在本文中，我们提出了针对无人接地车辆（UGV）的新的控制屏障功能（CBF），该功能有助于避免与运动学（非零速度）障碍物发生冲突。尽管当前的CBF形式已经成功地保证了与静态障碍物的安全/碰撞避免安全性，但动态案例的扩展已获得有限的成功。此外，借助UGV模型，例如Unicycle或自行车，现有CBF的应用在控制方面是保守的，即在某些情况下不可能进行转向/推力控制。从经典的碰撞锥中汲取灵感来避免轨迹规划，我们介绍了其新颖的CBF配方，并具有对独轮车和自行车模型的安全性保证。主要思想是确保障碍物的速度W.R.T.车辆总是指向车辆。因此，我们构建了一个约束，该约束确保速度向量始终避开指向车辆的向量锥。这种新控制方法的功效在哥白尼移动机器人上进行了实验验证。我们将其进一步扩展到以自行车模型的形式扩展到自动驾驶汽车，并在Carla模拟器中的各种情况下证明了避免碰撞。
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The application of combinatorial optimization problems to solving the problems of planning processes for industries based on a fund of reconfigurable production resources is considered. The results of their solution by mixed integer programming methods are presented.
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Deep learning surrogate models are being increasingly used in accelerating scientific simulations as a replacement for costly conventional numerical techniques. However, their use remains a significant challenge when dealing with real-world complex examples. In this work, we demonstrate three types of neural network architectures for efficient learning of highly non-linear deformations of solid bodies. The first two architectures are based on the recently proposed CNN U-NET and MAgNET (graph U-NET) frameworks which have shown promising performance for learning on mesh-based data. The third architecture is Perceiver IO, a very recent architecture that belongs to the family of attention-based neural networks--a class that has revolutionised diverse engineering fields and is still unexplored in computational mechanics. We study and compare the performance of all three networks on two benchmark examples, and show their capabilities to accurately predict the non-linear mechanical responses of soft bodies.
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This paper shows the implementation of reinforcement learning (RL) in commercial flowsheet simulator software (Aspen Plus V12) for designing and optimising a distillation sequence. The aim of the SAC agent was to separate a hydrocarbon mixture in its individual components by utilising distillation. While doing so it tries to maximise the profit produced by the distillation sequence. All actions of the agent were set by the SAC agent in Python and communicated in Aspen Plus via an API. Here the distillation column was simulated by use of the build-in RADFRAC column. With this a connection was established for data transfer between Python and Aspen and the agent succeeded to show learning behaviour, while increasing profit. Although results were generated, the use of Aspen was slow (190 hours) and Aspen was found unsuitable for parallelisation. This makes that Aspen is incompatible for solving RL problems. Code and thesis are available at https://github.com/lollcat/Aspen-RL
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The International Atomic Energy Agency (IAEA) stopping power database is a highly valued public resource compiling most of the experimental measurements published over nearly a century. The database-accessible to the global scientific community-is continuously updated and has been extensively employed in theoretical and experimental research for more than 30 years. This work aims to employ machine learning algorithms on the 2021 IAEA database to predict accurate electronic stopping power cross sections for any ion and target combination in a wide range of incident energies. Unsupervised machine learning methods are applied to clean the database in an automated manner. These techniques purge the data by removing suspicious outliers and old isolated values. A large portion of the remaining data is used to train a deep neural network, while the rest is set aside, constituting the test set. The present work considers collisional systems only with atomic targets. The first version of the ESPNN (electronic stopping power neural-network code), openly available to users, is shown to yield predicted values in excellent agreement with the experimental results of the test set.
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开发有效的自动分类器将真实来源与工件分开，对于宽场光学调查的瞬时随访至关重要。在图像差异过程之后，从减法伪像的瞬态检测鉴定是此类分类器的关键步骤，称为真实 - 博格斯分类问题。我们将自我监督的机器学习模型，深入的自组织地图（DESOM）应用于这个“真实的模拟”分类问题。 DESOM结合了自动编码器和一个自组织图以执行聚类，以根据其维度降低的表示形式来区分真实和虚假的检测。我们使用32x32归一化检测缩略图作为底部的输入。我们展示了不同的模型训练方法，并发现我们的最佳DESOM分类器显示出6.6％的检测率，假阳性率为1.5％。 Desom提供了一种更细微的方法来微调决策边界，以确定与其他类型的分类器（例如在神经网络或决策树上构建的）结合使用时可能进行的实际检测。我们还讨论了DESOM及其局限性的其他潜在用法。
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ICECUBE是一种用于检测1 GEV和1 PEV之间大气和天体中微子的光学传感器的立方公斤阵列，该阵列已部署1.45 km至2.45 km的南极的冰盖表面以下1.45 km至2.45 km。来自ICE探测器的事件的分类和重建在ICeCube数据分析中起着核心作用。重建和分类事件是一个挑战，这是由于探测器的几何形状，不均匀的散射和冰中光的吸收，并且低于100 GEV的光，每个事件产生的信号光子数量相对较少。为了应对这一挑战，可以将ICECUBE事件表示为点云图形，并将图形神经网络（GNN）作为分类和重建方法。 GNN能够将中微子事件与宇宙射线背景区分开，对不同的中微子事件类型进行分类，并重建沉积的能量，方向和相互作用顶点。基于仿真，我们提供了1-100 GEV能量范围的比较与当前ICECUBE分析中使用的当前最新最大似然技术，包括已知系统不确定性的影响。对于中微子事件分类，与当前的IceCube方法相比，GNN以固定的假阳性速率（FPR）提高了信号效率的18％。另外，GNN在固定信号效率下将FPR的降低超过8（低于半百分比）。对于能源，方向和相互作用顶点的重建，与当前最大似然技术相比，分辨率平均提高了13％-20％。当在GPU上运行时，GNN能够以几乎是2.7 kHz的中位数ICECUBE触发速率的速率处理ICECUBE事件，这打开了在在线搜索瞬态事件中使用低能量中微子的可能性。
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无人驾驶汽车（UAV）在许多领域都受雇于摄影，紧急，娱乐，国防，农业，林业，采矿和建筑。在过去的十年中，无人机技术在许多施工项目阶段中找到了应用程序，从现场映射，进度监控，建筑物检查，损坏评估和材料交付等等。尽管已经对无人机在各种施工相关的过程中的优势进行了广泛的研究，但关于提高任务能力和效率的无人机协作的研究仍然很少。本文提出了一种基于塔格狩猎游戏和粒子群优化（PSO）的多个无人机的新合作路径计划算法。首先，定义了每个无人机的成本函数，并包含多个目标和约束。然后，开发了无人机游戏框架，以将多功能路径计划制定到寻找回报优势均衡的问题。接下来，提出了基于PSO的算法来获得无人机的最佳路径。由三个无人机检查的大型建筑工地的仿真结果表明，在检查任务期间，提出的算法在为无人机形成的可行和高效飞行路径生成可行，高效的飞行路径上的有效性。
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基于自我监督的基于学习的预科可以使用小标签的数据集开发可靠和广义的深度学习模型，从而减轻了标签生成的负担。本文旨在评估基于CL的预处理对可转介的性能与非转介糖尿病性视网膜病（DR）分类的影响。我们已经开发了一个基于CL的框架，具有神经风格转移（NST）增强，以生成具有更好表示和初始化的模型，以检测颜色底面图像中的DR。我们将CL预估计的模型性能与用成像网权重预测的两个最先进的基线模型进行了比较。我们通过减少标记的训练数据（降至10％）进一步研究模型性能，以测试使用小标签数据集训练模型的鲁棒性。该模型在EYEPACS数据集上进行了培训和验证，并根据芝加哥伊利诺伊大学（UIC）的临床数据进行了独立测试。与基线模型相比，我们的CL预处理的基础网模型具有更高的AUC（CI）值（0.91（0.898至0.930），在UIC数据上为0.80（0.783至0.820）和0.83（0.783至0.820）（0.801至0.853）。在10％标记的培训数据时，在UIC数据集上测试时，基线模型中的FoldusNet AUC为0.81（0.78至0.84），比0.58（0.56至0.64）和0.63（0.56至0.64）和0.63（0.60至0.66）。基于CL的NST预处理可显着提高DL分类性能，帮助模型良好（可从Eyepacs转移到UIC数据），并允许使用小的带注释的数据集进行培训，从而减少临床医生的地面真相注释负担。
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血氧水平依赖性（BOLD）用母体高氧可以评估胎盘内的氧运输，并已成为研究胎盘功能的有前途的工具。测量信号随着时间的变化需要在时间序列的每个体积中分割胎盘。由于大胆的时间序列中的数量大量，现有研究依靠注册将所有卷映射到手动分段模板。由于胎盘由于胎儿运动，母体运动和收缩而导致大变形，因此这种方法通常会导致大量废弃体积，而注册方法失败。在这项工作中，我们提出了一个基于U-NET神经网络体系结构的机器学习模型，以自动以粗体MRI分割胎盘，并将其应用于时间序列中的每个卷。我们使用边界加权损失函数来准确捕获胎盘形状。我们的模型经过训练和测试，并在91位包含健康胎儿的受试者，胎儿生长限制的胎儿以及BMI高的母亲中进行了测试。当与地面真实标签匹配时，我们的骰子得分为0.83 +/- 0.04，并且我们的模型在粗体时间序列中可靠地分割量氧和高氧点的量。我们的代码和训练有素的模型可在https://github.com/mabulnaga/automatic-placenta-mentegation上获得。
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