XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System相位滞后
实现更快更好地转换人工神经网络...
摘要 — 脉冲神经网络 (SNN) 通过离散二进制事件计算和传递信息。在新兴的神经形态硬件中，它被认为比人工神经网络 (ANN) 更具生物学合理性且更节能。然而，由于不连续和不可微分的特性，训练 SNN 是一项相对具有挑战性的任务。最近的工作通过将 ANN 转换为 SNN 在出色性能上取得了实质性进展。由于信息处理方面的差异，转换后的深度 SNN 通常遭受严重的性能损失和较大的时间延迟。在本文中，我们分析了性能损失的原因，并提出了一种新型双稳态脉冲神经网络 (BSNN)，解决了由相位超前和相位滞后引起的失活神经元 (SIN) 脉冲问题。此外，当基于 ResNet 结构的 ANN 转换时，由于快捷路径的快速传输，输出神经元的信息不完整。我们设计了同步神经元 (SN) 来帮助有效提高性能。实验结果表明，与以前的工作相比，所提出的方法仅需要 1/4-1/10 的时间步骤即可实现几乎无损的转换。我们在包括 CIFAR-10（95.16% top-1）、CIFAR-100（78.12% top-1）和 ImageNet（72.64% top-1）在内的具有挑战性的数据集上展示了 VGG16、ResNet20 和 ResNet34 的最先进的 ANN-SNN 转换。
AN1306：避免轨对轨 CMOS 放大器不稳定
电感器是一种具有频率相关阻抗特性的电气元件；电感器在低频时表现出低阻抗，在高频时表现出高阻抗。虽然“理想”运算放大器输出阻抗特性为零，但“实际”放大器的输出阻抗是电感性的，并且像电感器一样随着频率的增加而增加。EL5157 的输出阻抗如图 2 所示。使用运算放大器的应用中的一个常见挑战是驱动电容负载。之所以有挑战性，是因为运算放大器的电感输出与电容负载一起形成 LC 谐振槽拓扑，其中电容负载电抗与电感驱动阻抗一起导致当反馈围绕环路闭合时产生额外的相位滞后。降低相位裕度会导致放大器振荡的可能性。振荡时，放大器会变得非常热，并且可能会自毁。针对这一挑战，有几个非常著名的解决方案。1) 最简单的解决方案是在输出端串联一个电阻，以强制反馈来自放大器的直接输出，同时隔离无功负载。这种方法的代价是牺牲负载上少量的输出电压摆幅。2) 另一个直接的解决方案是应用“缓冲网络”。缓冲网络是一个与电容负载并联的电阻和电容，在负载上提供电阻阻抗以减少输出相移；提供额外的稳定性。
基于实时EEG的功能大脑连接参数提取
摘要。目标。设计一种新型架构，用于实时定量表征，该功能性脑连接网络来自可穿戴脑电图（EEG）。方法。我们对架构映射进行了算法，以计算相位滞后索引（PLI），以形成功能连接网络和提取一组图理论参数以定量表征这些网络。使用算法的数学定义中的近似值来优化该映射，该定义降低了其计算复杂性并产生更硬件的实现。主要结果。该体系结构是为19通道EEG系统开发的。系统可以在131 µs的总时间内计算所有功能连接参数，利用71％的逻辑资源，并在Stratix IV IV EP4SGX22330K FPGA中实现时在22.16 MHz操作频率下显示51.84 MW动态功耗。我们的分析还表明，该系统占据了相当于约937K 2输入NAND大门的面积，估计使用90 nm CMOS应用程序的估计功耗为39.3 MW，在0.9 V电源下为39.3 MW。明显的能力。所提出的体系结构可以计算功能性大脑连接性，并在低功耗中实时提取图理论参数。此特征使架构非常适合诸如可穿戴闭环神经反馈系统之类的应用，在该系统中，必须不断监视大脑活动和EEG快速处理以控制适当的反馈。
中风患者脊椎治疗后静止状态脑电图信号的功能连通性分析
摘要：中风障碍通常以认知和运动效果的形式出现，导致生活质量下降。恢复策略和机制，例如神经可塑性，是重要的因素，因为这些因素可以帮助提高康复的效果。本研究研究了脊骨疗法的脊柱操纵（SM）及其对24个亚急性静息状态功能连通性的影响与通过脑电图监测（EEG）监测的慢性中风患者。功能连通性分别通过相干和相位滞后指数（PLI）估算。非参数基于群集的置换测试用于评估SM后功能连通性变化的统计显着性。结果表明，默认模式网络（DMN）中Alpha频段中PLI度量的功能连接性显着增加。SM，T（23）= 10.45，p = 0.005之间的后扣带回皮层和偏头顶区域之间的功能连通性增加。在假控制程序之后没有发生重大变化。这些发现表明SM可能会改变中风患者大脑中的功能连通性，并突出了EEG在SM后监测神经塑性变化的潜力。此外，在可能受到大脑中疼痛感知，情节记忆，导航和空间表示等因素（例如疼痛感知，情节记忆，导航和空间代表）等因素之间可能影响的区域之间观察到了改变的连通性。但是，在本研究中未直接监测这些因素。因此，需要进一步的研究来阐明观察到的变化的基本机制和临床意义。
深度强化学习找到了涡流的新策略...
是一种有前途的机器学习方法，用于主动流量控制（AFC），深入加固学习（DRL）已成功地用于各种情况下，例如在层状和易变的湍流条件下的固定气缸的拖动减少。但是，DRL在AFC中的当前应用仍然存在缺点，包括过度传感器使用，不清楚的搜索路径和不足的鲁棒性测试。在这项研究中，我们的目标是通过应用DRL引导的自我旋转来抑制圆柱体在锁定条件下的涡流诱导的振动（VIV）来解决这些问题。只有由圆柱体的加速度，速度和位移组成的状态空间，DRL代理就学习了一种有效的控制策略，该策略成功地抑制了99的VIV幅度。6％。通过在感觉运动提示的不同组合和灵敏度分析之间进行系统的比较，我们确定了与流动物理学相关的搜索路径的三个不同阶段，其中DRL代理会调整动作的幅度，频率和相位滞后。在确定性控制下，仅需要一点强迫来维持控制性能，并且体内频率仅受到略微影响，这表明目前的控制策略与利用锁定效应的效果不同。通过动态模式分解分析，我们观察到，在受控情况下，主导模式的增长率均为负面，表明DRL明显增强了系统稳定性。此外，涉及各种雷诺数字和上游扰动的测试证实了学习的控制策略是可靠的。最后，本研究表明，DRL能够用很少的传感器控制VIV，从而使其有效，有效，可解释和健壮。我们预计DRL可以为AFC提供一个一般框架，并对基础物理学有更深入的了解。
基于脑电信号功能连接和复杂性的新生儿缺氧缺血性脑病婴儿认知结果预测
新生儿缺氧缺血性脑病后神经发育受损，尤其是认知障碍，是家长、临床医生和社会关注的一大问题。本研究旨在探讨使用先进的定量脑电图分析 (qEEG) 早期预测认知结果的潜在益处，本文在 2 岁时进行了评估。一组 20 名新生儿缺氧缺血性脑病 (HIE) 婴儿出生后第一周内记录了脑电图数据。提出的回归框架基于两组不同的特征，即从加权相位滞后指数 (WPLI) 得出的图论特征和由样本熵 (SampEn)、排列熵 (PEn) 和谱熵 (SpEn) 表示的熵指标。这两组特征都是在噪声辅助多元经验模态分解 (NA-MEMD) 域内计算的。相关性分析表明，新生儿 EEG 数据中提出的特征、图属性（半径、传递性、全局效率和特征路径长度）和熵特征（Pen 和 SpEn）与 2 岁时的认知发展在 delta 频带中存在显著关联。这些特征用于训练和测试树集成（增强和装袋）回归模型。使用熵特征和增强树回归模型，最高预测性能达到 14.27 均方根误差 (RMSE)、12.07 平均绝对误差 (MAE) 和 0.45 R 平方。因此，结果表明，提出的 qEEG 特征显示了早期的大脑功能状态；因此，它们可以作为后期认知障碍的预测生物标志物，这有助于识别那些可能从早期有针对性的干预中受益的人。
Aalborg Universets Forskningsportal
精神压力是一种常见的现象，会影响来自不同背景的人，并且与许多身体和心理疾病有关。大脑在个人对压力的看法和反应（包括其生理和行为反应）中起着至关重要的作用。在这项研究中，我们的目标是研究不同诱导的压力水平的影响，范围从轻度到重度，对大脑活性。我们的主要兴趣是确定精神压力是否会影响神经协调，如通过审进相聚类（ITPC）评估。此外，我们假设通过相位滞后指数（PLI）衡量的局部连通性的增加将导致降低区域连通性。使用参数调制研究设计，收集了来自41个颗粒体（20个女性，21名男性，21名男性，年龄范围18至46岁的女性，年龄范围18至46；平均= 26.1; SD = 7.06）的数据，使用参数调制研究设计。预处理后，我们提取了这两个提到的特征并进行了统计分析。作为附加分析，我们使用随机森林分类器评估了这些特征的歧视力。统计分析显示，额外，中央和顶区域的ITPC显着下降，伴随着压力增加的水平。从PLI分析中获得的结果表明，压力水平的增加与额叶，额叶和偏侧型区域的大脑连通性降低有关。CLAS鉴定结果表明，随机的Forrest分类器以83.78％精度预测了三个水平的应力。这些发现表明，基于阶段的EEG特征可以用作量化体内应力水平的新型神经学。此外，这项研究可能有助于开发更精确的工具来客观地衡量精神压力。
激光技术在量子信息科学中的应用
实验物理学的科学进步不可避免地依赖于基础技术的不断进步。激光技术可以实现受控的相干和耗散原子光相互作用，而微光学技术则可以实现标准光学无法实现的多功能光学系统。本论文报告了这两项技术的重要进展，目标应用范围从里德堡态介导的量子模拟和光镊阵列中单个原子的计算到高电荷离子的高分辨率光谱。报告了激光技术的广泛进展：通过引入机械可调透镜支架，外腔二极管激光系统的长期稳定性和可维护性得到显著改善。开发了基于类似透镜支架的锥形放大器模块。二极管激光系统由数字控制器补充，用于稳定激光频率和强度。控制器提供高达 1.25 MHz 的带宽和由商业 STEMlab 平台设定的噪声性能。此外，还开发了针对强度稳定和 Pound-Drever-Hall 频率稳定进行优化的散粒噪声受限光电探测器以及用于 MHz 范围拍音的光纤探测器。通过分析用于波长为 780 nm 的 85 Rb 激光冷却的激光系统的性能，证明了所提出技术的能力。参考激光系统稳定到由调制传输光谱提供的光谱参考。分析该光谱方案以发现高调制指数下的最佳操作。使用紧凑且经济高效的模块产生合适的信号。实现了一种基于光学锁相环的激光偏移频率稳定方案。来自参考激光系统的所有频率锁定均提供 60 kHz（FWHM）的 Lorentzian 线宽以及 10 天内 130 kHz 峰峰值的长期稳定性。基于声光调制器与数字控制器相结合的强度稳定允许在微秒时间尺度上进行实时强度控制，并辅以响应时间为 150 纳秒的采样保持功能。对激光系统的光谱特性提出了很高的要求，以实现量子态的相干激发。在本论文中，通过引入一种用于二极管激光器的新型电流调制技术来增强主动频率稳定的性能。实现了从 DC 到 100 MHz 的平坦响应和低于 90 ◦ 的相位滞后，最高可达 25 MHz，从而扩展了可用于激光频率稳定的带宽。将该技术与快速比例微分控制器相结合，实现了两个激光场，相对相位噪声为 42 mrad rms，用于驱动铷基态跃迁。通过双光子方案进行相干里德堡激发的激光系统通过从 960 nm 倍频提供 780 nm 和 480 nm 的光。从单模光纤获得的 480 nm 输出功率为 0.6 W。两个激光系统的频率都稳定在高精细度参考腔中，导致 960 nm 处的线宽为 1.02 kHz（FWHM）。数值模拟量化了有限线宽对里德堡拉比振荡相干性的影响。开发了一种类似于 480 nm 里德堡系统的激光系统，用于高电荷铋的光谱分析。先进的光学技术也是微光学镊子阵列的核心，它提供了前所未有的系统尺寸可扩展性。通过使用优化的透镜系统与自动评估程序相结合，演示了具有数千个点且阱腰小于 1 µm 的镊子阵列。使用增材制造工艺生产的微透镜阵列实现了类似的性能。微透镜设计针对制造工艺进行了优化。此外，还分析了由于抑制谐振光导致的偶极阱散射率，证明了使用锥形放大器系统生成偶极阱的可行性。