集成模块化航空电子 (IMA) 架构是军用航空航天工业中一个新兴的概念,它已在商业领域成功实施。高度模块化的架构允许多个航空应用程序在同一硬件上执行,这要归功于航空无线电公司 (ARINC) 定义的标准。系统架构师负责设计和利用 IMA 架构来满足利益相关者设定的要求。他们在工作中非常依赖经验、系统知识和设计模式。本论文旨在为系统架构师在航空航天工业中开发 IMA 架构时找到相关指标。我们进行了一项指标调查,重点关注航空航天和密切相关的行业,并将其扩展到软件和实时指标。为了找到一到三个指标,我们与领域专家团队一起进行了多次演示和放映。选择了三个指标:使用香农熵的结构复杂性、不稳定性和抽象性指标以及复杂性和耦合性指标。我们详细描述并实施了这些指标。创建了一个小规模系统,以协助并更好地理解指标如何测量以及测量什么。所选指标是否适用于航空航天业的系统架构师仍有待实证验证。提出了一个建议的验证过程以供未来工作使用。
不同的音乐家和研究人员创建了各种音乐系统,目的是简化基于电生理信号和身体姿势的数字乐器的开发过程 [1,8]。然而,他们的努力往往与主流科学或音乐界隔绝,限制了知识和实践的相互交流。在脑电图领域,使用命令行界面的脑机音乐接口 (BCMI [9]) 软件 [11,12]、复杂的架构 [1,5,14,15] 或程序编程 [12,17] 使得一小部分潜在感兴趣的用户(即具有必要技术技能的用户)可以进行实时脑电图处理。此外,选择和实施脑电图分析需要一定程度的神经科学培训或至少是理解。虽然市场已经做出了反应,推出了越来越用户友好的系统(例如 [10] 最近的一篇评论),但它们通常没有提供足够开放和灵活的软件架构来满足艺术实践的需求。商业软件的价格也可能过高,而且通常专门用于特定的治疗或医疗用途。简而言之,目前缺乏将电生理信号处理纳入灵活音乐环境的标准化系统的需求。肌肉群识别、电极放置和任务设计方面的最佳实践需要传达给非专业用户。我们将要讨论的软件开发是对这种情况的回应,也是名为 Body Brain Digital Musical Instrument (BBDMI) 的大型项目的一部分。该项目的目的是为没有神经科学和信号分析领域专业知识的音乐家和艺术家开发一种数字乐器 [16]。换句话说,BBDMI 的主要目标是通过提供用户友好的界面来处理从采集到特征选择和声音映射的信号处理,从而创建一个灵活而富有创意的平台来试验电生理信号。本文的结构如下。我们首先介绍当前研究的相关工作。接下来,我们将详细描述我们的系统架构、遇到的技术挑战以及与音乐界的潜在相关性。然后,我们将展示我们的修补工作流程、信号处理模块以及在用户研究和音乐会期间开发的映射策略。最后,我们将总结如何改进系统的想法、可能的未来方向以及我们公共存储库的链接。在文中,我们使用术语 ExG 来指代肌电图 (EMG) 和脑电图 (EEG)。
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为了应对这一挑战,第一代无人机航空电子架构被分为三个松散耦合的物理部分。第一部分专用于导航和飞行控制;第二部分提供传感器、硬件和软件组件,以确保所需的自主性水平;而第三部分控制无人机的有效载荷。第二和第三部分通常特定于无人机应该执行的操作角色。在大多数情况下,每个部分都由一个单片专用平台实现,该平台由最简单的处理器组成,具有自己的资源(内存和通信总线)(图 1)。90 年代和 21 世纪开发的无人机基于这一原则(例如,参见 [27] 的附录 A 和 [33] 中的 Piccolo 架构)。
本文研究了三重模块冗余 (TMR) 实现对系统可靠性的影响。为此,对具有 RISC-V 架构的微处理器进行了模拟,分别采用了 TMR 实现和未采用 TMR 实现。在模拟中,注入了单事件瞬变 (SET) 和多事件瞬变 (MET)。此外,还模拟了采用 TMR 实现的晶体管故障。TMR 应用于处理器的 Multi/Div 块,故障将注入这些三重块的输入端。将使用注入故障数与传播故障数之比来比较采用和未采用 TMR 的系统的性能。当系统仅注入 SET 时,不采用 TMR 的系统的比例从 0.058 到 0.389,具体取决于发生 SET 的概率,而采用 TMR 的系统则根本不传播任何故障。如果注入 MET,则不带 TMR 的系统性能会更好,比率在 0.069 和 0.291 之间,而带 TMR 的系统比率在 0 和 0.036 之间。TMR 实施可显著降低错误传播的概率,但如果多事件瞬变击中多条类似的线路,它仍可能失败。为了解决这个问题,应该实施其他形式的冗余。
2 www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/reinventing-construction-through-a-productivity-revolution 3 https://www.energyefficiencyforall.org/resources/more- savings-for-more-residents-progress-in-multifamily-housing-energy/ 4 https://www.nibs.org/oscc 5 https://www.modular.org/industry-analysis/ 6 https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/business%20functions/operations/our%20insights/voices%20on%20infrastruct%20scaling%20modular%20construction/gii-voices-sept-2019.pdf 7 https://www.modular.org/what-is-modular-construction/ 8 www.researchgate.net/publication/305550264_Towards_the_adoption_of_modular_construction_and_prefabrication_in_the_construction_environment_A_case_study_in_Malaysia 9 www.meehleis.com/wp-content/uploads/2015/05/2015_Off-Site_PMC_Report-Ryan-Smith.pdf
总部位于俄勒冈州的 NuScale 公司自 2000 年以来一直致力于商业化小型传统压水反应堆,这种反应堆占美国现有运行核电机组的三分之二。它是美国几家希望将现有反应堆技术变体推向市场的公司之一,作为碳约束环境下未来电力需求的潜在解决方案。在本次分析中,IEEFA 选择关注 NuScale 为犹他州联合市政电力系统 (UAMPS) 建造的小型核反应堆 (SMR),因为其开发工作目前是最先进的——即使该公司的第一台机组现在预计要到 2029 年才开始发电。尽管如此,虽然重点关注 NuScale,但我们在以下几页中提出的技术和实施问题以及财务问题也适用于其他希望进入 SMR 市场的竞争对手。2
这种多样性可能会为市场带来全新的产品类别,带来诸多优势,例如更高的温度,更通用的应用,更长的燃料循环(可能超过 20 年),以及完全回收现有的废核燃料——消除了其主要缺点之一。为未来市场设计核电的机会还带来了快速灵活的负荷跟踪设计,促进了与可变可再生能源的更好整合,以及以经济高效的方式满足工业和家庭全天候需求的能力。
抽象上下文。对啮齿动物的长期深度脑刺激(DBS)研究对于该领域的研究进度至关重要。但是,大多数刺激装置都需要夹克或大型头部安装系统,这些系统严重影响流动性和一般福利影响动物的行为。目标。开发一种临床前神经刺激植入系统,用于小动物模型中的长期DBS研究。方法。我们提出了一种称为软件定义的植入式平台(Stella)的低成本双通道DBS植入物,其印刷电路板尺寸为Ø13×3.3毫米,重量为0.6 g,当前消耗为7.6 µ µA/3.1 V,结合了一种基于环氧树脂的包装方法。主要结果。Stella提供具有广泛使用的商业电极的电荷平衡和可配置的电流脉冲。在体外研究表明,使用CR1225电池表明至少12周无错误的刺激,但我们的计算预测使用CR2032的电池寿命最多为3年。在成年大鼠中对丘脑下核的DBS的示例性应用表明,在42天内,完全植入的Stella神经刺激剂在42天内耐受良好的耐受性,而没有相关的术后阶段相关压力,从而导致正常动物行为。封装,功能的外部控制和监视被证明是可行的。用标准参数刺激通过丘脑下神经元引起C-FOS表达,证明了Stella的生物活性功能。意义。所有硬件,软件和其他材料均可在开源许可下获得。我们开发了一种完全可植入的,可扩展和可靠的DBS设备,该设备满足了在自由移动的啮齿动物疾病模型中对DB的反向转化研究的迫切需求,包括敏感的行为实验。因此,我们根据“人道实验技术的原理” - 替代,减少和精致(3R)添加了一项重要的动物研究技术。