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  • 1  网络流量分类研究进展与展望
    熊刚 孟姣 曹自刚 王勇 郭莉 方滨兴
    2012, 1(1):32-42.
    [摘要](8747) [HTML](0) [PDF 2.32 M](17888)
    摘要:
    近年来,随着互联网的迅猛发展,越来越多的新型网络应用逐渐兴起,网络规模不断扩大,网络组成也越来越复杂。网络流量分类技术作为增强网络可控性的基础技术之一,不仅可以帮助网络运营商提供更好的服务质量,而且能够对网络进行有效的监督管理,确保网络安全。本文综述了网络流量分类领域的研究方法及研究成果,对这些传统方法进行比较,分别指出它们的优势和不足。并针对高速网络环境下的实时分类、加密流分类、精细化分类、协议动态变化时的分类等现实挑战,对相关研究进展进行阐述和分析。最后对未来的研究方向进行展望。
    2  胶囊内窥镜位置方向磁场定位技术的研究
    胡超 宋霜 阳万安 孟庆虎 李抱朴 曾德文 李萧萧 朱红梅
    2012, 1(1):105-113.
    [摘要](5775) [HTML](0) [PDF 9.77 M](4683)
    摘要:
    胶囊内窥镜是极有潜力的新型肠胃道检查手段,但是目前的临床胶囊内窥镜产品还存在一些问题需要解决,其准确定位跟踪是关键之一。在各种可能的定位方法中,利用磁体的定位技术具有明显的优势:无需供电、占用胶囊空间小、可以连续跟踪、实时性强和无副作用。本文重点讨论基于磁场传感器阵列实现对胶囊中磁体进行定位的方法,通过算法和系统的优化设计,实现了以磁偶极子为数学模型的3维位置和2维方向实时定位跟踪。为了消除人体运动对胶囊跟踪的干扰影响,本文提出对胶囊和参考目标磁体同时定位的方法,也提出了对胶囊的3维位置和3维方向的全6维定位算法以开展三维重建和病变组织的准确测算。实验结果证明本系统可对胶囊内窥镜实现2~3mm精度的定位跟踪。
    3  CPU/GPU 集群上求解偏微分方程的可扩展混合算法
    罗力 杨超 赵宇波 蔡小川
    2012, 1(1):84-88.
    [摘要](5744) [HTML](0) [PDF 3.17 M](4546)
    摘要:
    当前世界上排前几位的超级计算机都基于大量CPU和GPU组合的混合架构,它们对某些特殊问题,譬如基于FFT的图像处理或N体颗粒计算等领域可获得很高的性能. 但是对由有限差分(或基于网格的有限元)离散的偏微分方程问题,于CPU/GPU 集群上获得较好的性能仍然是一种挑战. 本文提出并测试一种基于这类集群架构的混合算法. 算法的可扩展性通过区域分解算法实现,而GPU的性能由基于光滑聚集的代数多重网格法获得,避免了在GPU上表现不理想的不完全分解算法. 本文的数值实验采用29 CPU/GPU求解用差分离散后达三千学报
    4  内照射放疗机器人的研究
    邢磊 陈艳 辜嘉 牛田野 戎懿 王乐晶 温宁 谢耀钦 余绍德 郑波 郑国焱 周寿军
    2012, 1(2):35-39.
    [摘要](5212) [HTML](0) [PDF 726.73 K](1058)
    摘要:
    医疗机器人是国内外医疗技术研究的热门前沿,有着潜在的广阔市场需求。内照射放疗机器人,综合了内照射放疗技术和图像引导治疗技术,是医疗机器人的典型代表。文章首先介绍近距离放疗技术、图像引导治疗技术,然后讨论内照射放疗机器人系统,最后对内照射放疗机器人的研究进行总结和展望。
    5  超声瞬时弹性成像算法与系统设计
    沈洋 凌涛 姚惠 李彦明 靳巧锋 郑海荣
    2012, 1(1):93-99.
    [摘要](5123) [HTML](0) [PDF 4.76 M](5169)
    摘要:
    超声瞬时弹性成像技术具有无创、无痛、定量、实时及重复性好等优势,适用于肝纤维化分期诊断,具有重要的临床应用价值。本文以超声瞬时弹性成像系统设计为研究出发点,提出在基于射频信号的时域互相关算法基础上,采用抛物线插值算法提取亚采样信息,提高位移场的估算精度;设计了剪切波匹配滤波器,以减弱低频振荡器对位移场造成的干扰,从而提高了应变估计质量,增强了剪切波速度估算的可靠性与准确性;设计了针对瞬时弹性成像系统的时间增益补偿(TGC)电路,以降低声信号衰减带来的影响,提高信号的信噪比;给出了一种聚丙烯酰胺凝胶生物仿体的制备方法,并采用机械压痕测试对仿体进行标定,将标定结果与瞬时弹性成像系统的检测结果进行了对比,对比结果显示出良好的一致性。生物仿体实验和健康人体肝脏的弹性测量结果也验证了提出的位移估计算法、匹配滤波器及TGC电路的优越性。
    6  服务机器人的研究现状与发展趋势
    宋章军
    2012, 1(3):1-9.
    [摘要](5052) [HTML](0) [PDF 6.34 M](7408)
    摘要:
    机器人技术代表一个国家的高科技水平和自动化程度,了解和分析国内外的研究现状和最新进展有助于加快我国服务机器人行业的发展。近年来,清洁机器人和教育机器人在我国已经大规模销售,娱乐机器人和安防机器人市场正在培育和快速发展中,医疗机器人市场处于大规模应用的萌芽状态。为了在这一巨大市场中分一杯羹,在服务机器人领域缩短与发达国家的差距,有必要紧紧抓住服务机器人更高智能化、模块化和网络化的技术发展趋势,围绕实现服务机器人智能化、模块化和网络化的集成技术展开研究。
    7  电动汽车动力学控制研究进展
    徐国卿 徐坤 李卫民
    2012, 1(1):6-14.
    [摘要](5016) [HTML](0) [PDF 1.44 M](5745)
    摘要:
    近年来随着全球资源、环境问题日益严峻,节能、环保的电动汽车得到快速发展。电动汽车采用电机驱动系统,具有转矩快速响应、易于精确测量、可实现动力分散控制、可实现制动能量回收等优点。充分挖掘并利用这些优点可显著提升车辆动力学控制性能。文中从电动汽车动力学控制运行参数的识别、动力学控制结构与方法两个角度综述了十多年来的研究成果,重点介绍了轮胎-路面接触条件识别方法、驱动防滑控制方法等。车辆动力学控制,包括电子差速控制、直接横摆控制、底盘集成控制等研究现状也做了总结。最后对未来电动车辆动力学控制的发展方向作了几点展望。
    8  论电动汽车的发展趋势
    徐国卿 徐 坤 张 琦 郑春花 梁嘉宁 周翊民
    2014, 3(1):1-17.
    [摘要](4928) [HTML](0) [PDF 1.60 M](1513)
    摘要:
    文章基于使用电机与主动安全控制实现全制动能量回收以提高能效的原理,提出了纯电气化车辆(Pure Electrified Vehicle, PVE) 的概念。阐述了该类车辆具有通过电机可感知车辆运动状态的特点并介绍了相关智能检测 方法以及车辆机电解耦的动力学控制结构。讨论了该类车辆的动力学控制方法及驾驶节能策略。最后,从智能化 电动车的层面,讨论了驾驶辅助安全技术和人文关怀技术。
    9  高通量测序数据分析现状与挑战
    张文力
    2012, 1(3):20-24.
    [摘要](4891) [HTML](0) [PDF 2.67 M](7950)
    摘要:
    基因是遗传的物质基础。生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。基因测序是解读生命的一种途径。随着新一代高通量测序技术的发展,每天会产生TB甚至更多的序列数据。合理诠释这些大规模及复杂高维度的数据成为获取数据后一个更大的难点,是当前生物研究的关键步骤,具有巨大的现实意义。海量高通量测序数据的存储、处理和分析都极大地挑战着当前的计算机系统和计算模式。本文将结合调研情况,尤其是华大基因的实例调研,讨论当前高通量测序数据分析的现状、问题和多方采取的措施。然而,面对高通量测序数据带来的挑战,仍需要多方密切合作和长久深入的研究。
    10  一种防跌倒预警系统的研究与实现
    李慧奇 梁 丁 宁运琨 张 静 赵国如
    2014, 3(1):46-54.
    [摘要](4882) [HTML](0) [PDF 1.06 M](1505)
    摘要:
    跌倒是造成世界上意外伤害死亡的第二大原因,如何预防跌倒已成为保障老人生命的关键。目前常见 “跌倒报警器”的传感模块一般采用单一的三轴加速度计,测量精度受限,仅能实现人体跌倒后的报警功能而不 能实现跌倒前的预警。文章设计并实现了一种基于 MEMS 惯性传感单元的防跌倒预警器,率先设计了含“三轴 加速度计+三轴陀螺仪+三轴磁力计”的高精度多模态传感模块,内嵌跌倒预警算法,并通过蜂鸣器和振动器警 示。对九名健康年轻实验对象进行了总计 81 次的跌倒实验,系统结合基于阈值的跌倒预警算法,结果表明,其 检测灵敏度可达 98.61% 且特异度为 98.61%,平均预警时间为 300 ms。未来研究将嵌入全球移动通信系统(Global System For Mobile, GSM)、全球定位系统(Global Positioning System, GPS)等电路模块功能及配备穿戴式安全气 囊,有望在易跌人群中实现实时防护和及时救治。
    11  机器人技术的新进展
    徐扬生 阎镜予
    2012, 1(1):2-5.
    [摘要](4871) [HTML](0) [PDF 648.73 K](4586)
    摘要:
    12  面向科学计算的网格环境
    迟学斌 肖海力 王小宁 曹荣强 卢莎莎 张宏海
    2012, 1(1):68-76.
    [摘要](4815) [HTML](0) [PDF 2.94 M](3503)
    摘要:
    为了充分整合分布的高性能计算资源,本文提出一种面向科学计算的网格环境,旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源,面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚资源,支持作业的全局调度、数据的统一管理视图,面向用户提供命令行和网格门户两种使用方式,并提供编程接口供专业社区和学科平台二次开发使用,满足不同层次的用户需求。目前,面向科学计算的网格环境已经在中国科学院超级计算环境(ScGrid)中得到应用和用户认可。
    13  从肌电信号中减少工频干扰方法的性能比较分析
    张浩诗 武振兴 田岚 杨琳 李光林
    2012, 1(1):114-118.
    [摘要](4739) [HTML](0) [PDF 5.69 M](3964)
    摘要:
    如何从肌电信号中有效地减少工频干扰一直是肌电信号检测与应用中的突出问题。本文总结数字陷波、LMS自适应滤波、卡尔曼(Kalman)滤波和S变换等几种适合进行实时工频干扰去除的方法,研究和分析它们在去除肌电信号中工频干扰的性能。初步结果表明:Kalman滤波方法在从肌电信号中减少工频干扰方面表现出了较好的整体性能,而S变换方法对具有严重工频干扰的肌电信号具有较好的噪声抑制效果。
    14  普惠计算之十二要点
    徐志伟 李国杰
    2012, 1(1):20-25.
    [摘要](4713) [HTML](0) [PDF 1.54 M](3766)
    摘要:
    三十年前IBM个人电脑批量上市,大大推动了计算机的普及。今天的计算机科学领域已经与三十年前大不一样了。什么是今后三十年计算机科学领域最大的本质挑战?它会推动什么样的基本性范式变革?最关键的产业问题是什么?最需要突破的科学问题是什么?本文提出普惠计算(以全民普及为目标的计算机科学研究和应用)以回答这些问题,并阐述普惠计算的十二个要点,即普惠计算针对计算机市场发展停滞的本质挑战而提出,它是今后三十年的基本趋势,具备高增值、低成本、可持续三个特征,其最显著的范式变革是人机物三元计算,最关键的产业问题是昆虫纲悖论,最需要突破的科学问题涉及三元计算科学、通用计算账户、高效海网云平台、信息生态系统、国民信息核算五个支柱。本文为计算机科学的科研选题和产业创新勾画机遇空间,并简要介绍相关的变革性前沿研究工作。
    15  机器翻译技术现状与展望
    刘群
    2012, 1(1):48-54.
    [摘要](4491) [HTML](0) [PDF 1.67 M](7828)
    摘要:
    本文对机器翻译技术的研究现状进行了全面介绍,分析了亟待解决的核心问题,并对机器翻译的未来发展前景和趋势提出了自己的设想。
    16  交互式角色运动特效的光滑粒子流体动力学仿真
    徐添辰 吴恩华
    2012, 1(1):77-83.
    [摘要](4235) [HTML](0) [PDF 6.36 M](3024)
    摘要:
    长期以来,由于流体仿真和物体变形计算都具有相当程度的复杂性,使得流体与刚体的交互模拟,特别是和带有复杂动画的角色交互的效果,难以达到实时计算和渲染。在此,笔者提出了一个新的方法,用于生成沿着角色运动而产生交互的流体特效。为了实现这类效果的生成,控制流体特效与运动角色的交互,首先针对角色运动轨迹进行跟踪,根据轨迹的几何性质而生成初始状态的流体特效;然后借助光滑流体动力学(SPH)对流体粒子进行仿真。其中针对基于SPH技术的复杂性,流体仿真的过程借助GPU并行计算的能力,采用了一种新的高效粒子搜索算法,最终实现普通用户级个人计算机上实时渲染具有流体运动特征的角色运动特效。
    17  多资源公平调度器在Hadoop 中的实现
    马肖燕 洪 爵
    2012, 1(3):66-71.
    [摘要](3969) [HTML](0) [PDF 2.31 M](4349)
    摘要:
    目前Hadoop的作业调度算法都是将系统中的多类资源抽象成单一资源,分配给作业的资源均是节点资源中固定大小的一部分,称为插槽。这类基于插槽的算法没有考虑到系统多资源的差异性,忽略了不同类型作业对资源的不同需求,因此导致系统在吞吐量和平均作业完成时间上性能低下。本文研究了多资源环境下公平调度算法在Hadoop中的实现,设计了一种多资源公平调度器MFS(Multi-resource Fair Scheduler)。MFS采用了DRF(Dominant Resource Fairness)调度思想,使用需求向量来描述作业对各类资源的需求,并按照需求向量中各资源的大小给作业分配资源。MFS能更加充分有效地使用系统的各类资源,并能满足不同类型作业对资源的不同需求。实验表明相比于基于插槽的Fair Scheduler 与Capacity Scheduler,MFS提高了系统的吞吐量,降低了平均作业完成时间。
    18  表面垂足刺激器的研究现状与趋势
    吴 臻 周 慧 李光林
    2013, 2(4):56-60.
    [摘要](3694) [HTML](0) [PDF 1.64 M](3429)
    摘要:
    足下垂是由腓总神经功能障碍引起踝关节无法背屈、行走时足趾拖地的症状。它不仅影响患者日常行走,还会使 其产生自卑心理。表面垂足刺激器将刺激电极贴附在腓总神经或者胫骨前肌上,使用传感器来侦测脚步动作,通过电刺 激使脚踝产生背曲屈及翻转动作,改善步行摆动期所发生的足下垂现象。本文阐述了表面垂足刺激器的工作原理及研究 进展,并对基于生物信号反馈的闭环足下垂刺激器的研究趋势进行了介绍。
    19  Deep Web 研究现状与展望
    高 明 黄哲学
    2012, 1(3):47-54.
    [摘要](3572) [HTML](0) [PDF 1.37 M](4616)
    摘要:
    随着Deep Web数量和规模的快速增长,通过对其发起查询请求以得到存储在后台数据库中的相关信息,日渐成为用户获取信息的主要方式。为了方便用户有效地利用Deep Web中的信息,越来越多的研究者致力于这一领域的研究,重点之一是Deep Web后台数据库的数据集成。由于Deep Web后台数据库存储的主要是文本信息,使得从文本处理角度出发,针对Deep Web中存储的内容进行查询与检索的研究具有十分广阔的应用前景。本文对Deep Web的研究现状进行了较为详细的分析,同时对研究的发展方向进行了展望。
    20  基于深度强化学习的自动驾驶策略学习方法
    夏伟 李慧云
    2017, 6(3):29-40.
    [摘要](2535) [HTML](0) [PDF 1.35 M](3782)
    摘要:
    自动驾驶是人工智能研究的重要应用领域,文章提出了一种基于深度强化学习的自动驾驶策略模型学习方法。首先采用在线交互式学习方法对深度网络模型进行训练,并基于专业司机的经验数据对 模型进行预训练,进而结合经验池回放技术提高模型训练收敛速度,通过对状态空间进行聚类再采样,提高其独立同分布特性以及策略模型的泛化能力。通过与神经网络拟和 Q-迭代算法的比较,所提方法的训练时间可缩短 90% 以上,稳定性能提高超过 30%。以复杂度略高于训练集的测试道路长度为基准,与经验过滤的 Q-学习算法相比,采用聚类再采样的方法可以使策略模型的平均行驶距离提高 70% 以上。

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