基于汉明距离的DNA编码约束研究

DNA计算是将现实问题进行编码映射到DNA分子上,通过生物实验产生出代表问题的解的DNA分子,最后通过检测技术提取出该DNA分子。高质量的DNA编码可以尽可能避免或减少计算过程中出现的错误,并使检测阶段易于提取出代表问题的解的DNA分子。对DNA编码约束进行了研究,分析了基于汉明距离的编码约束可以有效降低DNA分子间相似程度,减少DNA计算过程中DNA分子间的相互干扰,从而提高DNA计算的有效性和可靠性。还证明了基于汉明距离的编码约束存在等价的序列组合,降低了编码计算的复杂度。     

在线学习环境中基于眼动特征情感识别研究

在e-Learning环境中,学习普遍存在“情感缺失”问题,该问题会导致学习效果和学习体验下降。在学习过程中及时识别学习者的情感状态是解决“情感缺失”的首要问题,情感识别技术在人机交互教学得到了广泛的应用,但仍然存在不少问题和挑战。随着眼动追踪技术的发展,将眼动信号引入情感识别成为研究的热点。针对当前国内外在e-Learning环境中基于眼动特征的相关研究进行综述,对相关研究中采用的眼动特征、机器学习方法以及涉及的学习过程进行分类、归纳及分析,归纳了五类学习过程研究中常用的眼动特征和识别算法。通过对应用在疲劳检测、健康医疗以及人机交互等相关领域中的眼动特征进行分析,对可借鉴至MOOC学习环境下情感识别的眼动特征进行汇总,并为下一步如何采用眼动特征在MOOC环境下进行情感识别研究提出建议。     

基于眼动分析的文化设计基因提取与应用研究

将文化与生物学领域的基因概念相结合,提出了基于眼动分析的文化设计基因的提取方法。以彬县大佛寺石窟为案例,运用眼动分析方法将人对文化特征的感性认识量化分析,确定出提取文化设计基因的重点,从图案、形态、色彩、材质四方面分别提取文化设计基因,通过演绎、重组改善设计基因的表达,并应用于产品文化创意设计,为文化遗产的特征提取和创新应用提供参考。     

让IM畅通无阻

辨认笔迹、通过指纹辨别罪犯是存在了几千年的生物识别技术。不过,今天的生物识别研究领域包括了指纹、手形、眼虹膜、声音、脸相、DNA等与生俱来的终身难以改变的生理特征。随着高科技的发展,今天的生物识别技术正向数字化安全领域快速挺进。传统的以密码为特征的身份识别技术已经无法满足金融、国防等行业高安全性的要求。如美国"9·11"后连续签署了爱国者法案、边境签证法案、航空安全法案,都要求必须采用生物识别技术作为法律实施,保证国家安全;同时, 美国政府已要求在明年10月前将指纹、     

浅谈品牌DNA在汽车造型设计中的运用

在当今汽车市场竞争日益激烈,人们对车的认识逐渐深入,这些融入到造型设计中的家族式DNA大大增强了产品的识别性,使消费者一眼望去就能够产生对该品牌汽车的历史、文化、品质、技术等方面的强烈感受和联想,同时也由于有着鲜明的特征,也更容易让消费者内心深处产生认同并强化品牌忠诚。     

一种新的人眼视觉运动认知特性实验分析方法

视觉感知过程源于对象自身的大范围拓扑性质,而场景对象发生运动状态变化时,其所在空间的大范围拓扑关系也将随之改变。为探索大范围拓扑性质和运动性质同时改变时人眼视觉的认知优先特性,基于虚拟现实技术及眼动跟踪技术,通过构建虚拟驾驶及眼动轨迹分析实验平台,结合拓扑复杂度和空间拓扑关系概念分别探讨二维和三维空间中人眼视知觉对物体运动的认知特性。在此基础上,采用响应面分析方法设计场景中自变量因子的随机实验数值,通过可视化方法对比多组认知场景的无感反馈眼动监测结果。实验结果表明,在Tobii眼动仪采集的545个眼动数据中,发生在运动物体上的数据有516个,相比于物体自身属性的大范围拓扑性质变化,人眼视知觉过程更优先识别物体运动的大范围空间拓扑关系变化。该运动认知优先特性为可靠人工智能驾驶中的视觉注视预测技术提供了新的研究思路,同时验证了所提实验分析方法的有效性。     

DNA计算中荧光技术的应用及其发展

DNA计箅作为前沿科学研究的重点和热点.已经从简单发展为复杂,从理论转化为应用.在这一过程中,反应速度快、变化灵敏的荧光标记技术发挥了重要的作用.文中围绕DNA计算和荧光标记技术两个方面进行说明.一方面,对近年来DNA计算中荧光技术的应用进行了总结:(1)荧光标记的表面计算;(2)与某些切技术相结合的荧光检测;(3)与DNA链置换相结合的荧光技术;(4)与基因沉默技术相结合的荧光DNA逻辑门;(5)与DNA自组装立体结构相结合的荧光技术;(6)与DNA变构相结合的荧光技术.另一方面,介绍了几种近年来发展起来的新型荧光技术:(1)荧光信号识别放大技术;(2)与磁珠技术相结合的荧光技术;(3)与PH值变化相结合的DNA荧光技术;(4)与miRNAs检测相结合的荧光技术.在今后的研究中,只有将这两者紧密结合,才能发挥DNA计算天然的优势.     

信息安全中的DNA编码技术

DNA计算是一种模拟生物分子的结构并借助于分子生物技术进行计算的新模式。它引入了崭新的数据结构和计算方法,为解决NP完全问题提供了全新的途径。用DNA分子作为信息载体,以实现数据隐藏、认证、加密等安全技术。本文借鉴生物DNA的表达方式,定义了用户DNA、文件DNA的串结构,从而提高系统中信息安全控制的可靠性。     

基于压电基因传感器的DNA计算(英文)

压电基因传感器是一种新型的生物传感器,它把压电传感器的灵敏性和DNA杂交反应相结合．与传统的基因检测技术相比,它具有结构简单、无需标记、检测时间短、检测信号易处理等特点．将它用于分子运算,与常规的DNA芯片相比,它的检测结果更易于进行自动化处理,因此便于构建大规模的分子运算机器．文中在压电基因传感器和新兴学科DNA计算的基础上,给出了解决0-1规划问题新的DNA计算方法,并指出以前两种基于表面DNA计算在解决这一问题时的不足．与以往的DNA计算方法相比其输出的是电信号,因此具有操作易自动化、识别解更方便和高信息量的优点．与使用常规DNA芯片的表面DNA计算相比,使用压电基因传感器进行DNA计算可以克服可行解识别困难的问题．压电基因传感器技术有望成为新的分子运算工具,可作为构建自动化的DNA计算机的基础．     

基于多目摄像机的鲁棒眼动跟踪技术研究

为改进单个远程传感器采集眼动数据时存在视场小、容易被遮挡物遮挡的缺点,研究了一种多目摄像机眼动跟踪技术,以更好地采集眼动数据。应用多个摄像机对人体头部姿态和眼球信息进行采集,通过分割视频帧提取瞳孔图像和计算被测用户头部姿态角度,将瞳孔图像放入卷积神经网络进行训练得到注视点坐标,并基于头部姿态信息计算每个摄像机的注视点权重,从而加权融合得到更精确的注视点信息。研究结果表明：在头部姿态角较大时,多目眼动追踪技术的精度比单目传感器的精度高30%~50%。该技术具有灵活性和通用性,在驾驶舱设计、用户用眼习惯评估和驾驶学员眼动绩效分析中具有重要的应用和推广价值。     

传统紫砂壶的形态视觉意象研究

在现代社会科技的发展变化中，消费者的消费需求与取向也都在发展变化。紫砂 壶是我国传统器物文化的瑰宝，在现代化的大背景下如何进行传承与创新以更好地满足年轻一 代消费者的需求显得越来越重要。为此，结合感性工学的方法，从传统紫砂壶的形态要素与视 觉意象的相关性入手，采用因素分析法萃取出适合传统紫砂壶的形态意象语汇，进而归纳出用 户对于紫砂壶的5 种视觉形态意象类型；用数量化I 类分析出传统紫砂壶的各形态要素对于视 觉意象的影响权重；提出传统紫砂壶形态要素对5 种视觉形态意象的影响排名表，为相关人员 对传统紫砂壶的创新设计时提供参考依据，以把握创新的适度性。     

基于头部姿态分析的摄像头视线追踪系统优化

实时视线跟踪技术是智能眼动操作系统的关键技术。与基于眼动仪的技术相比,基于网络摄像头的技术具有低成本、高通用性等优点。针对现有的基于摄像头的算法只考虑眼部图像特征、准确度较低的问题,提出引入头部姿态分析的视线追踪算法优化技术。首先,通过人脸特征点检测结果构建头部姿态特征,为标定数据提供头部姿态上下文;然后,研究了新的相似度算法,计算头部姿态上下文的相似度;最后,在进行视线追踪时,利用头部姿态相似度对校准数据进行过滤,从标定数据集中选取与当前输入帧头部姿态相似度较高的数据进行预测。在选取不同特征人群的数据上进行了大量实验,对比实验结果显示,与WebGazer相比,所提算法的平均误差降低了58~63 px。所提算法能有效提高追踪结果的准确性和稳定性,拓展了摄像头设备在视线追踪领域的应用场景。     

基于头部姿态分析的摄像头视线追踪系统优化

实时视线跟踪技术是智能眼动操作系统的关键技术。与基于眼动仪的技术相比，基于网络摄像头的技术具有低成本、高通用性等优点。针对现有的基于摄像头的算法只考虑眼部图像特征、准确度较低的问题，提出引入头部姿态分析的视线追踪算法优化技术。首先，通过人脸特征点检测结果构建头部姿态特征，为标定数据提供头部姿态上下文；然后，研究了新的相似度算法，计算头部姿态上下文的相似度；最后，在进行视线追踪时，利用头部姿态相似度对校准数据进行过滤，从标定数据集中选取与当前输入帧头部姿态相似度较高的数据进行预测。在选取不同特征人群的数据上进行了大量实验，对比实验结果显示，与WebGazer相比，所提算法的平均误差降低了58~63 px。所提算法能有效提高追踪结果的准确性和稳定性，拓展了摄像头设备在视线追踪领域的应用场景。     

族系间眼动行为模式多样性研究

中国是一个多民族国家,不同民族由于遗传、地域和文化等因素形成了不同的风俗和思考方式。为了研究不同民族观察事物时的眼动行为模式,利用Tobii眼动仪采集不同民族在求解数独问题时眼动轨迹表达数据,将不同族系被试的表达数据压缩为16维数据向量来构建数据集;分析对比布依族、蒙古族、朝鲜族、侗族和汉族等5个民族眼动行为数据集的多样性,利用多种机器学习方法对得到的数据进行测试分析。实验结果表明,族系间眼动行为存在多样性,同时为进一步深入探索不同族系间眼动行为的多样性提供了依据。     

Eye tracking as a debriefing tool in upset prevention and recovery training (UPRT) for general aviation pilots

Abstract

Upset prevention and recovery training (UPRT) is intended to improve the ability of pilots to recognize and avoid situations that can lead to airplane upsets and to improve their ability to recover control of an airplane that has exceeded the normal flight envelope. To this end, a set of different training contents – from theoretical knowledge of aerodynamics and human factors to practice-based flight training – is necessary. In order to support the debriefing with an objective feedback, and because visual scanning is a core competence, two studies on subjective evaluation of aviation pilots – one conducted in a flight simulator and the other one in-flight – focussed on the practical application of eye tracking as a debriefing tool in UPRT. From a practitioner’s perspective, eye tracking appeared to be a useful method in terms of visualising instrument scanning techniques, supporting the instructor with objective debriefing material and fostering self-awareness in human processes. The discussion recommends adjusted UPRT instructor training and further improvements to eye tracking hardware and software.

Practitioner Summary: The article focuses on pilot evaluations of eye tracking as a debriefing tool in UPRT and the identification of critical elements in its use. Eye tracking is a promising debriefing tool for UPRT. The discussion points to desirable improvements of eye tracking hardware and software as well as adjustments to instructor training that are pertinent.     

基于红外检测的迹线跟踪和分支识别技术的研究

迹线跟踪和分支识别技术是车辆自动引导、无人驾驶、迹线机器人和寻迹机等应用领域的关键技术.提出一种用等间距排列的一组线阵状传感器对迹线的绝对位置和迹线与跟踪装置的相对交越变化情况进行实时检测的方法来达到快速寻迹的目的.通过对迹线绝对位置的检测可以直接判断出跟踪装置与迹线的偏离程度.而通过对迹线与跟踪装置的相对交越变化情况,可利用回归分析中的最小二乘法快速地计算出跟踪装置与迹线之间的偏离速度.根据跟踪装置与迹线之间的实时偏离程度和偏离速度,就可以采用相应的控制算法实现自动跟踪.用线阵式传感器对被跟踪迹线进行跟踪的精度和反应速度与传感器敏感元的排列间距具有直接的关系.因此,在允许的情况下,线阵式传感器的敏感元应采取较小的点距,这对迹线的实时性检测是有利的.     

迹线跟踪和分支识别技术的研究

迹线跟踪和分支识别技术是车辆自动引导、无人驾驶、迹线机器人和寻迹机等应用领域的关键技术。本文提出一种用等间距排列的一组线阵状传感器对迹线的绝对位置和迹线与跟踪装置的相对交越变化情况进行实时检测的方法来达到快速寻迹的目的。通过对迹线绝对位置的检测可以直接判断出跟踪装置与迹线的偏离程度。而通过对迹线与跟踪装置的相对交越变化情况，可利用回归分析中的最小二乘法快速地计算出跟踪装置与迹线之间的偏离速度。根据跟踪装置与迹线之间的实时偏离程度和偏离速度，就可以采用相应的控制算法实现自动跟踪。用线阵式传感器对被跟踪迹线进行跟踪的精度和反应速度与传感器敏感元的排列间距具有直接的关系。因此，在允许的情况下，线阵式传感器的敏感元应采取较小的点距，这对迹线的实时性检测是有利的。     

DNA计算在产品创新设计中的应用

将DNA计算应用于产品创新设计的建模过程中。建立经验产品模型库,对产品的功能、结构、外观等因素进行DNA编码。针对用户需求,对目标产品进行编码,利用DNA计算实现联想记忆,构建计算模型。采用进化技术对建立的模型进行杂交、变异、布尔运算等创新操作,产生各种创新产品。通过一个桌子创新设计实例验证该方法的可行性和实用性。     

多视点元模型间需求追踪性方法

以全面而统筹的眼光解决问题,则必须从局部分析不同的侧面,面向多视点的需求工程即为该理论的一个应用.多视点需求工程越来越受到重视,但是各视点间却缺少统一,这不仅不利于获取完整的系统需求,还导致需求变更困难等问题.为了解决以上问题,首先提出一个新的多视点建模过程框架,合理的建模框架有利于获取完整的系统需求.其次在多视点建模过程框架下建立追踪元模型,阐明系统需求在多视点元模型间的平稳过渡.最后结合需求追踪矩阵方法在追踪元模型间建立起追踪关系,进而通过计算变化追踪矩阵在需求变更时可以追踪到相关元素并进行更改,解决需求变更困难的问题.     

Evaluating 2D Flow Visualization Using Eye Tracking

Flow visualization is recognized as an essential tool for many scientific research fields and different visualization approaches are proposed. Several studies are also conducted to evaluate their effectiveness but these studies rarely examine the performance from the perspective of visual perception. In this paper, we aim at exploring how users’ visual perception is influenced by different 2D flow visualization methods. An eye tracker is used to analyze users’ visual behaviors when they perform the free viewing, advection prediction, flow feature detection, and flow feature identification tasks on the flow field images generated by different visualizations methods. We evaluate the illustration capability of five representative visualization algorithms. Our results show that the eye‐tracking‐based evaluation provides more insights to quantitatively analyze the effectiveness of these visualization methods.