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开放世界物体识别与检测系统:现状、挑战与展望

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计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2128-2141页

作者：聂晖王瑞平陈熙霖中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

探究了从封闭环境到开放世界环境的转变及其对视觉感知(集中于物体识别和检测)与深度学习领域的影响.在开放世界环境中,系统软件需适应不断变化的环境和需求,这为深度学习方法带来新挑战.特别是,开放世界视觉感知要求系统理解和处理训... 详细信息

探究了从封闭环境到开放世界环境的转变及其对视觉感知(集中于物体识别和检测)与深度学习领域的影响.在开放世界环境中,系统软件需适应不断变化的环境和需求,这为深度学习方法带来新挑战.特别是,开放世界视觉感知要求系统理解和处理训练阶段未见的环境和物体,这超出了传统封闭系统的能力.首先讨论了技术进步带来的动态、自适应系统需求,突出了开放系统相较封闭系统的优势.接着,深入探讨了开放世界的定义和现有工作,涵盖开集学习、零样本学习、小样本学习、长尾学习、增量学习等5个开放维度.在开放世界物体识别方面,分析了每个维度的核心挑战,并为每个任务数据集提供了量化的评价指标.对于开放世界物体检测,讨论了检测相比识别的新增挑战,如遮挡、尺度、姿态、共生关系、背景干扰等,并强调了仿真环境在构建开放世界物体检测数据集中的重要性.最后,强调开放世界概念为深度学习带来的新视角和机遇,是推动技术进步和深入理解世界的机会,为未来研究提供参考.

关键词：开放世界视觉感知物体检测物体识别评价指标仿真环境

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位宽感知的寄存器绑定算法

软件学报 2024年第6期35卷 2631-2647页

作者：高猛赵家程崔慧敏冯晓兵中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

寄存器绑定是高层次综合中的一个基础优化问题,主要目标是在保证电路功能的同时最小化寄存器资源的使用.传统的方法尝试将编译器的寄存器分配算法应用于寄存器绑定中,但却忽略了分配问题与绑定问题的差异性,因此在绑定过程中引入了额外... 详细信息

寄存器绑定是高层次综合中的一个基础优化问题,主要目标是在保证电路功能的同时最小化寄存器资源的使用.传统的方法尝试将编译器的寄存器分配算法应用于寄存器绑定中,但却忽略了分配问题与绑定问题的差异性,因此在绑定过程中引入了额外的资源约束,或采用了不适合电路设计的编译优化技巧,从而导致资源浪费.为解决这些问题,将寄存器绑定问题转化为连续多重着色问题,并提出一种基于位宽与顶点度结合的启发式求解方法.所提方法通过对变量的位宽和活跃区间等信息的细粒度刻画和建模,能够进一步优化寄存器资源的开销,同时无需插入额外的指令.将该算法与两种典型算法进行比较,实验结果表明,所提算法在MiBench测试集的96.72%的测试用例中达到理论最优解,比其他两种方法分别提高31.5%和25.1%;在Rosetta测试集的所有测试用例中均表现为最优解,比其他两种方法分别提高7.41%和7.39%.

关键词：高层次综合寄存器绑定资源共享

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导电酞菁基金属有机框架的高效电催化研究（英文）

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化学进展 2024年第3期36卷 285-296页

作者：陆顺刘元刘鸿中国科学院重庆绿色智能技术研究院

在满足日益增长的可持续能源和环境保护需求下，开发用于多种电化学场景的新型催化剂发挥着重要作用。导电酞菁基金属有机框架（MOFs）是一类新型的层叠多孔MOFs，具有面内扩展π共轭结构，可以通过促进传质和电子/电荷转移来增强电催... 详细信息

在满足日益增长的可持续能源和环境保护需求下，开发用于多种电化学场景的新型催化剂发挥着重要作用。导电酞菁基金属有机框架（MOFs）是一类新型的层叠多孔MOFs，具有面内扩展π共轭结构，可以通过促进传质和电子/电荷转移来增强电催化活性。导电酞菁基MOFs具有优异的导电性，使其在如水、氧、二氧化碳和氮还原等各种电催化反应中非常有前景。导电酞菁基MOFs在电化学能量转换和环境研究中表现出良好的活性。本文主要关注导电酞菁基MOFs，而非其他类型的导电MOFs，并全面概述其导电机理和主要的电催化反应，还将讨论在电催化中使用导电酞菁基MOFs作为非均相催化剂的最新进展。此外，本文将探讨与导电酞菁基MOFs在电催化中的应用的挑战和展望。

关键词：导电金属有机框架酞菁基金属有机骨架共轭结构电催化

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极地航行船舶防覆冰涂层研究进展

表面技术 2024年第6期53卷 1-10页

作者：张祎轩刘涛刘耀虎刘杰王健君中国科学院化学研究所北京100190 上海海事大学上海201306 中国科学院前沿科学与教育局北京100864 中国科学院理化技术研究所北京100190

两极地区是未来重要的能源和资源基地。然而,极地长年低温多冰,极大限制了我国对两极地区的科学考察、商业航运和能源开发进程。因此,发展长效稳定的防覆冰技术是推进极地发展战略的关键。系统阐明了船舶在极地航行过程中面临的结冰困境... 详细信息

两极地区是未来重要的能源和资源基地。然而,极地长年低温多冰,极大限制了我国对两极地区的科学考察、商业航运和能源开发进程。因此,发展长效稳定的防覆冰技术是推进极地发展战略的关键。系统阐明了船舶在极地航行过程中面临的结冰困境,分析了船舶积冰的类型,总结了目前解决船舶覆冰问题的多种防除冰技术及发展现状,包括主动防除冰技术(机械除冰、超声导波除冰、加热除冰、化学熔融除冰等)和被动防覆冰涂层技术(气体润滑防覆冰涂层、液体润滑防覆冰涂层、“类液体”润滑防覆冰涂层、界面可控断裂防覆冰涂层等),同时对各技术在极地船舶防冰应用中的优缺点和可行性进行了深入分析。展望了船舶装备对特种防冰涂层的关键需求,提出主、被动协同除冰技术是实现极地船舶防覆冰的重要策略。

关键词：极地船舶防冰涂层材料冰黏附

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一种扫频干涉激光测距系统的标定方法

光学学报 2024年第14期44卷 111-119页

作者：闫语畅薛蔺洋陈潇洒陈桂林韩昌佩中国科学院上海技术物理研究所中国科学院大学

针对扫频干涉激光测距系统的标定问题，首先建立扫频干涉的数学物理模型，对测距原理进行推导；然后针对激光频率漂移导致系统误差的问题，提出通过改变扫描镜角度并利用基准尺对系统参数进行标定的方法；之后研究激光器扫频非线性误差... 详细信息

针对扫频干涉激光测距系统的标定问题，首先建立扫频干涉的数学物理模型，对测距原理进行推导；然后针对激光频率漂移导致系统误差的问题，提出通过改变扫描镜角度并利用基准尺对系统参数进行标定的方法；之后研究激光器扫频非线性误差数学物理模型，提出线性电流调制和信号处理算法对扫频特性进行标定，再构造电流调制函数对扫频非线性进行校正，仿真分析并对其进行验证；最后搭建相关实验平台，对两种标定校正方法分别进行实验，验证所提方法的有效性。在不额外增加光学器件或高精度仪器的情况下，所提标定方法可以实现扫频干涉激光测距系统的参数标定和校正，对在地面测试和在轨部署应用的测距系统保持长期稳定工作具有实际工程价值。

关键词：测量扫频干涉激光测距分布式反馈激光器系统标定非线性校正风云四号

新一代帕洛马天文台光谱仪的虚拟刀口欠采样像质测量方法

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光子学报 2024年第4期53卷 11-19页

作者：汤丽峰胡中文陈儒周楠季杭馨中国科学院南京天文光学技术研究所南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所) 南京210042 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学南京学院南京211135

天文光谱仪的成像质量可用点扩散函数或线扩散函数来表征,但其相对于光谱仪探测器通常为欠采样,很难直接测量。在新一代帕洛马天文台光谱仪的像质测试中引入虚拟刀口法进行光源物面扫描,并应用虚拟刀口法开展欠采样光谱仪像质及光源尺... 详细信息

天文光谱仪的成像质量可用点扩散函数或线扩散函数来表征,但其相对于光谱仪探测器通常为欠采样,很难直接测量。在新一代帕洛马天文台光谱仪的像质测试中引入虚拟刀口法进行光源物面扫描,并应用虚拟刀口法开展欠采样光谱仪像质及光源尺度测量,通过模拟和实验研究,对比分析过采样经典直边刀口法和过采样直接测量方法,验证了虚拟刀口法具有良好的测量精度。在693 nm处,直边刀口法测得光谱仪过采样线扩散函数的半高全宽为7.05μm,虚拟刀口法测量欠采样线扩散函数的半高全宽为7.14μm,测量误差为1.3%。在0.3"视场的光源尺度下,虚拟刀口法测得689、693、701 nm欠采样线扩散函数的半高全宽分别为24.2、27.7、30.8μm,以过采样直接测量结果为参考,其测量准确度分别为98.3%,93.9%和88.8%。实验结果表明,探测器成像严重欠采样时,采用光源物面扫描的虚拟刀口法可准确测量光谱仪的成像质量,该方法结合色散系数还可实现光谱仪分辨率的测量,相关研究工作可为天文光谱仪像质的直接测量提供借鉴。

关键词：点扩散函数线扩散函数虚拟刀口欠采样成像像质测量

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人类移动数据生成方法:研究进展与趋势探讨

地球信息科学学报 2024年第4期26卷 831-847页

作者：刘康中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055

人类移动行为与交通、传染病、安全应急等现实应用息息相关。尽管现代信息和通信技术发展使得采集大规模个体移动定位数据成为易事,但涉及个人隐私又存在冗余、缺失和噪声的原始轨迹数据在实际中的可得性和易用性仍有很大局限。通过建... 详细信息

人类移动行为与交通、传染病、安全应急等现实应用息息相关。尽管现代信息和通信技术发展使得采集大规模个体移动定位数据成为易事,但涉及个人隐私又存在冗余、缺失和噪声的原始轨迹数据在实际中的可得性和易用性仍有很大局限。通过建模方式生成个体轨迹数据和群体移动数据,使其在统计层面接近并在应用层面可替代真实数据,是值得尝试的解决思路。本文面向个体轨迹数据生成和群体移动数据生成两大研究主题,将生成方法分为基于机理模型的方法和基于机器学习的方法,对其研究进展进行了系统总结,并探讨了其发展趋势和所面临的挑战。本文提出,未来人类移动数据生成方法研究需要多学科深度交叉共同探索人类移动行为底层机制、关注机理模型与机器学习耦合建模、借助生成式人工智能与大语言模型前沿技术、平衡生成数据可用性与隐私保护效果、强调空间泛化与迁移学习能力、控制模型训练与使用成本等。本文认为,人类移动过程是典型的人地交互过程,地理信息科学应在吸纳计算机科学、统计物理学、复杂性科学等多学科理论方法的基础上,充分发挥本学科特色,将空间依赖、距离衰减、空间异质性、尺度等地理空间效应显式纳入建模过程,提升模型性能及合理性。

关键词：人类移动数据合成数据轨迹生成机器学习机理模型生成式人工智能隐私保护地理空间人工智能

新通用顶级域名解析行为分析与恶意域名检测方法

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计算机研究与发展 2024年第4期61卷 1038-1048页

作者：杨东辉曾彬李振宇中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 长沙学院长沙410022

自2013年ICANN发起新通用顶级域名(new gTLD)的授权以来,域名系统(domain name system,DNS)中已增加了上千个new gTLD.已有工作表明new gTLD在为域名注册者带来了灵活性的同时,由于注册成本低等原因也经常被用于恶意行为,识别恶意new g... 详细信息

自2013年ICANN发起新通用顶级域名(new gTLD)的授权以来,域名系统(domain name system,DNS)中已增加了上千个new gTLD.已有工作表明new gTLD在为域名注册者带来了灵活性的同时,由于注册成本低等原因也经常被用于恶意行为,识别恶意new gTLD域名具有重要的意义.然而,由于new g TLD域名在域名长度等方面的独有特征,已有恶意域名识别方法应用于new gTLD恶意域名的识别时准确率低.针对这一问题,首先基于海量域名解析数据,从顶级域名对应二级域名(SLD)数量、查询量、查询失败率、内容复制和承载基础设施共享5个方面刻画了new gTLD域名解析行为.然后分析恶意域名的解析行为并发现其在内容承载基础设施集中性、SLD对应的完全限定域名(FQDN)数目、域名查询次数、请求用户网络空间分布、SLD长度分布等方面的特征.最后根据这些特征设计了一种基于随机森林的new g TLD恶意域名检测方法.实验结果表明,所提方法达到了94%的准确率,优于已有恶意域名检测方法.

关键词：域名系统新通用顶级域名互联网测量行为分析恶意域名检测

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磁性微型机器人的自动化操控研究综述

控制理论与应用 2024年第4期41卷 667-680页

作者：刘佳徐天添吴新宇中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055

微型机器人是指尺度在毫米及其以下(几百纳米到几毫米)的一类机器人,是机器人研究领域的一个重要分支.低强度电磁场无线操控的微型机器人,可以在狭小的空间运动,完成复杂的作业任务,在微操作、靶向药物输送和体内传感标记等生物医学研... 详细信息

微型机器人是指尺度在毫米及其以下(几百纳米到几毫米)的一类机器人,是机器人研究领域的一个重要分支.低强度电磁场无线操控的微型机器人,可以在狭小的空间运动,完成复杂的作业任务,在微操作、靶向药物输送和体内传感标记等生物医学研究中有着广泛的应用前景.经历几十年的发展,研究人员在机器人的结构设计、微纳制作和伺服控制方面贡献了许多重要理论和实践成果.本文旨在介绍自动化方法在磁性微型机器人中的应用,主要包含运动建模、闭环控制和路径规划方面的研究内容,并讨论磁性软体微型机器人在建模与运动控制方面存在的挑战.最后,提出磁性微型机器人在控制与规划方面的研究方向.

关键词：磁驱动磁性微型机器人磁性软体微型机器人闭环控制路径规划