designs that are economically inefficient and unscalable fabrication process. In this work, inspired by the nanostructure of Pieris rapae butterfly wings, we fabricate a double-layered polymeric film with a bead-like structure which can scatters incident light intensely for passive radiative cooling. Through optical characterization, it was demonstrated that the film can provide a high solar reflectivity of ∼92.4% and a high atmospheric window emissivity of ∼93.2%. In field tests, the film can achieve a maximum temperature drop of 6.5 °C and an average temperature drop of 3.8 °C under direct sunlight, and theoretically producing an effective cooling power of 123.8 W m-2. The as-prepared film could be fabricated through a low-cost template process, and our work presents a new approach to the application of radiative cooling technology in the field of building cooling.

Multi-functional grid-connected inverters (MFGCIs) have attracted much attention for their auxiliary services to improve power quality in microgrids and new energy generation systems. However, power quality enhancement based on MFGCIs often only considers a single control method. The regulation potential of multiple control-type inverters is not fully utilized. To suppress harmonic and support voltage, a cooperative control strategy based on the parallel system of a grid-following (GFL) inverter and a grid-forming (GFM) inverter is proposed. The topology of the MFGCIs is introduced and a mathematics model is deduced. Secondly, a specific-order harmonic compensation method is proposed for the harmonic suppression at the point of common coupling (PCC). The harmonic current is realized to be shared according to the inverter capacity. The reactive power output of the heterogeneous inverters is coordinated by calculating the reactive power compensation and reactive power allocation so that the PCC voltage always stays near the rated voltage. Finally, the effectiveness of the proposed control strategy is verified by simulation and experiment.