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2017休斯顿大学实习项目实习周记(7)

作者:时间:2017-09-19点击数:编辑:刘艳红

石金刚:

“哈维”飓风让我们从上周五开始到目前为止都一直待在家里,除了中间天晴了去了一趟超市。在家的工作效率确实不如在学校。对于那个demonstration project,上周末在家里也进行了一些大大小小的修改,最后终于在周一定稿。

Becker教授以我为第一作者,把这个项目在Wolfram Demonstration Project上进行了公开展示:

网址链接:http://demonstrations.wolfram.com/preview.html?draft/54742/000072/ShortestPathThatTouchesTheCircumferenceBetween2PointsOnDisk

这个project算是告一段落。

然后Becker教授又给我发了一份邮件说,让我看看他之前和一个博士学姐做的一个类似的路径规划project。这个project就是开始研究集群机器人的路径规划问题了,当然,我们从最简单的情况入手:两个机器人。

记得刚进实验室第一天,Becker就叫我玩一个游戏:

http://www.swarmcontrol.net/games/assembly-and-delivery

这个游戏中的所有颗粒都是被同一个信号控制来推动目标物块合在一起。这其实就是集群机器人控制的一个小的 “模仿”。

机器人、生物学和化学领域的集群微型机器人应用很多,这些机器人通常缺乏计算、致动和通信能力。相反,这些“机器人”是携带一些有效载荷的粒子,并且粒子群由共享的全局控制输入(例如均匀的磁梯度或电场)来控制。Becker以前的工作表明,如果工作空间包含一个粒子大小的单个障碍物,则这种群体中每个粒子的二维位置是可控的。

如图,这个project就是在一个正方形内规划两个受相同信号控制的机器人(小圆圈)同时达到对应目标(小方块)的最短路径。学姐的工作已经完成,我就负责找出某些情况下,并没有选择最短路径的原因。

程序主要采用A*搜索算法:

这是一种在图形平面上,有多个节点的路径,求出最低通过成本的算法。常用于游戏中的NPC的移动计算,或在线游戏的BOT的移动计算上。

该算法综合了Best-First Search和Dijkstra算法的优点:在进行启发式搜索提高算法效率的同时,可以保证找到一条最优路径(基于评估函数)。

在此算法中,如果以 g(n)表示从起点到任意顶点n的实际距离,h(n)表示任意顶点n到目标顶点的估算距离(根据所采用的评估函数的不同而变化),那么 A*算法的估算函数为:

在持续看了好几天繁杂的代码之后,我终于找到问题所在:

对比左右两张图片可知,相同的起止点,右边(我做了些修改)的路径总距离更短。但问题是,我还不知道怎么把这种规划的路径用到所有的情形中,目前只适用于一些情况。我把我的发现告诉了Becker教授,看他有什么办法。

生活方面。反正这一整周都在家里。那天家里的东西快吃完了,一个同学实验室的学长就帮忙联系了一个中国人帮我们买了一些食物送我们家里来,我们还商量着把车费付给他(那几天因为飓风导致的洪水油价都贵了),他却死活不肯要。真得是非常感激。

有天晚上我和一个同学拿着没有充满气的篮球去打球,打着打着,旁边房子里的一个大叔就拿着打气筒出来主动帮我们打气。大概一刻钟之后,又一个大叔拿着打气筒问我们需不需要打气!哇!这里的居民怎么能怎么棒!

天晴了心情也好了。

张晓思:

因为飓风来袭,这周我们没有去学校。再加上劳动节,我们在家里待了接近十天。我们从来没有住过海边,所以不知道台风来了会发生什么。刚开始台风登陆的那几天,我们住的地方雷雨交加,持续一晚上的暴雨后,我们旁边的公园淹了有接近一米的水。虽然在武汉见夏季的梅雨也见习惯了,但是也不会淹这么深的水。而且没有想到,休大这边真的会一直淹这么久。Uber和Lyft都停运,所以我们也没有办法出门去买东西。当天早上有三辆消防车过来,查看有没有人员伤亡。

不过这边的居民真的都很乐观,虽然遭受到了自然灾害,但是狗还是得接着遛啊。星期六傍晚的时候,大家就牵着自己家的狗出门了。后面的家里养了一条柯基,还有一户人家四个人养了五条狗。而且暴雨稍微停时,很多人就开车出门了,特别是很多人到公园这一块来拍照片,或者是到街道上去兜风。过了几天之后,雨渐渐停了,第一次见到天上的云怎么能动的那么快。

在家里的这几天,我学习了在实验室需要做的项目以及英语,当时对项目还存有的几点疑问也都消失了。因为我们的项目是首先需要产生近紫外的激光,这里会用到双光子吸收的效应,当仪器产生800纳米的脉冲激光时,800纳米的激光与photoresist产生双光子吸收效应,而且产生四百纳米激光的效应,由此与材料发生发生反应。现在主要的问题我们都不会使用仪器所以我们在学习如何使用SLM产生800纳米的激光。而且实验过程中的光路比较复杂,所以还需要调整实验过程中的光路。

这些天我和屈晨的做菜水平大有长进。

傅屈晨

这周因为哈维台风道路中断,超市关门,学校停课因而在家呆了十天。中间有一段时间东西快吃完了然而因为没有优步,无法去超市买东西,幸好晓思实验室的学长联系上了我们附近的一位休大老师,帮我们买了许多食物。他坚决不收我们的车费,让我们感觉到了中国人互帮互助的温暖。在家期间我自学了Python,并且看完了《数学之美》,感觉收获很大。

同时,我在家完成了申请学校的一些事情,用GitHub写了一篇个人简历。

侯亮

因为台风哈维的影响,本周学校停课,我们都一直待在家里。

这次的飓风给休斯敦带来了很大的影响,洪水肆虐,许多居民无家可归。但是在大灾面前,人们都并没有慌乱。登记做志愿者的人排起了长队,救生人员开着救生艇挨家挨户地搜寻被困人员。救援工作井然有序地进行。

我在家里一边完成学校的研究任务,一边复习着自己的托福,生活过得规律而有序。明天学校终于开学了,希望新一周的学习自己能有所收获。

许天成

因飓风“哈维”来袭,休斯顿大学停课将近十天。这一周里,休斯顿雨势倾盆,部分地区完全沦陷,我们在平日里必经的高速公路已是一片汪洋。所幸的是,我们已经在飓风到来之前做好了应急准备。

相比受灾地区的灾民们,我们这些没有太受影响的人算是无比幸运了。

而被困在家里的这一周里,我主要做了这几件事:

对自己前一个多月的工作进行了总结;为最后的语言考试做准备;对下一阶段(研究生阶段)进行深造的方向进行了思考,并查阅了理想学校相应项目的资料。17年的申请季已经到了,想到这里就有些头皮发凉。

飓风已经过去,明天就正式开学了。希望受灾的人们早日重建家园、渡过难关。

孙敖

本周没有工作,一直在体验生活。

休大地势比较低,虽然八月三十日家附近的水就退了,但学校一直关闭到九月四日。算下来已经10天没有工作了,室友们大概是在家呆太久了,甚至开始怀念学校生活。我也希望能尽快在休息后恢复工作状态,继续敲DSP代码。

我这周主要时间用在完成大三的一门课程设计报告和实习报告。这应该是最后两门计入加权的科目。在狂风骤雨中我经常端着杯子在窗前思考,大学三年我究竟得到了什么,但最后发现没法用三言两语概况。或许这种在暴风雨前准备好水和食物、暴风雨中和室友共渡困顿、暴风雨后平心静气地撰写报告的心境就是我收获的吧。

尤若

因为“哈维”飓风,这周我们一直在家。周三,“哈维”终于离开德州,转战路易斯安那州,休斯顿也终于雨过天晴。周四,我们去了Trader Joe’s,这是一家很受亚洲人欢迎的超市,里面有很多速食的亚洲食品,比如小馄炖、葱油饼、汤包、生煎饺、炒饭、宫保鸡丁等等,大多在微波炉加热一到两分钟就可以食用,非常方便。当然还有一些很受中国留学生欢迎的甜点,比如冻豆奶、麻薯、水果酸奶等等。我很喜欢这家超市。

罗昊坤

仿佛身处洞中,不知岁月几何。这周见识了德州十几年一遇的飓风,真是天地失色,日月无光,好似末世降临,端的是可怕无比。休斯敦所有大学放假,一周无事。

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