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基于声波操纵的微小物体运动建模与控制
1
作者
徐连迪
孙昊
+1 位作者
陶金
孙俊清
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期229-239,共11页
采用声波操纵克拉尼平板上的微小物体,在精准医学、液滴和颗粒的工业控制等方面有着广阔的应用前景.传统声波操纵认为在运动过程中,声波对微粒的影响是无序的,而近年来,研究得出声振动是有序的,但缺乏精确、有效的建模手段,限制其应用....
采用声波操纵克拉尼平板上的微小物体,在精准医学、液滴和颗粒的工业控制等方面有着广阔的应用前景.传统声波操纵认为在运动过程中,声波对微粒的影响是无序的,而近年来,研究得出声振动是有序的,但缺乏精确、有效的建模手段,限制其应用.针对该问题,本文提出了结合Faster R-CNN算法与局部加权回归(LOESS)算法的方法对声波场进行建模.采用图像识别技术辨识微粒在克拉尼平板上的位置,计算在某一固定声波频率下微小粒子在克拉尼平板不同位置上的位移.在积累大量位移数据后,基于LOESS算法,建立平板上的完整声波位移模型,分析声波力场如何在平面上对微小物体的运动施加影响,并建立仿真模型,进行克拉尼平板上微粒操纵的仿真实验.最后,本文将基于所搭建的声波操纵平台,对易碎的速溶咖啡颗粒进行控制,通过与仿真实验相对比,验证了建模与控制方法的可行性,证明该模型可实现微小粒子的运动控制.
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关键词
声波操纵
微小物体控制
克拉尼平板
Faster
R-CNN
局部加权回归
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职称材料
声波操纵微小物体的人工智能实验课程设计
被引量：
2
2
作者
孙昊
许丽
+2 位作者
孙青林
孙明玮
焦晓东
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2023年第4期175-178,共4页
为了直观、快速地引导学生理解人工智能技术概念,并对进一步研究产生兴趣,设计了一种基于声波操纵微小物体的实验课程。该课程介绍了深度学习、强化学习等人工智能技术在声波操纵领域的应用,针对突破传统控制技术解决微小物体操纵方面...
为了直观、快速地引导学生理解人工智能技术概念,并对进一步研究产生兴趣,设计了一种基于声波操纵微小物体的实验课程。该课程介绍了深度学习、强化学习等人工智能技术在声波操纵领域的应用,针对突破传统控制技术解决微小物体操纵方面的瓶颈,为本科生及研究生分别设计了多阶段课程内容,既可对零基础学生进行人工智能技术的介绍和应用教学,也有助于具备一定基础知识的学生开展科技前沿的声波控制方法研究。
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关键词
声波操纵
人工智能
实验教学
深度学习
强化学习
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职称材料
题名
基于声波操纵的微小物体运动建模与控制
1
作者
徐连迪
孙昊
陶金
孙俊清
机构
天津理工大学计算机科学与工程学院
南开大学人工智能学院
Silo AI
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期229-239,共11页
基金
国家自然科学基金项目(62003177,61973172,62003175)
国家部委基金资助项目(8091B022133)资助.
文摘
采用声波操纵克拉尼平板上的微小物体,在精准医学、液滴和颗粒的工业控制等方面有着广阔的应用前景.传统声波操纵认为在运动过程中,声波对微粒的影响是无序的,而近年来,研究得出声振动是有序的,但缺乏精确、有效的建模手段,限制其应用.针对该问题,本文提出了结合Faster R-CNN算法与局部加权回归(LOESS)算法的方法对声波场进行建模.采用图像识别技术辨识微粒在克拉尼平板上的位置,计算在某一固定声波频率下微小粒子在克拉尼平板不同位置上的位移.在积累大量位移数据后,基于LOESS算法,建立平板上的完整声波位移模型,分析声波力场如何在平面上对微小物体的运动施加影响,并建立仿真模型,进行克拉尼平板上微粒操纵的仿真实验.最后,本文将基于所搭建的声波操纵平台,对易碎的速溶咖啡颗粒进行控制,通过与仿真实验相对比,验证了建模与控制方法的可行性,证明该模型可实现微小粒子的运动控制.
关键词
声波操纵
微小物体控制
克拉尼平板
Faster
R-CNN
局部加权回归
Keywords
sonic manipulation
tiny object control
Chladni plate
Faster R-CNN
LOESS
分类号
O429 [理学—声学]
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
声波操纵微小物体的人工智能实验课程设计
被引量：
2
2
作者
孙昊
许丽
孙青林
孙明玮
焦晓东
机构
南开大学人工智能学院
南开大学虚拟仿真实验教学中心
出处
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2023年第4期175-178,共4页
基金
国家自然科学基金项目(62003177,61973172)
天津市教学成果奖重点培育项目(PYGJ-023)
教育部产学合作协同育人项目(202101336011)。
文摘
为了直观、快速地引导学生理解人工智能技术概念,并对进一步研究产生兴趣,设计了一种基于声波操纵微小物体的实验课程。该课程介绍了深度学习、强化学习等人工智能技术在声波操纵领域的应用,针对突破传统控制技术解决微小物体操纵方面的瓶颈,为本科生及研究生分别设计了多阶段课程内容,既可对零基础学生进行人工智能技术的介绍和应用教学,也有助于具备一定基础知识的学生开展科技前沿的声波控制方法研究。
关键词
声波操纵
人工智能
实验教学
深度学习
强化学习
Keywords
acoustic manipulation
artificial intelligence
experimental teaching
deep learning
reinforcement learning
分类号
TP3 [自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于声波操纵的微小物体运动建模与控制
徐连迪
孙昊
陶金
孙俊清
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
声波操纵微小物体的人工智能实验课程设计
孙昊
许丽
孙青林
孙明玮
焦晓东
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2023
2
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职称材料
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