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。     

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。     

面向芯片级自修复的胚胎电子电路设计与实现

该文以胚胎电子电路的相关理论为前提,探讨了自修复数字电路的设计方法和实现方式,同时对其逻辑块、配置寄存器和自修复辅助电路进行粗略的研究。     

嵌入式数字电路故障自修复技术研究

复杂电磁环境下嵌入式信息处理终端安全可靠运行的问题越来越突出,尝试利用仿生学的办法,解决嵌入式数字电路故障自修复的问题。首先,根据嵌入式系统对功耗、成本和可裁剪性的要求,选择用于数字电路内进化设计的虚拟重配置技术并利用商业现场可编程逻辑门阵列(FP-GA)芯片实现一种虚拟重配置电路。进而,提出一种具有强容错性能的冗余阵列结构,并结合Ni-osII处理器和遗传修复算法实现具有故障自修复功能的原型试验系统。最后,以2位乘法器为试验对象,利用故障注入的方法验证其故障自修复的性能,结果表明:当冗余阵列内97%的计算节点发生固定型故障时,此方法仍表现出较好的稳定性和有效性。     

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。     

基于自组织神经网络SOM和K-means聚类算法的图像修复

近来自然图像的修复已经成了一个热门话题.提出了一种基于K-means聚类算法的自组织神经网络(SOM),称为SOM-K.它首先利用SOM来训练每一个像素的特征向量,并把一幅图像分层.这样就能把每个破损像素分到每层,同时SOM训练后的输出也通过K-means聚类算法来聚合,分别在各个层中修复破损的像素.最后把修复好的各层溶合到一起.与单独使用SOM相比,SOM-K具有更精确的分类能力.     

非线性自修复控制方法及仿真研究

文章在系统论述了自修复控制方法的基础上 ,给出了一种新的模型参考自修复控制方法 ;推导了具有较大稳定域的自适应 RK公式以解决仿真计算量大的难点 ;针对非线性自修复控制系统综合仿真的具体背景 ,应用新的简单且无须故障辨识的自修复控制方法对某型歼击机进行了仿真研究。仿真结果表明 :该文提出的仿真算法具有通用性和实用性 ,由该文所获得的仿真结果可为自修复控制系统设计提供理论根据和工程数据。     

基于几何特征的自重构模块机器人自修复算法

基于网格型的自重构模块机器人,研究了一种基于几何特征分布式自重构机器人的自修复算法.它用广度和深度优先算法搜索有效的运动路径,将故障模块转移到系统构型边界处释放,并用备用模块取代.分析了该算法实现任意位置故障模块的自修复过程,并优化了自修复过程中的模块运动路径.仿真结果表明,对于三维网格型的自重构机器人,该自修复算法是可行和有效的.     

地下结构混凝土微胶囊自修复法及力学模型

由于受到外环境和内环境的共同作用,地铁隧道结构的劣化现象是不可避免的,且用常规方法难以修复.而微胶囊自修复混凝土为地铁隧道结构的修复提供了新的方法,它能够智能、大范围地修复细微裂缝,且对结构造成的初始损伤较小.为此,提出了基于泰勒弹性损伤模型的受拉荷载下地下结构微胶囊自修复混凝土的二维自修复细观力学模型,建立了损伤修复演化方程,给出了修复后柔度的求解公式.微胶囊自修复水泥的试验与数值对比分析表明,该模型不仅能够模拟地下结构微胶囊自修复混凝土的损伤修复现象,而且具有较好的计算精度.     

基于IEEE-1394b协议带有自诊断功能的光电转换实现

提出一种基于IEEE-1394b协议的光总线系统实现,完成了带有自诊断功能的光电转换电路,即可以从PC端和LCD实时监测光链路的工作.从光链路的测试眼图可以看出,设计的光电转换电路可满足光总线系统信号波形的要求.     

Elimination-Evolution Self-repair Method for Bio-inspired Electronic System

The existing self-repair methods,evolvable hardware and embryonic electronics( embryonics) are analyzed. Based on the advantages and disadvantages of the existing self-repair methods,a novel self-repair method named elimination-evolution self-repair method is proposed. The system can be repaired through elimination in real time and evolved to optimize the allocation of system resources with this method. The proposed self-repair method not only ensures the speed of the system's self-repair,but also makes full use of system resources to improve the system's self-repair capacity and provides a new self-repair approach for bio-inspired electronic system. In the end,the advantages of the proposed eliminationevolution self-repair method are verified through a simulation experiment.     

一种基于备份节点的无线传感器网络拓扑控制算法

无线传感器网络的特征是自组织和能量有限,为确保网络可靠的工作,组网的策略是影响网络生命周期的一个重要因素,而过于复杂的拓扑控制算法和路由算法本身又会加重网络负担。对于此问题,提出了一种基于备份节点策略的实用无线传感器组网拓扑控制算法,此算法在传统树形拓扑上通过添加备份节点和隐含连接的方式实现了快速且可靠的在拓扑形成。由于拓扑结构中的激活连接类似于传统的树形结构,故通过HRP(Hierarchical Routing Protocol)的路由方式,在拓扑建立的同时生成路由信息,减少了维护路由信息带来的额外的网络负载。此算法生成的备份节点特性具有一种可继承的自愈特性,在出现节点失效时,网络局部可根据上下层节点信息进行自动的修复,确保网络的连通性。     

微胶囊自修复技术及其在聚合物基复合材料中的应用

介绍了微胶囊技术以及微胶囊自修复聚合物材料的自修复机理,阐述了微胶囊自修复技术在聚合物基复合材料损伤自修复过程中的应用,讨论了微胶囊自修复技术的研究成果.     

食品机械中自修复材料齿轮应用及噪声影响

介绍了复合材料的自修复技术及微胶囊自修复原理,提出在食品机械中采用加入微胶囊自修复材料的复合材料齿轮,实现食品机械减重、降噪.通过对新型齿轮复合材料试件摩擦过程中不同温度下的噪声数据分析和对比,探讨了自修复微胶囊对复合材料齿轮振动噪声性能的影响.实验结果表明,自修复微胶囊降低了齿轮的摩擦噪声.     

基于图像拼接的可信图像修补方法

为了尽可能地恢复被损坏图像的原始场景,获得最真实的复原效果,针对大区域破损图像的修复,提出了一个基于移位参考图像的可信图像修补与基于图像本身的自修复算法相结合的图像修复方法。首先,受启于图像拼接技术,若存在可以利用的参考图像,便利用SIFT(scale invariant feature transform)算法和RANSAC(random sample consensus)算法将参考图像与目标图像进行配准并投影拼接至目标图像,完成目标图像的可信修补。然后对仍未修复的破损区域进行图像自修复,其中自修复部分采用Criminisi算法。所得到的图像修复结果真实性与可信度较高,与实际景象偏差较小,说明该方法合理可行。     

Thymosin beta4 activates integrin-linked kinase and promotes cardiac cell migration, survival and cardiac repair

Heart disease is a leading cause of death in newborn children and in adults. Efforts to promote cardiac repair through the use of stem cells hold promise but typically involve isolation and introduction of progenitor cells. Here, we show that the G-actin sequestering peptide thymosin beta4 promotes myocardial and endothelial cell migration in the embryonic heart and retains this property in postnatal cardiomyocytes. Survival of embryonic and postnatal cardiomyocytes in culture was also enhanced by thymosin beta4. We found that thymosin beta4 formed a functional complex with PINCH and integrin-linked kinase (ILK), resulting in activation of the survival kinase Akt (also known as protein kinase B). After coronary artery ligation in mice, thymosin beta4 treatment resulted in upregulation of ILK and Akt activity in the heart, enhanced early myocyte survival and improved cardiac function. These findings suggest that thymosin beta4 promotes cardiomyocyte migration, survival and repair and the pathway it regulates may be a new therapeutic target in the setting of acute myocardial damage.     

一种CDMA2000 1xEV-DO终端物理层软件验证方法

提出了一种可以在计算机上验证CDMA2000 1x EV-DO(EVDO)终端物理层软件的仿真系统.该系统可以模拟实际硬件电路板各个软硬件模块的行为,以及模拟和终端物理层软件相关网络侧的行为,基于此对EVDO终端物理层软件进行仿真验证,提高了新项目的开发效率.     

n×n阵列胚胎电子系统应用中的优化设计问题分析

通过实例分析,指出对于同一胚胎电子系统,当活动节点的数量一定时,活动节点阵列的行列结构不同会带来不同的可靠性;然后针对具有n×n阵列的胚胎电子系统,采用k-out-of-m可靠性模型,分别在行取消和细胞取消两种错误恢复策略下,从理论和实验上分析了不同行列结构对活动节点阵列可靠性的影响,并给出优化的活动节点阵列设计准则.     

基于用户公平性的OFDMA业务分集资源调度算法

提出了一种基于用户公平性、适用于多用户传多业务的OFDMA移动通信系统的资源调度算法。该算法采用跨层设计方案,综合考虑MAC层业务的QoS要求和物理层的信道状态信息进行自适应资源调度,以实现提高系统容量和保证用户公平性之间的折中与优化。仿真结果表明,相对于未采用业务分集的方案,该文所提算法能够显著的提高系统容量;同时,相对于已有的基于容量最大化的算法,所提算法在保证用户公平性方面有明显的优势。