数字微流控生物芯片布局的拟人遗传组合算法 被引量：2

1

作者 杨敬松 姚振静 +1 位作者 宋燕星 左春柽 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第31期16-20,共5页

数字微流控生物芯片布局问题是芯片设计的关键问题,它是在二维微流控阵列上为每个操作布局一个合适的物理位置,以达到完成所有操作的微流控阵列总面积最小和总时间最短两个目标。构建了拟人遗传组合算法,应用拟人启发式算法来控制数字... 数字微流控生物芯片布局问题是芯片设计的关键问题,它是在二维微流控阵列上为每个操作布局一个合适的物理位置,以达到完成所有操作的微流控阵列总面积最小和总时间最短两个目标。构建了拟人遗传组合算法,应用拟人启发式算法来控制数字微流控模块的布局过程,用遗传算法对布局结果进行多目标优化,以多元体液检测为实例,模拟了数字微流控生物芯片的布局优化过程。实验结果表明该算法不仅达到了优化目标,且优于并行混合模拟退火算法。 展开更多

关键词 数字微流控生物芯片 布局 拟人启发式算法 遗传算法

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数字微流控生物芯片的架构级综合算法研究 被引量：4

2

作者 杨敬松 左春柽 +1 位作者 徐春凤 冀封 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1083-1088,共6页

由于目前数字微流控生物芯片的全制定设计技术不适用于生物化验的并行处理,经过研究提出了一种基于启发式规则的项目调度遗传算法。首先根据生物化验操作过程抽象出操作的序列图模型,并在给定的一组资源(微流控模块库)和芯片设计说明等... 由于目前数字微流控生物芯片的全制定设计技术不适用于生物化验的并行处理,经过研究提出了一种基于启发式规则的项目调度遗传算法。首先根据生物化验操作过程抽象出操作的序列图模型,并在给定的一组资源(微流控模块库)和芯片设计说明等约束条件下,经架构级综合算法确定生物化验操作所需的硬件资源,并确定在这一结构中各种操作的次序,通过遗传优化最后得到生物化验操作完成时间最短的任务调度序列。文中用大规模的蛋白质分析实验为例,对算法进行了计算机仿真。 展开更多

关键词 数字微流控生物芯片 架构级综合 蛋白质分析 项目调度遗传算法 启发式算法

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基于混合遗传蚁群算法的数字微流控芯片测试路径规划 被引量：8

3

作者 汪杰君 刘江宽 +2 位作者 黄喜军 许川佩 莫玮 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期1183-1191,共9页

数字微流控芯片在生化检测领域的应用越来越广泛,为保障芯片的可靠性必须对其进行全面且高效的故障测试。随着芯片规模的扩大,故障测试问题也越来越复杂。针对数字微流控芯片的灾难性故障测试,为提高故障测试方法的时间效率,本文提出了... 数字微流控芯片在生化检测领域的应用越来越广泛,为保障芯片的可靠性必须对其进行全面且高效的故障测试。随着芯片规模的扩大,故障测试问题也越来越复杂。针对数字微流控芯片的灾难性故障测试,为提高故障测试方法的时间效率,本文提出了一种基于混合遗传蚁群算法的测试路径规划方案。首先,该方案优化了芯片故障测试模型的转化过程;其次,先利用遗传算法的全局特性生成全局较优测试路径,并根据较优测试路径形成蚁群算法的初始信息素分布;最后,再利用蚁群算法搜索最优测试路径。该方案适用于离线测试和在线测试,能够兼容规则和非规则芯片。实验仿真结果表明,该方案提高了测试模型转化的效率,在获得较优测试路径的同时改善了测试算法的收敛特性,提高了测试方法的时间效率。 展开更多

关键词 数字微流控芯片 混合遗传蚁群算法 测试路径规划 时间效率

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基于蚁群算法的数字微流控生物芯片污染故障在线清除 被引量：7

4

作者 许川佩 刘磊振 万春霆 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期193-199,共7页

生化分析领域对数字微流控生物芯片的可靠性要求严格,对实验中污染故障进行清除,能够保证复杂生化实验分析结果的准确性。提出基于最大最小蚁群算法的污染故障在线清除策略,完成污染清除,同时降低清洗污染单元时间。方案针对数字微流控... 生化分析领域对数字微流控生物芯片的可靠性要求严格,对实验中污染故障进行清除,能够保证复杂生化实验分析结果的准确性。提出基于最大最小蚁群算法的污染故障在线清除策略,完成污染清除,同时降低清洗污染单元时间。方案针对数字微流控生物芯片污染故障建立MTSP模型,建立基于流体和时间约束的禁忌判断策略,采用最大最小蚁群算法,重新定义概率选择函数与信息素更新策略,实现清洗液滴路径规划、快速清除污染故障的目的。实验结果表明,该方案能有效地减少清洗时间,且与MCC方案相比较,能够有效减少阵列单元使用数目。 展开更多

关键词 数字微流控生物芯片 污染故障 最大最小蚁群算法

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引脚约束的数字微流控生物芯片在线并行测试 被引量：4

5

作者 许川佩 陈春艳 汪杰君 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2265-2271,共7页

随着数字微流控生物芯片在生化领域中的广泛应用,对芯片可靠性和制造成本的要求也越来越高,在线测试对于确保微流控生物芯片正常工作异常重要。该文针对引脚约束的数字微流控生物芯片,提出一种基于改进最大最小蚁群算法的在线并行测试方... 随着数字微流控生物芯片在生化领域中的广泛应用,对芯片可靠性和制造成本的要求也越来越高,在线测试对于确保微流控生物芯片正常工作异常重要。该文针对引脚约束的数字微流控生物芯片,提出一种基于改进最大最小蚁群算法的在线并行测试方案,在满足各种约束条件的情况下,采用伪随机比例原则,建立禁忌判断策略,自适应地改变信息素的残留系数,实现引脚约束数字微流控生物芯片的在线并行测试。实验结果表明,该方法可以同时用于离线和在线测试,相对于单液滴离线和在线测试,可有效减少芯片的测试时间,提高了测试工作效率。 展开更多

关键词 数字微流控芯片 并行测试 引脚约束 最大最小蚁群算法

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基于混沌粒子群算法的数字微流控生物芯片污染故障清除 被引量：3

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作者 许川佩 刘浩 +1 位作者 万春霆 莫玮 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期46-52,共7页

数字微流控生物芯片的可靠性和安全性在生化分析领域具有很高要求,先后经过同一电极的液滴会造成污染,因此对芯片上的污染故障进行清除是保证生化实验准确性的重要途径。通过分析清洗模型与粒子群算法的特性,提出基于混沌粒子群算法的... 数字微流控生物芯片的可靠性和安全性在生化分析领域具有很高要求,先后经过同一电极的液滴会造成污染,因此对芯片上的污染故障进行清除是保证生化实验准确性的重要途径。通过分析清洗模型与粒子群算法的特性,提出基于混沌粒子群算法的清洗液滴调度方案。将芯片转换为TSP模型,通过概率选择策略选择污染点,引入优秀系数和混沌序列对算法进行优化,把约束条件转换为动态禁忌表,完成故障清除,得到最优清洗时间。实验结果表明,该方案完成了对污染故障的清除,且相对于粒子群优化算法(PSO)和最大最小蚁群优化算法(MMAS)方案,可有效缩短清洗时间,提高阵列单元使用率。 展开更多

关键词 数字微流控生物芯片 污染故障 混沌粒子群算法 优秀系数 混沌序列

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数字微流控生物芯片并行测试分析和优化 被引量：2

7

作者 张玲 王伟征 晏伯武 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第10期103-106,112,共5页

针对数字微流控生物芯片阵列的并行测试过程进行建模,利用测试时间和所需检测测试液滴个数来衡量测试成本,并利用成本函数给出最优的并行测试分块方法.通过matlab分析表明:对任何规模的芯片阵列,其测试成本随着分块数的增大呈先减少后... 针对数字微流控生物芯片阵列的并行测试过程进行建模,利用测试时间和所需检测测试液滴个数来衡量测试成本,并利用成本函数给出最优的并行测试分块方法.通过matlab分析表明:对任何规模的芯片阵列,其测试成本随着分块数的增大呈先减少后增大的趋势,而成本的最低点就是最优的并行测试分块方法.另外,在并行测试分块数小于测试成本最低点所对应的测试分块数时,测试成本随着测试时间在测试成本中所占的比重的增加而增大,随着测试所需测试的液滴数的增大而减小.而并行测试分块数大于测试成本最低点所对应的测试分块数时,测试成本随着测试时间的比重地增加而减小,随着所需测试的液滴数的增加而增大.这些结论给并行测试的优化提供了重要了依据和指导. 展开更多

关键词 数字微流控芯片测试 测试液滴个数 测试时间 芯片阵列

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数字微流控生物芯片测试诊断过程分析和优化 被引量：1

8

作者 张玲 邝继顺 +1 位作者 梅军进 林静 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2014年第3期411-415,共5页

针对数字微流控生物芯片的测试和诊断过程进行建模和分析,并根据并行测试的分块数和单元出错概率为相应的测试和诊断成本建立函数。通过Matlab对测试诊断成本函数的分析表明:随着并行测试分块数的增大,测试诊断成本的变化趋势不明显,也... 针对数字微流控生物芯片的测试和诊断过程进行建模和分析,并根据并行测试的分块数和单元出错概率为相应的测试和诊断成本建立函数。通过Matlab对测试诊断成本函数的分析表明:随着并行测试分块数的增大,测试诊断成本的变化趋势不明显,也就是说,并行测试的分块数对测试诊断成本的影响不大;而随着单元出错概率p的增加,测试成本呈明显的增加趋势,且增加的幅度较大。另外,诊断过程中,根据单元出错概率对出错的子阵列再进行诊断,诊断过程必须持续若干次,直到所有故障定位后才能结束。在这些诊断中,针对最后一次定位的诊断成本是最大的,而且与其他次的诊断过程的成本相差几十个数量级,决定了总成本的大小。这些结论为数字微流控生物芯片的测试和诊断过程优化提供重要的理论依据,并为测试诊断方法的设计提供指导。 展开更多

关键词 数字微流控生物芯片测试 生物芯片阵列规模 测试诊断 测试成本

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应用于数字微流控生物芯片的异质液滴寻址算法 被引量：1

9

作者 王鹤 《计算机应用与软件》 北大核心 2020年第9期258-262,共5页

为了降低数字微流控生物芯片的制造复杂性以及异质液滴之间的交叉污染,减少生化检验完成时间,提出基于多目标的异质液滴寻址优化启发式算法。从液滴到达目标电极的时间、寻址路径上电极利用总数、控制引脚的数量以及污染电极的数量等四... 为了降低数字微流控生物芯片的制造复杂性以及异质液滴之间的交叉污染,减少生化检验完成时间,提出基于多目标的异质液滴寻址优化启发式算法。从液滴到达目标电极的时间、寻址路径上电极利用总数、控制引脚的数量以及污染电极的数量等四个方面综合分析,采用多目标启发式算法对片上多个不同质液滴并行运动时的路径进行优化。通过对生化分析实验的仿真模拟,该算法表现出了较好的液滴寻址优化特性,能够大大减少液滴到达目标电极时间,降低寻址路径上所使用的电极数量和片上控制引脚的数量。同时污染电极的数量也得到了一定的减少,这说明该算法对数字微流控生物芯片的液滴路径优化具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 数字微流控生物芯片 生化检验 液滴寻址 路径规划 多目标 启发式算法

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蚁群算法的数字微流控生物芯片污染故障清除 被引量：1

10

作者 许川佩 刘磊振 万春霆 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第4期19-22,26,共5页

数字微流控生物芯片在生物化学分析中有良好的应用前景,为保证复杂生化实验分析结果的准确性,需对污染故障进行清除。提出了基于最大最小蚁群算法的污染故障清除策略,对清洗液滴清洗路径进行路径寻优。针对数字微流控生物芯片污染故障... 数字微流控生物芯片在生物化学分析中有良好的应用前景,为保证复杂生化实验分析结果的准确性,需对污染故障进行清除。提出了基于最大最小蚁群算法的污染故障清除策略,对清洗液滴清洗路径进行路径寻优。针对数字微流控生物芯片污染故障建立多旅行商问题(MTSP)模型,建立了基于流体和时间约束的禁忌判断策略、蚁群算法的选择策略,实现了优化清洗液滴路径规划、清除污染故障的目的。实验结果表明:该方案能有效地减少清洗时间,能够有效减少阵列单元使用数目。 展开更多

关键词 数字微流控生物芯片 污染故障 最大最小蚁群算法

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数字微流控生化芯片多液滴稀释方法的研究

11

作者 张玲 梅军进 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2015年第11期2078-2083,共6页

生化试验中如何将样品试剂配备过程转化成有效的数字生化芯片实现的协议,并给出相应的操作过程中的稀释/混合操作优化算法非常关键,是样品试剂配备过程的一个挑战。为减少操作步骤和节省药品,提出针对数字微流控生物芯片多液滴混合器稀... 生化试验中如何将样品试剂配备过程转化成有效的数字生化芯片实现的协议,并给出相应的操作过程中的稀释/混合操作优化算法非常关键,是样品试剂配备过程的一个挑战。为减少操作步骤和节省药品,提出针对数字微流控生物芯片多液滴混合器稀释/混合操作优化算法,该算法允许多个液体参与混合分离操作,可以在误差允许范围内利用片上多液滴混合器用较少的操作步骤获得目标浓度的液滴。相对传统的两液滴混合方法,减少了稀疏/混合的步骤和稀释/混合时间,同时减少中间废弃液滴的数目。实验结果也表明可以在允许的误差范围内高效地进行混合/分离操作,获得目标浓度的液滴。 展开更多

关键词 数字微流控芯片 稀释 样品配备

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