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    重磅发布:一种刚柔并济的高通量植入式脑机接口专用电极

    脑机接口分为侵入式和非侵入式两种方案,这两种方案各有优缺点,侵入式能够检测到精准的脑细胞信号,但目前有较高门槛,适用于非常刚需型病人,如瘫痪等疾病,该技术未来开发方向是微创化,降低植入损伤,术后风险,延长植入后的寿命,目标是让更多的病人甚至常人也能接受该手术;而非侵入式无创伤,易于推广,但信号质量大打折扣,适用于教育、娱乐、部分临床诊断和治疗,该技术未来的开发方向是提高原始信号质量,开发新的数据处理算法,把数据精度提升。整体来看,由于非侵入式的门槛较低,现在市面上已经有大量可供选择的方案包括电极和设备的产品,而侵入式的技术要求较高,相关产品市面上还十分稀少,尤其其中关键性的植入部件-电极。欧美等发达国家的脑机接口技术比我们开始的早,但目前也仅有一款侵入式脑机接口中专用高通量电极取得了FDA认证,而国内取得临床认证的该类产品为零。

    06

    如果看了这篇文章你还不懂傅里叶变换,那就过来掐死我吧

    傅里叶分析不仅仅是一个数学工具,更是一种可以彻底颠覆一个人以前世界观的思维模式。但不幸的是,傅里叶分析的公式看起来太复杂了,所以很多大一新生上来就懵圈并从此对它深恶痛绝。老实说,这么有意思的东西居然成了大学里的杀手课程,不得不归咎于编教材的人实在是太严肃了。(您把教材写得好玩一点会死吗?会死吗?)所以我一直想写一个有意思的文章来解释傅里叶分析,有可能的话高中生都能看懂的那种。所以,不管读到这里的您从事何种工作,我保证您都能看懂,并且一定将体会到通过傅里叶分析看到世界另一个样子时的快感。至于对于已经有一定基础的朋友,也希望不要看到会的地方就急忙往后翻,仔细读一定会有新的发现。

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    浅析傅里叶分析

    傅里叶是一位法国数学家和物理学家,他在1807年在法国科学学会上发表了一篇论文,论文里描述运用正弦曲线来描述温度分布,论文里有个在当时具有争议性的决断:任何连续周期信号都可以由一组适当的正弦曲线组合而成。当时审查这个论文拉格朗日坚决反对此论文的发表,而后在近50年的时间里,拉格朗日坚持认为傅立叶的方法无法表示带有棱角的信号,如在方波中出现非连续变化斜率。直到拉格朗日死后15年这个论文才被发表出来。 那到底谁才是正确的呢?拉格朗日的观点是:正弦曲线无法组成一个带有棱角的信号。这是对的,但是,我们却可以用正弦信号来非常逼近地表示它,逼近到两种方法不存在能量差异,这样来理解的话,那傅里叶是正确的。

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    AI的TCPIP协议I:超维计算(向量符号体系结构)综述,第一部分:模型和数据转换

    这两个部分的综合调查致力于一个计算框架,最常见的名称是超维计算和向量符号架构(HDC/VSA)。这两个名称都指的是一系列计算模型,这些模型使用高维分布式表示,并依靠其关键操作的代数属性来结合结构化符号表示和矢量分布式表示的优点。HDC/VSA家族中值得注意的模型是张量积表示、全息简化表示、乘加置换、二进制喷溅码和稀疏二进制分布表示,但还有其他模型。HDC/VSA是一个高度跨学科的领域,涉及计算机科学、电子工程、人工智能、数学和认知科学。这一事实使得对该地区进行全面的概述具有挑战性。然而,由于近年来加入该领域的新研究人员激增,对该领域进行全面调查的必要性变得极其重要。因此,在该领域的其他方面中,第一部分调查了重要的方面,例如:HDC/VSA的已知计算模型和各种输入数据类型到高维分布式表示的转换。本调查的第二部分[Kleyko et al., 2021c]致力于应用、认知计算和架构,以及未来工作的方向。这份调查对新人和从业者都有用。

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    量子之矛—后量子计算时代你的系统还安全吗?

    Google在今年的3月份,推出一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone,实现了1%的错误率,性能超越了IBM去年11月份发布的 50位量子比特的量子计算机。这一成果引起人们广泛的热议和讨论,按此速度的发展,量子计算机的计算能力将大大得到提升。对于人工智能(AI)领域来说,这是一大福音;而对于网络与信息安全领域来说,却是一个不折不扣的坏消息。举一个直观的例子:破解一个RSA密码系统,用当前最大、最好超级计算机需要花1025 年(而宇宙的年龄为1.38×1010 年),但用一个具有足够量子比特的量子计算机进行破解,在不到1秒内即可完成。众所周知,RSA公钥加密系统广泛应用于电子政务、电子银行、电子交易和操作系统等。曾经认为十分安全的加密系统在量子计算机面前,却似乎不堪一击。

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    矢量符号架构作为纳米级硬件的计算框架

    Abstract—This article reviews recent progress in the develop- ment of the computing framework Vector Symbolic Architectures(also known as Hyperdimensional Computing). This framework is well suited for implementation in stochastic, nanoscale hard- ware and it naturally expresses the types of cognitive operations required for Artificial Intelligence (AI). We demonstrate in this article that the ring-like algebraic structure of Vector Symbolic Architectures offers simple but powerful operations on high- dimensional vectors that can support all data structures and manipulations relevant in modern computing. In addition, we illustrate the distinguishing feature of Vector Symbolic Archi- tectures, “computing in superposition,” which sets it apart from conventional computing. This latter property opens the door to efficient solutions to the difficult combinatorial search problems inherent in AI applications. Vector Symbolic Architectures are Turing complete, as we show, and we see them acting as a framework for computing with distributed representations in myriad AI settings. This paper serves as a reference for computer architects by illustrating techniques and philosophy of VSAs for distributed computing and relevance to emerging computing hardware, such as neuromorphic computing.

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    科学瞎想系列之一一一 NVH那些事(14)

    如前所述,NVH代表三个方面,即:噪声(Noise)、振动(Vibration)、舒适性或平顺性(Harshness)。振动是NVH的基础和核心,振动产生噪声,而舒适性是振动噪声综合作用的结果,从这个意义上讲,V是N、H之母,其实NVH主要就是说振动和噪声这两件事,这两件事解决了,舒适性(H)自然就解决了。前面讲的重点都是振动(V),说完振动接下来就说说噪声(N)。 说到噪声前面曾有一期瞎想之六十一《说说噪声》,其中对有关噪声的基本概念做了简要介绍,可惜当时还没有写这个NVH系列文章的计划,没有归入这个系列,大家不妨先看看那篇文章里的基础知识,把那篇文章作为NVH噪声部分的一篇吧,如果以后有机会重新编辑出版这些文章,我会把它重新编辑归类。本期我们就接着前面那篇文章往下讲,说说声波及其传播的特点。 1 声波 物体振动会引起其周围介质的振动,因此会将这种振动以波的形式传播到远方,我们称这种波为声波,最原始的那个振动物体称为声源或振动源。声波是一种纵波,也叫疏密波。声波通过空气传播到宝宝们的耳朵里,引起耳膜的振动,宝宝们就会感觉到声音,但并不是所有引起耳膜的振动宝宝们都能感觉到,只有那些频率在20~20000Hz的振动宝宝们能听到,低于这个频段的振动宝宝们是听不到的,我们叫它次声波;高于这个频段的振动宝宝们同样听不到,我们叫它超声波。 2 描述声波的物理量 声波可以用三个物理量来描述,即:声速C、波长λ和频率f。声速表示声波在介质中的传播速度,即单位时间里传播的距离m/s;波长表示一个疏密周期的间距,也就是振动一次的时间周期内传播的距离;频率表示振动的快慢,即每秒钟的振动次数。三者之间的关系是: C=λ•f ⑴ 这里要特别强调一下:声速和质点的振动速度可是两码事,千万不要混淆!声波在介质中的传播速度(声速)C是介质的固有参数,取决于介质的密度ρ和弹性模量E(应力与应变之比),与振动源无关。声速: C=(E/ρ)^½ ⑵ 由⑵式可见,介质的密度越大,声速越慢;介质的弹性模量越大,声速越快。通常由于固体的弹性模量高于液体且远高于气体,因此通常固体中的声速高于液体中的声速,液体中的声速高于气体中的声速。在20℃及标准大气压下,空气中的声速为344 m/s。水中的声速约为1450m/s,钢铁中的声速约为5000m/s。由于声音在钢铁中的传播速度远高于空气,所以宝宝们把耳朵贴在铁轨上听火车的声音往往要比在空气中听要先知道火车的远近。古代作战时也经常采用人耳贴在地上听敌军的马蹄声来预警。 声速是介质的固有特性,介质一定时,声速就是一个常数,由⑴式可知,声速一定时,频率越高,波长就越短,1000Hz的声波在空气中的波长约为344毫米,人类能听到的声波波长范围大概在17mm~17m之间。这一点希望宝宝们能记住,因为后面会讲到,声音的辐射、传播等特性都与波长(或频率)有着密切的关系。 3 声波在传播过程中的衰减 声波在一个均匀介质传播过程中是会衰减的,距离声源越远,声强越小。当声源尺寸远小于波长时,可以把声源看作点声源,此时声波在广阔的空气中以球面传播,声压会随着距声源距离的增大而成反比地减小,声强与距离平方成反比地减小。即:p∝1/r,I∝1/r²(r为观察点到声源的距离;p为声压;I为声强)。这种规律称为反平方衰减律。若已知距离声源1米处的声强级,则该声强级减去10lg(1/r²)或减去20lg(1/r)之后即可求出距离声源r处的声强级,当距离加倍时,声强级减小6dB。这个关系式并没有考虑传播过程中空气对声波的吸收,试验表明,在传播过程中,空气会对声波有吸收,而且对高频的吸收比低频大,因此,高频声波的衰减会比低频声波衰减的快,通常对于1000Hz以下的声波,用这个公式计算还是比较准确的,超过1000Hz就不准确了。在电机噪声测试时,一般取测量点距离电机1米(微电机取0.4米)处测量,这时衰减极微,可以略去。 4 声波的绕射 声波在传播时如果遇到障碍物,是可以绕过障碍物的,这种现象称为绕射。所谓“隔墙有耳”,主要就是因为绕射现象,使得虽然隔着一堵墙,但仍能听到隔壁人的说话。声波绕射有个特点,低频声波波长较长,容易绕射,频率越高波长越短的声波越不容易绕射。因此隔墙偷听男人的声音要比女人的声音可能会更容易些。工作场所经常会用隔板来隔音,由于波长越长的声波越容易绕射,因此要想起到良好的隔音效果,隔板的尺寸应该足够大,一般隔板的尺寸至少要大于波长的2倍才能起到良好的隔音效果,此外还应注意隔板距离噪声源以及听众距离隔板的距离都应不大于一倍的波长,这样才能起到良好的隔音效果。 5 声波的叠加 当两个同频率不同地点的声源发出的声波传播到某点时,如果在该点的两列声波振幅相等、相位相反,那么这两个声波在该点叠加合成的声波振幅为0,当然也就听

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