基于蚁群算法的数字微流控生物芯片在线测试研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61671164
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0118.电路与系统
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The digital microfluidic biochips have a well application perspective in biochemical analysis field of gene, protein, clinical diagnosis and environmental monitoring. For the requirements of high reliability and security of chips in the application fields, so the online test is one of the important methods to ensure the normal work of the digital microfluidic biochips..Online testing is the test using the idle resources on chips in biochemical experiments, detect faults by controlling and tracking test drop routes. The test time is determined by the drop routes. This project research DMFBs online parallel test strategy, solved the effectiveness of the TSP problems based on the ant colony algorithm, applied to the test path planning of direct addressing and pin-constrained DMFBs to complete the fault detect efficiently and clear the contamination. Research the chip structure and fault model, adopts Floyd algorithm to transform the chip array into a dynamic TSP problem model with determined start and end points. Under the fluid and electrode constraints as taboo judgment strategy, the selection strategy and pheromone update mechanism of the ant colony algorithm are established to realize the test path optimization traversal and finish the fault detect. Use the ant colony algorithm to remove pollution fault, detect fluid anomaly and test fail. On the basis of clearing contamination meeting time constraints, cooperative research the fault of the chip, fluid anomaly and test fail to improve the efficiency and reliability of the test online. This test strategy can be used to both offline and online testing.
数字微流控生物芯片(DMFBs)在基因、蛋白质、临床诊断和环境监测等生化分析领域展现出良好的应用前景,由于应用领域对芯片可靠性、安全性要求高,在线测试对于确保芯片正常工作和提高工作效率异常重要。.在线测试利用芯片空闲的资源与生化实验同步进行,通过控制和追踪测试液滴的运动检测故障,液滴运动的轨迹决定测试时间的长短。本项目研究DMFBs在线并行测试策略,利用蚁群算法求解TSP问题的有效性,应用于直接寻址和引脚受限的DMFBs测试路径规划,以高效检测芯片故障、消除污染故障。通过研究芯片结构及故障模型,利用Floyd算法将芯片阵列转化为起点和终点确定的动态TSP模型,将流体和电极约束作为禁忌判断策略,建立蚁群算法的选择策略与信息素更新机制,实现测试路径的寻优遍历,完成故障检测;在增加时间约束清除污染故障的基础上,协同研究故障检测、流体异常和实验失效消除方法,提高芯片在线测试效率和可靠性。

结项摘要

针对数字微流控生物芯片的在线测试路径优化,课题完成了DMFBs系统测试策略的研究。针对数字微流控生物芯片的单液滴在线测试,进一步优化了灾难性故障的测试模型的转换过程,利用混合遗传蚁群算法求解测试路径,改善了单一智能优化算法收敛慢的问题,提高了算法求解测试路径的时间效率。在利用优先级策略与遗传算法进行优化时,测试路径能收敛至最优解。在此基础上,针对引脚受限的数字微流控芯片,完成了在线并行测试路径规划,减少了测试花费的时间,提高了测试效率,相比于单液滴测试,路径优化了约27%;针对引脚受限的数字微流控生物芯片的电极管脚控制信号处理进行了研究,在确保测试完成时间的情况下,减少了引脚受限DMFBs控制引脚的数量,减少了芯片的制造成本,为数字微流控生物芯片的结构设计研究提供了参考。针对数字微流控生物芯片的在线污染故障,完成了污染故障在线清除策略的研究,优化了清洗液滴的路由路径,减少了清洗时间,提高了污染故障清除效率。课题开展了数字微流控芯片在线测试研究,提高了芯片故障测试效率,确保了芯片的可靠性,为数字微流控芯片的设计与应用提供了参考。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(5)
Directional coupling surface plasmon polaritons electro- optic modulator for optical ring networks-on-chip
用于片上光学环形网络的定向耦合表面等离子体激元电光调制器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Optical Technology
  • 影响因子:
    0.4
  • 作者:
    梁志勋;许川佩;朱爱军;杜社会;赵春霞
  • 通讯作者:
    赵春霞
基于混合遗传蚁群算法的数字微流控芯片测试路径规划
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪杰君;刘江宽;黄喜军;许川佩;莫玮
  • 通讯作者:
    莫玮
An Efficient Algorithm for Optimizing the Test Path of Digital Microfluidic Biochips
一种优化数字微流控生物芯片测试路径的高效算法
  • DOI:
    10.1007/s10836-020-05865-6
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Electronic Testing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄喜军;许川佩;张龙
  • 通讯作者:
    张龙
引脚受限数字微流控芯片的多液滴并行测试研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许川佩;祝佳;黄喜军
  • 通讯作者:
    黄喜军
粒子群算法在微流控芯片测试中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电子世界
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕莹
  • 通讯作者:
    吕莹

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

一种改进的 WLAN -3G 融合网络认证协议
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘云;范科峰;张素兵;莫玮;沈玉龙
  • 通讯作者:
    沈玉龙
数字版权管理技术及应用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范科峰;莫玮;曹山;赵新华;裴庆祺
  • 通讯作者:
    裴庆祺
基于移动性感知的无线传感器网络GTS自适应分配策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    通信学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓记;陈晨;仇洪冰;莫玮
  • 通讯作者:
    莫玮
Block-Based Parallel Intra Prediction Scheme for HEVC
HEVC 基于块的并行帧内预测方案
  • DOI:
    10.4304/jmm.7.4.289-294
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Journal of Multimedia
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋杰;郭宝龙;莫玮;范科峰
  • 通讯作者:
    范科峰
一种新的 DRM 权限跟踪模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘秀芬;范科峰;张素兵;莫玮
  • 通讯作者:
    莫玮

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

莫玮的其他基金

肺部电阻抗成像关键技术研究
  • 批准号:
    62171147
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    64 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于小波和神经网络的麻醉深度诱发脑电分析的研究
  • 批准号:
    69871010
  • 批准年份:
    1998
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码