工业互联网智能制造边缘计算:现状与挑战

介绍了边缘计算的基本概念以及工业互联网智能制造边缘计算的发展现状。通过分析工业互联网、智能制造、边缘计算之间的关系,以及工业互联网智能制造边缘计算行业典型案例,总结了工业互联网智能制造边缘计算的核心问题,并提出了其面对的挑战。     

扫描离子电导显微镜的研制与实现

在微纳米尺度上对活细胞高分辨率成像对生命科学研究具有重要的意义,其将有助于再现正在发生的生命过程、检测细胞对外界刺激做出的响应,甚至观测某些蛋白簇在细胞膜表面的运动。然而直到今天,仍然没有很好的实现上述目标。扫描离子电导显微镜（SICM）由于其真正的非接触、高分辨、无损独特成像方式,规避了扫描过程中探针与样品表面发生力的接触,得到越来越多的关注和广泛的应用。从系统的角度阐述自制SICM 系统的设计、硬件集成及跳跃模式扫描算法的实现,并通过对聚二甲基硅氧烷（PDMS）栅格成像以及与原子力显微镜（AFM）成像结果的对比,验证了系统功能的正确性和有效性;最后开展了生理环境下活体细胞的原位扫描成像实验,初步获取了活体神经细胞轴突结构的三维形貌图像。SICM 的成功搭建,将为人们深入了解生理条件下活体生物样品表面微观结构与功能机理等提供有效的研究方法与手段。     

基于辨识模型集的无人半潜水下机器人系统深度动态滑模控制切换策略研究

BQ-01无人半潜水下机器人深度运动模型参数未知,无法为基于模型的控制策略提供控制参数,导致该系统不易快速达到预期的性能指标要求,为此提出一种多辨识模型动态滑模控制方法。该控制方法采用平均拟合偏差方法,减少了系统辨识过程中出现过多冗余辨识模型参数组,以切换的方式为动态滑模控制方法选取最佳模型参数;同时采用状态反馈方法实现滑模面抖动指数衰减,从而解决了系统深度运动调节问题。BQ-01系统湖泊试验结果表明,所提辨识方法能够为滑模控制策略提供最佳控制参数,且提高了系统运动控制品质。     

基于惯性传感器的HAR数据采集系统设计

目前针对人体活动识别的数据采集硬件系统研究有限,且存在可参考的数据集单一和泛化性能较低的问题。本文设计一个低功耗、支持数据实时传输、模块化的数据采集系统,并提出一种具有随机性和交叉性的数据采集方法。首先搭建低功耗采集平台进行数据的采集、无线收发和预处理;其次制定全面且精确的采集方案,提高数据集的丰富度;最后用2D-CNN神经网络对不同模式下采集到的数据集进行模型训练。实验结果表明,该采集系统结构合理,具备低功耗特性,能够确保数据传输具备实时性能;该采集系统的应用极大地提高了数据集的质量;获得的数据集在深度学习模型上的准确率可达92.54%;相较于传统数据集,新数据集在人体活动识别任务中表现出更为显著的效果,该采集系统和数据集的开发为神经网络应用提供便利。     

基于相似度的双搜索运动多目标识别方法

文中提出了一种基于相似度的粗精双搜索运动多目标识别方法.在粗搜索阶段,基于距离相似度准则,根据位置特征,预测下一时刻目标可能出现的区域;在精搜索阶段,基于几何相似度准则,根据形状特征,找出粗搜索区域内形变最小的目标跟踪.实验结果表明该方法可快速、准确地从多目标中识别出待跟踪的目标,并对其进行稳定跟踪.     

45nm体硅工艺下使用双-栅氧化层厚度降低SRAM的泄漏功耗

提出了一种在45nm体硅工艺下使用双-栅氧化层厚度来降低整体泄漏功耗的方法.所提方法具有不增加面积和延时、改善静态噪声边界、对SRAM设计流程的改动很小等优点.提出了三种新型的SRAM单元结构,并且使用这些单元设计了一个32kb的SRAM,仿真结果表明,整体泄漏功耗可以降低50%以上.     

高速移动无线图像传输链路误差分析

借鉴“瑞士奶酪模型”思想,提出了无线图像传输误差链概念模型.以帧差错间隔、帧内误比特数和错误位置为随机变量,采用具有两个参数的Weibull分布和均匀分布,建立了无线图像传输链路误差模型,给出了仿真实验和验证.仿真结果表明,所提出的误差模型比较准确地反映了真实高速移动无线图像传输系统的链路误差特性,进而验证了误差模型的正确性与有效性.     

基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法

研究了一种基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法。在分析介电泳工作原理的基础上,利用Comsol Multiphysics仿真软件,对平面微电极条件下所产生的空间电场进行了建模仿真,研究了金纳米粒子极化模型及相关介电泳频谱特性。设计加工了基于光刻标准工艺和引线键合技术的平面微电极阵列,构建了具有三维位移平台和视频监控装置的介电泳装配实验平台。以250nm金颗粒为实验对象,在理论分析基础上,完成了在微电极阵列上的介电泳组装实验研究,并通过电特性测量验证了组装结果。实验结果表明:金纳米颗粒的介电泳组装效果与介质溶液的电导率、电场频率和幅度、金纳米粒子浓度、电极间隙及作用时间有关,在适宜的条件下,采用介电泳技术可实现对金纳米颗粒的有效操控和纳米器件装配,该方法为纳米传感器的制造提供了一种有效途径。