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基于高预测性的稀疏矩阵向量乘法并行计算优化

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计算机研究与发展 2023年第9期60卷 1973-1987页

作者：夏天付格林曲劭儒罗中沛任鹏举人机混合增强智能全国重点实验室(西安交通大学) 西安710049 视觉信息与应用国家工程研究中心(西安交通大学) 西安710049 西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049

稀疏矩阵向量乘法(sparse matrix-vector multiplication,SpMV)是广泛应用于科学计算、工业仿真和智能计算等领域的重要算法,是核心的计算行为之一.在一些应用场景中,需要进行多次的SpMV迭代,以完成精确的数值模拟、线性代数求解和图分... 详细信息

稀疏矩阵向量乘法(sparse matrix-vector multiplication,SpMV)是广泛应用于科学计算、工业仿真和智能计算等领域的重要算法,是核心的计算行为之一.在一些应用场景中,需要进行多次的SpMV迭代,以完成精确的数值模拟、线性代数求解和图分析收敛等计算要求.受限于SpMV本身的高度随机性和稀疏性所导致的数据局部性极差、缓存效率极低、计算模式非常不规则等问题,导致其计算负载成为当前高性能处理器的优化难点和研究热点.基于现代高性能超标量乱序处理器的架构特征,深入研究SpMV的各类性能瓶颈,并且提出从提升可预测性和降低程序复杂度的角度进行全面的性能优化.其核心思想是:通过构建串行访问的数据结构,提升数据访问的规律性和局部性,大幅度优化数据预取效率和缓存利用效率;通过构建规则的分支跳转条件,提升程序的分支预测准确率,有效提升程序执行效率;通过灵活运用SIMD指令集,有效提升计算资源利用率.通过对以上特性的优化,该方法可以显著缓解性能瓶颈,大幅度提升处理器资源、缓存资源和访存带宽的利用率,并且获得与主流商用计算库MKL相比平均2.6倍的加速比,相比于现有最先进算法获得平均1.3倍的加速比.

关键词：矩阵向量乘法稀疏矩阵计算矩阵格式分支预测数据预取

自主式口腔种植机器人术中常见故障及应对策略

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机器人外科学杂志（中英文） 2024年第5期5卷 898-902页

作者：郑晓娟李志文李艳朱甲谢娟赵雯口颌系统重建与再生全国重点实验室·国家口腔疾病临床医学研究中心·陕西省口腔医学重点实验室·空军军医大学第三附属医院数字化口腔医学中心口颌系统重建与再生全国重点实验室·国家口腔疾病临床医学研究中心·陕西省口腔医学重点实验室·空军军医大学第三附属医院修复科陕西西安710032

目的:总结自主式口腔种植机器人术中常见故障并提出相应的应对策略,为临床操作提供参考。方法:回顾性分析2020年7月—2023年4月空军军医大学第三附属医院数字化口腔医学中心256例自主式口腔种植机器人手术中发生的器械故障及其原因,并... 详细信息

目的:总结自主式口腔种植机器人术中常见故障并提出相应的应对策略,为临床操作提供参考。方法:回顾性分析2020年7月—2023年4月空军军医大学第三附属医院数字化口腔医学中心256例自主式口腔种植机器人手术中发生的器械故障及其原因,并提出解决方案。结果:在256例手术中,记录到31次器械故障,其中显示器黑屏4例(12.9%)、视觉相机识别异常12例(38.7%)、机械臂停止运动11例(35.5%),触控屏无反应4例(12.9%)。分析其原因,操作因素占比71.0%(22例)、设备因素占比22.5%(7例)、环境因素占比6.5%(2例)。临床医务人员和技术人员合作解决了术中器械故障,未对患者造成不良影响。结论:口腔种植机器人术中故障难以完全避免,通过总结常见故障并提出应对策略,能够帮助医护人员快速处理术中问题,保障手术顺利进行。

关键词：自主式口腔种植机器人设备故障应对策略

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基于焊枪摆动和电弧旋转的对接焊缝偏差识别

黑龙江工程学院学报 2024年第1期38卷 1-8页

作者：喻伟高延峰上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心上海201620

针对坡口宽度不一的对接焊缝难以实现焊缝偏差识别及自动焊接的难题,提出焊枪摆动和旋转电弧复合的焊缝偏差识别方法。研究对接焊缝在不同焊枪偏差情况下的焊接电流信号,采集电流信号并进行时频分析以选择合适的滤波方法,进行软阈值小... 详细信息

针对坡口宽度不一的对接焊缝难以实现焊缝偏差识别及自动焊接的难题,提出焊枪摆动和旋转电弧复合的焊缝偏差识别方法。研究对接焊缝在不同焊枪偏差情况下的焊接电流信号,采集电流信号并进行时频分析以选择合适的滤波方法,进行软阈值小波为核心的组合滤波,对滤波去噪后的电流信号作短时能量处理和偏差算法计算。实现焊枪的到边检测与焊缝偏差识别,且偏差结果与设定的焊枪偏差值基本相同,验证整个焊缝偏差识别方法的准确性。

关键词：焊枪摆动旋转电弧信号滤波偏差识别对接焊缝

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陶瓷领域人工智能图像处理的研究进展

陶瓷学报 2024年第4期45卷 670-688页

作者：聂宇查琪乐李成文章义来李超彭永康李娟许艳娜符锐张宽骥倪成林景德镇陶瓷大学江西省陶瓷企业信息化工程技术研究中心江西景德镇333403 广东松发陶瓷股份有限公司江西景德镇333403 景德镇陶瓷大学信息工程学院江西景德镇333403 景德镇陶瓷大学科学技术处江西景德镇333403 景德镇陶瓷大学管理与经济学院广东潮州515600

大数据与人工智能技术持续的深化发展及其在陶瓷领域的广泛应用,推动了产业的创新进程和效率的显著提升。本文综述了近年来陶瓷图像智能处理方面的重要研究进展,涵盖了图像修复、质量检测、图像识别、图像检索等多方面关键技术的应用,... 详细信息

大数据与人工智能技术持续的深化发展及其在陶瓷领域的广泛应用,推动了产业的创新进程和效率的显著提升。本文综述了近年来陶瓷图像智能处理方面的重要研究进展,涵盖了图像修复、质量检测、图像识别、图像检索等多方面关键技术的应用,揭示了人工智能技术如何提升陶瓷设计创新和生产过程的质量。此外,细致分析了智能图像处理技术在优化制造工艺、提高生产效率以及促进陶瓷艺术与文化遗产保护等方面的应用。最后,展望了未来大语言模型如何在陶瓷领域中开拓前沿的创新路径,成为推动行业进步的关键力量。

关键词：陶瓷图像处理机器视觉人工智能陶瓷生产

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基于语义的地球物理信息检索模型研究

物探化探计算技术 2014年第4期36卷 502-507页

作者：杨妮妮李文超刘海军辽宁石油化工大学抚顺113001 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210023 北京市轻纺机械机器视觉工程技术研究中心北京100176

针对网络上地球物理领域的信息资源复杂多样,而传统的信息检索方法在检索地球物理信息时结果比较片面这一问题,将本体技术与传统信息检索技术相结合,建立了一个基于语义的地球物理信息检索系统模型。研究了地球物理领域的本体特征,并设... 详细信息

针对网络上地球物理领域的信息资源复杂多样,而传统的信息检索方法在检索地球物理信息时结果比较片面这一问题,将本体技术与传统信息检索技术相结合,建立了一个基于语义的地球物理信息检索系统模型。研究了地球物理领域的本体特征,并设计建立了本体库;提出了计算地球物理领域本体的语义相似性方法,分析了地球物理爬虫的工作机制;最后编程实现了系统的主体功能,验证了系统模型设计的合理性、可行性。

关键词：地球物理信息语义本体信息检索

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矿石品位在线检测技术发展研究

中国工程科学 2024年第3期26卷 152-163页

作者：王怀远刘政宇曲福明王连成岳星彤张兴帆邵安林鞍钢集团北京研究院有限公司北京102209 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学矿产研究院北京100083 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110169

矿石品位是衡量矿产经济价值的核心指标,相应在线检测能力事关矿山企业经济效益、环境影响和生产智能化水平。本文论述了矿石品位在线检测技术的应用价值及分类情况,从放射性检测、光学检测、电磁检测、机器视觉检测等技术方向出发,梳... 详细信息

矿石品位是衡量矿产经济价值的核心指标,相应在线检测能力事关矿山企业经济效益、环境影响和生产智能化水平。本文论述了矿石品位在线检测技术的应用价值及分类情况,从放射性检测、光学检测、电磁检测、机器视觉检测等技术方向出发,梳理了矿石品位在线检测技术研究与应用进展;辨识了相关技术发展面临的挑战,涵盖技术研究层面的精度瓶颈与干扰因素、信号解析与优化难题、模型构建与数据依赖关系,实际应用层面的辐射安全与成本效益考量、适应多样矿石特性的技术突破、恶劣环境下稳定运行与即时反馈。进一步阐述了矿石品位在线检测技术未来发展方向,包括多模态融合与智能感知技术前沿探索、智能感知与数据处理算法迭代升级、微型化/远程化/智能化设备研发、实时动态监测网络系统构建与优化等关键技术攻关突破内容,深度学习促进微观与宏观特征融合分析、量子计算与生物启发算法、智能传感器网络与物联网技术等新兴技术前瞻探索内容。建议在技术创新与设备升级、标准制定与规范建设、“产学研用”合作机制深化、人才培养与队伍建设、国际合作与资源共享等方面积极行动,以矿石品位在线检测技术提升促进矿产资源开发利用的智能化、高效化发展。

关键词：矿石品位在线检测放射性检测光学检测电磁检测机器视觉检测

面向神经形态感知的人工脉冲神经元的研究进展

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微电子学 2024年第1期54卷 1-16页

作者：方胜利任文君赵淑景王瑞麟刘卫华李昕张国和王小力耿莉韩传余西安交通大学微电子学院西安710049 西安交通大学体育中心西安710049

近年来,随着人工智能技术和脉冲神经网络(SNN)的迅猛发展,人工脉冲神经元的研究逐渐兴起。人工脉冲神经元的研究对于开发具有人类智能水平的机器人、实现自主学习和自适应控制等领域具有重要的应用前景。传统的电子器件由于缺乏神经元... 详细信息

近年来,随着人工智能技术和脉冲神经网络(SNN)的迅猛发展,人工脉冲神经元的研究逐渐兴起。人工脉冲神经元的研究对于开发具有人类智能水平的机器人、实现自主学习和自适应控制等领域具有重要的应用前景。传统的电子器件由于缺乏神经元的非线性特性,需要复杂的电路结构和大量的器件才能模拟简单的生物神经元功能,同时功耗也较高。因此,最近研究者们借鉴生物神经元的工作机制,提出了多种基于忆阻器等新型器件的人工脉冲神经元方案。这些方案具有功耗低、结构简单、制备工艺成熟等优点,并且在模拟生物神经元的多种功能等方面取得了显著进展。文章将从人工脉冲神经元的基本原理出发,综述和分析目前已有的各种实现方案。具体来说,将分别介绍基于传统电子器件和基于新型器件的人工脉冲神经元的实现方案,并对其优缺点进行比较。此外,还将介绍不同类型的人工脉冲神经元在实现触觉、视觉、嗅觉、味觉、听觉和温度等神经形态感知方面的应用,并对未来的发展进行展望。希望能够为人工脉冲神经元的研究和应用提供有益的参考和启示。

关键词：人工脉冲神经元神经形态感知莫特忆阻器脉冲神经网络

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一种微小表面缺陷的机器视觉检测方法

应用科学学报 2012年第5期30卷 531-537页

作者：何志勇孙立宁芮延年苏州大学机电工程学院江苏苏州215021 苏州大学机器人与微系统研究中心江苏苏州215021

针对表面缺陷在线自动检测应用的特点,提出一种快速检测微小表面缺陷的新方法.文中分析了Otsu法分割表面梯度图像中微小缺陷的性能,结合分析结果提出利用梯度图像方差分布搜寻表面缺陷区域的算法,在有表面缺陷的局部区域应用0tsu法分割... 详细信息

针对表面缺陷在线自动检测应用的特点,提出一种快速检测微小表面缺陷的新方法.文中分析了Otsu法分割表面梯度图像中微小缺陷的性能,结合分析结果提出利用梯度图像方差分布搜寻表面缺陷区域的算法,在有表面缺陷的局部区域应用0tsu法分割图像.算法性能分析和实验结果表明,该方法可从背景变化不剧烈的表面图像中快速自动检测微小表面缺陷.

关键词：微小表面缺陷机器视觉 Otsu准则图像分割

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我国智能机器人核心芯片技术发展战略研究

中国工程科学 2022年第4期24卷 62-73页

作者：莫洋王耀南刘杰缪志强张鑫江未来湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心长沙410082

智能机器人正在引领全球新一轮的科技革命和产业变革,培育并推进我国智能机器人核心芯片技术及产业发展,有助于产业优化升级并实现生产力跃升。本文阐述了智能机器人核心芯片技术对于推动技术自主可控、实现经济高质量发展、满足居民美... 详细信息

智能机器人正在引领全球新一轮的科技革命和产业变革,培育并推进我国智能机器人核心芯片技术及产业发展,有助于产业优化升级并实现生产力跃升。本文阐述了智能机器人核心芯片技术对于推动技术自主可控、实现经济高质量发展、满足居民美好生活需要、提升国家核心竞争力等方面的重要价值;梳理了相关政策、技术、产业等的国际进展,分析了我国发展智能机器人核心芯片的基础优势和面临的问题;以多架构路线、技术方案比对的方式,论证了我国智能机器人芯片技术发展路线,据此提出领域发展策略,形成面向2035的重点任务与发展路线图。研究建议,将智能机器人芯片自主可控发展上升为国家战略,明确顶层设计;设立智能机器人芯片重大科技专项,加大科研经费投入;出台激励智能机器人芯片技术研究和产业应用的政策,牵引产业链升级;落实智能机器人芯片人才培养和发展措施,推动技术及产业健康发展。

关键词：智能机器人芯片技术产业链自主可控发展路线图