生物技术:发酵工程与生物产业化

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南京工业大学生命工程与技术概论限选课《发酵工程》是一门涉及生物技术领域的重要课程。生物技术是二十一世纪三大前沿学科之一,与微电子、新材料并列。生物技术涉及多学科交叉,包括微生物学、分子生物学、生物化学以及化学工程等领域。生物技术分为发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程和生物化学工程等方向。国际合作与发展组织在1982年对生物技术的定义是应用自然科学和工程学的原理,利用微生物、动植物体作为反应器进行加工,为社会提供产品和服务。生物技术具有高技术、高投入、高利润的特点,广泛应用于诊断、疾病防治、提升农副产品质量与产量、氨基酸、酶制剂、食品添加剂的研发,开发新药物以及环境治理等领域,为人类提供了巨大的利益。 发酵工程作为生物技术的重要组成部分,在生物技术产业化中扮演着关键角色。它是将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机结合,利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。发酵工程的发展历程可以追溯至石器时代后期,古人类已经能够进行酒精发酵的技术。古埃及人利用酵母发酵制作面包和啤酒,而中国周代后期也有发酵技术的应用。随着科学技术的进步和社会需求的不断增长,发酵工程逐渐得到发展和完善,成为现代生物技术产业不可或缺的一环。 发酵工程的重要性在于其广泛的应用领域。通过发酵工程技术,可以生产出各类生物制品,如酒精、酶制剂、氨基酸等,同时也能利用微生物来合成新药物、生产食品添加剂,甚至进行环境治理。发酵工程的高效生产不仅提高了产品质量和产量,同时也大大降低了生产成本,有利于推动生物技术产业的进一步发展。 总之,南京工业大学生命工程与技术概论限选课《发酵工程》作为生物技术领域的重要学科,将为学生打开一扇通往生物技术产业的大门。通过对发酵工程的学习与研究,学生将了解到生物技术产业的应用前景和重要性,为将来的学习和工作奠定坚实的基础。在二十一世纪的今天,生物技术领域正迎来前所未有的发展机遇,而发酵工程作为其中的重要组成部分,将在生物技术产业的发展中发挥着不可替代的作用。希望学生们能够珍惜这次学习机会,努力提升自己的专业能力,为未来生物技术产业的发展做出自己的贡献。
2024-09-05 上传
目标检测(Object Detection)是计算机视觉领域的一个核心问题,其主要任务是找出图像中所有感兴趣的目标(物体),并确定它们的类别和位置。以下是对目标检测的详细阐述: 一、基本概念 目标检测的任务是解决“在哪里?是什么?”的问题,即定位出图像中目标的位置并识别出目标的类别。由于各类物体具有不同的外观、形状和姿态,加上成像时光照、遮挡等因素的干扰,目标检测一直是计算机视觉领域最具挑战性的任务之一。 二、核心问题 目标检测涉及以下几个核心问题: 分类问题:判断图像中的目标属于哪个类别。 定位问题:确定目标在图像中的具体位置。 大小问题:目标可能具有不同的大小。 形状问题:目标可能具有不同的形状。 三、算法分类 基于深度学习的目标检测算法主要分为两大类: Two-stage算法:先进行区域生成(Region Proposal),生成有可能包含待检物体的预选框(Region Proposal),再通过卷积神经网络进行样本分类。常见的Two-stage算法包括R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN等。 One-stage算法:不用生成区域提议,直接在网络中提取特征来预测物体分类和位置。常见的One-stage算法包括YOLO系列(YOLOv1、YOLOv2、YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5等)、SSD和RetinaNet等。 四、算法原理 以YOLO系列为例,YOLO将目标检测视为回归问题,将输入图像一次性划分为多个区域,直接在输出层预测边界框和类别概率。YOLO采用卷积网络来提取特征,使用全连接层来得到预测值。其网络结构通常包含多个卷积层和全连接层,通过卷积层提取图像特征,通过全连接层输出预测结果。 五、应用领域 目标检测技术已经广泛应用于各个领域,为人们的生活带来了极大的便利。以下是一些主要的应用领域: 安全监控:在商场、银行