电磁防护仿生研究的内容、基础与实现规划

阐述了电磁防护工作中仿生研究所需要涉及的基本概念内容,提出了此类防护研究中的生物-电子研究的实现基础、关键技术和总体构成,细化了基于动物神经系统电信号传导机制及抗扰机理研究的具体探索方向、设想和实现规划,并从工程角度介绍了实施策略,使得复杂电磁干扰环境下控制系统板卡、芯片级防护的仿生构想在技术上成为可能。     

基于演化硬件的电路自修复实验研究

介绍了演化硬件的概念、基本原理和实现方法,以无刷直流电机逻辑控制电路为例,对基于演化硬件的电路进化修复进行研究。通过引入单个逻辑单元故障到多个逻辑单元故障,研究电路通过进化自修复的能力。研究结果表明,无刷直流电机逻辑控制电路通过进化可以得到同等功能的不同电路拓扑结构,从而避开故障单元,使电路功能恢复,且电路的进化修复能力随故障点的增多而下降。     

胚胎型仿生硬件及其关键技术研究

介绍了胚胎型仿生硬件的概念、优点、应用领域和实现方法,对胚胎型仿生硬件的结构、系统设计方法、错误检测与自修复机制等关键技术的研究现状进行了综述,并以八进制加法计数器为例说明胚胎型仿生硬件的设计方法和自修复机制。针对目前仿生硬件面临的容错机制、细胞电路结构和设计方法都比较简单的问题,提出了基于免疫机理进行错误检测、实行分级容错、采用可进化核设计电路等解决思路。最后指出了胚胎型仿生硬件技术发展趋势,如探索新型容错机制和各种生物启发式电路体系结构、开发商业和专用胚胎型仿生硬件芯片等。     

自修复仿生涂层几乎排斥所有液体

[科技日报]美国物理学家组织网近日报道，哈佛大学应用科学家仿照猪笼草的疏水策略，开发出了一种极为光滑的涂层材料，几乎能排斥包括血液、油在内的任何液体，甚至在高压、冰冻等极端环境条件下，仍能保持排斥液体或固体的能力。     

基于超循环的供应链网络仿生协同演化

从超循环理论的角度分析了供应链网络所具备的生命系统的三个基本特征——新陈代谢特性、自组织性和突变性;剖析了供应链网络循环的三个层次——反应循环、催化循环和超循环的形成机理;并运用超循环演化原理对供应链网络形成过程进行较为详细的仿生协同推演。研究表明:供应链网络应保持开放性,创建有效的信息管理机制并建立合理的选择机制。     

基于硬件演化的电路故障自修复实验系统设计与实现

面对复杂的环境,电路系统容易出现故障,且常规电路系统主要基于冗余容错技术提高系统的可靠性。在前期工作中提出了基于硬件演化(evolvable hardware, EHW)和补偿平衡技术(reparation balance technology, RBT)的故障自修复策略,其能够充分利用仿生原理,使电路系统具备自适应、自组织能力。设计实现了能够用于验证所提修复策略的实验系统,并选取了典型电路对基于EHW和RBT的故障自修复策略进行了实验验证,对设计具有自修复能力的电路系统具有重要的指导意义。     

基于多目标基因表达式编程的电路演化算法

为提高电路演化的效率和成功率,对电路设计中涉及的多个目标进行了定义与量化,并针对多目标优化问题,在基因表达式编程(GEP:Gene Expression Programming)的基础上,提出了基于多目标基因表达式编程的电路演化算法(MGEP:Multi-Objective Gene Expression Progra...     

面向复杂电磁环境的容错电路系统设计技术

为解决复杂电磁环境中冗余容错电路系统容错形式单一、容错能力有限、冗余单元利用不充分和可靠性低等问题,提出了一种新颖的交互式-协同故障容错(ICFT)技术。根据整个电路系统预期输出信号,利用硬件本身冗余无故障单元替换故障单元。结合硬件演化(EHW)和补偿平衡技术(RBT),当冗余无故障单元不足时,采用被动式ICFT技术对既有故障实现容错。当采用被动式ICFT技术失败时,采用主动式ICFT技术,通过注入故障并重新分配子电路功能实现容错。仿真结果表明:与常规冗余容错(CRFT)和硬件演化(EHW)相结合的技术CRFT-EHW相比,采用ICFT技术能够容忍的工作电路最大故障单元累积量为41个,远大于采用CRFT-EHW技术时的16个。     

基于能量选择表面的电磁防护新方法

利用场致导电材料或压控导电结构的特性,设计能量选择表面,阐述了其能量低通的防护机理,给出了一种典型的设计方法,然后选用PIN二极管在印制电路板上制作了3块能量选择表面进行测试,实现了不同时刻的屏蔽和透波功能,验证了能量选择表面作为新型电磁防护方法的可行性和灵活性。     

基于配位键的自修复聚氨酯制备与性能研究

以2,6-二氨基吡啶(DAP,2,6-diaminopyridine)为扩链剂制备了功能聚氨酯预聚体(PU-DAP),采用金属离子(M为Fe³⁺,Zn²⁺和Cu²⁺)交联PU-DAP制备基于配位键的自修复聚氨酯弹性体(PU-DAP/M).结果表明:聚氨酯引入配位键具有良好的自修复性能,交联金属离子对聚氨酯的力学性能和自修复性能有显著影响. PU-DAP/Cu²⁺的力学强度为14.2 MPa,PU-DAP/Zn²⁺的力学强度为7.1 MPa,两者力学强度均高于PU-DAP/Fe³⁺(4.2 MPa),但PU-DAP/Cu²⁺的断裂修复效率为14.8%,PU-DAP/Zn²⁺的断裂修复效率为45.1%,都低于PU-DAP/Fe³⁺的自修复性能95.2%.当n(DAP)/n(Fe³⁺)=2∶1时,PU-DAP/Fe³⁺自修复聚氨酯弹性体拉伸强度为4.2 ...     

交流电气化铁道通信电磁防护的研究

本文分电影响、磁影响、地电流影响三点论述了交流电气化铁道通信的电磁影响机理,并从电缆防护、光缆防护两个方面来就交流电气化铁道的通信电磁防护措施进行分析,意在为交流电气化铁道通信的实际电磁防护提供借鉴与支持。     

基于可编程模拟器件的演化硬件的研究

研究了一种利用可编程模拟电子器件设计电路的方法。该模拟器件具有非常优越的可重构特性,通过编程控制可以方便地改变其结构,特别适用于模拟电路类型的演化硬件电路的设计。阐明了电路进化硬件的基本原理和实现技术,提出了一种基于可编程模拟器件的进化电路设计方法。     

基于概念图谱与BiGRU-Att模型的突发事件演化关系抽取

针对现有突发事件演化关系抽取方法仅利用了句子本身的信息而忽略了背景知识的问题,引入概念图谱进行特征拓展,以获得更多的语义信息来改善演化关系抽取效果。首先根据概念图谱构建突发事件语义网络,通过特征迭代选择算法获得演化因子的概念特征,然后联合概念特征与突发事件文本作为双向门控循环单元(BiGRU)模型的输入进行特征学习,并利用注意力(Attention)机制对输出的特征信息序列实施加权变换,最后将学习到的特征序列输入到分类器进行演化关系分类。实验结果表明,所提出的基于概念图谱与BiGRU-Att模型的方法相比于现有方法,在准确率、召回率和F_1值等评价指标上均有提升。     

基于电磁参数的多层电磁波屏蔽涂料研究

在分析改性碳纤维和镍粉的复介电常数和复磁导率的基础上,进行复合电磁屏蔽涂层结构的设计,以实现频率小于1.5GHz的电磁波屏蔽效能的提高.制备了改性碳纤维/丙烯酸酯类树脂和镍粉/丙烯酸酯类树脂的电磁屏蔽涂料.实验表明:对填料基本电磁参数的分析能优化多层屏蔽涂层的设计,依据电磁参数来调整各层屏蔽涂料所用填料,可实现逐层阻抗匹配和提高屏蔽效能.在频率小于1.5GHz的低频区域,多层屏蔽涂层的最大电磁屏蔽效能可达30.5dB,相对单层屏蔽涂层,提高了5.31dB.       

基于现场可编程门阵列的步进电机运动控制系统设计研究

提出一种在多用途步进电机运动控制系统中应用现场可编程门阵列(FPGA)实现多台步进电机可变细分脉冲分配器的方法.按照运动控制系统的多用途特性要求和可逆循环计数寻址EPROM的思想设计可变细分控制策略,将控制步进电机运转的矩形脉冲波通过细分代码转换成阶梯近似、幅值恒定的正弦、余弦波.利用Verilog HDL硬件描述语言,并运用MAX plus II开发软件,在单片FPGA上实现了多台步进电机的脉冲分配器,负责细分代码的生成与输出,并在FPGA片内集成了大部分的MCU外围接口电路,包括MCU的译码电路、键盘和中断接口电路,使MCU软件结构和外围电路大为简化.结果表明,系统扩展方便,可移植性高,具有广泛的适应性.     

基于自适应HereBoy算法的电路进化设计实验研究

针对电路进化设计演化后期种群收敛速度放慢等问题,采用自适应Here Boy算法,融入遗传算法的群体概念,研究自适应因子在进化算法中对演化收敛速度的影响。运用类神经网络的电路模型和矩阵编码方法对组合电路进行编码,建立了电路编码到电路功能的映射关系,采用外部进化方式进行电路适应度值评估,引入自适应遗传算子提高算法收敛速度和种群多样性。二位二进制乘法器电路的进化结果表明,该方法较传统Here Boy算法在电路进化设计进程中电路平均演化代数及演化时间明显减小,在进化后期,随着种群演化代数增加适应度值平均涨幅提高。     

基于交流同步发电机电磁转矩的电动机加载方法研究

分析了交流同步发电机电磁转矩特性,将同步发电机转子和电动机转子1∶1同轴连接,通过控制交流同步发电机的电磁转矩,可以对电动机施加不同程度的负载,达到加载的目的.经过理论与实验结果对比分析,证明了本方法的有效性,而且还可以针对不同的加载需求模拟实际工作中不同的负载变化情况.     

我国人工智能关键技术体系演化路径及发展研究——基于科学计量视角

根据2008—2018年国家自然科学基金(NFSC)人工智能技术立项信息,构建我国人工智能关键技术体系模型,对各热点技术、关键技术体系演化路径及其发展趋势进行分析研究。利用科学计量方法、文本挖掘技术及知识图谱可视化工具,对NFSC人工智能立项信息进行年代分布、立项地区及机构、关键技术等进行综合分析。通过关键技术聚类共现,构建我国人工智能关键技术体系。研究各体系热点技术立项时间序列,结合多项式拟合预测分析,对热点技术及技术体系演化趋势进行预测研判,为研究人员提供技术路径方案参考。我国人工智能关键技术体系以基础机器智能技术体系为基础,全面推进先进机器人及自主系统、人机融合智能技术体系共同发展。未来研究重点集中于深度学习、大数据、神经网络等技术方向,脑电图技术有望成为下一阶段研究热点。     

基于高斯滤波和K最邻近算法融合的硬件木马电磁信息检测技术研究

电磁侧信道信息具有非接触、三维矢量、空间及频谱信息丰富等优点,可以进一步提高硬件木马的检测效率,基于电磁侧信道分析的硬件木马检测技术逐渐成为主流方法 .因此,以电磁侧信道信息为研究对象,融合高斯滤波算法和K最邻近算法提取并识别出硬件木马的微小特征,建立高精度微米级集成电路电磁侧信道采集平台,并采集敏感区域的电磁侧信道信息.利用高斯算法自适应地滤除测试中的高斯噪声影响,借助K最邻近算法的相似度测度来提取硬件木马的特征.实验结果表明,提出的检测方法可以有效地检测出面积占比为0. 76%的硬件木马.