2018休斯敦大学暑期实习项目（7）

个人篇

UH实习日志|李昌

本周是来到休斯顿的第7周，本周在原有工作的基础上，协助一位博士师兄开展了另外一个项目。

在实验方面，这周主要是先把Li2DGBQ这个材料的非原位电池跑出来，进行XRD的测试。以便检测电极材料在充放电过程中的结构转变。这个实验进展的比较顺利，并且还有了一个额外的惊喜。在之前的测试中，这个材料在有机液态电解质中只能表现出一半的理论容量，虽然和文献中的数据很好的符合，但是却没有达到我们的要求。而在这次测试过程中，由于非原位测试的特殊性，我们在电池的内部构造中进行了一些微调。电池最后竟然表现出非常好的容量特性，比之前的测试多出了100mAh/g的容量。基于这个结果，我们会在后面进行电极片和电池安装的精确控制，已确定是什么导致容量的提升，以便后续进一步提升其性能。

另一个开始项目是按照项目书的要求，希望将一个材料的的性能提升到2mAh/cm² 。我的主要工作是协助师兄以涂敷的方法将将电极的制作达到我们所需的要求。

另外本周还参加了两个活动。一个是有物理系的任志峰教授作为主讲的seminar。又一次让我体会到了大牛的风度。这个seminar座无虚席，有很多教授到场。任教授主讲的的过程既风趣幽默，又不失深度，充满了许多科研前沿的热点问题。另一个就是UH和Arizona的football game。可以说这是我来Houston之后参加的最大的一个Party了。老美是真的很有“城市主义”的，几乎所有人都穿上了城市的代表色，红色，全程呐喊！太劲爆了！美式足球也是非常的有趣和暴力，两边的队员都是肌肉与肌肉的碰撞。最后的结果是UH以压倒性的优势46:18战胜来到访的Arizona。

UH实习日志|关晨宇

本周因为美国劳动节的放假，因此只工作了四天时间，恰好又碰到暑期生产实习学分兑换的材料补交，因此忙活了一些杂事也就消磨过了这一周。不过说到实验方面，还是有新的进展的。

继上周探究了EDTA在Cu离子无电沉积中的络合促进作用之后，我们本周采用了两种新的理论可行的溶液，其与Cu离子分别络合成Cu(SCN)₂和Cu-BTA。这两种新的溶液是从大约十年前的一篇文献上得到灵感的，但当我们按照原始文献的实验方法重复实验时，效果却不尽如人意。虽然新的溶液在中性偏碱的情况下能达到很好的络合效果从而抑制Cu离子沉淀，但当pH调高至我们所需的9.5以上时，其抑制效果远差于EDTA。我们在此基础上比较了三种溶液的OCP实验结果，同样是EDTA远优于后两者。至于对EDTA的具体探究，我们将在下周进一步完成。

本周还有一件趣事值得记录。从实验室的外国研究生学长那里得知了在休斯顿海滩可以钓螃蟹的故事，于是趁着难得的周末去实地上了一节劳动课。事实证明顶着墨西哥湾的骄阳再与大西洋洋流斗争着抓螃蟹还是挺困难的一件事情，加上墨西哥湾特产的蓝蟹又极具攻击性，我们的钓螃蟹经历并非预想的那么顺利。一上午折腾过后箱子里也只有6只大小不一的螃蟹而已，不过这段经历倒是堪称极有趣的了。

附成果图一张

UH实习日志|赵隽逸

这一周收获还是蛮多的，首先，做了一次presentation，这也是我第一次做全英文的presentation，而且导师也在场，所以还是很紧张的，尤其格外害怕导师会提问，好在导师没有提问太刁钻的问题，我回答的都还比较ok。这次presentation主要是汇报课题进展，我把这段时间做的一些比较fancy的实验现象都做了汇报，当然，汇报实验现象和实验数据很容易，难的是如何解释实验机理。所以，我在这方面也下了蛮大功夫，尤其是对激光驱动ferrofluid的激励解释，此从之前组会被导师怼过一次，我在这个实验上一直十分谨慎，因为导师对于一些用经典物理学解释的现象都要求十分苛刻，容不得半点错误，因为导师是学应用物理学出身的，所以格外严谨。不过，由于我是学机械出身，力学功底还是不错的，所以我做了一个力学模型用来对这个实验做机理分析，然后向老师展示了一下，老师对我的模型还是很满意的，认为解释的还比较到位，我也算松了一口气。不过也可以看得出，由于我还是个本科生，老师对我的要求略低于其他博士或者博士后，因为平常开组会的时候，导师一向怼的很凶，问题也很刁钻，但是明显能够看出，老师对我还是很友好的。不过，老师貌似对我的实验进度不是很满意，觉得实验进度应该加快些，尽管导师没有明说，但是可以明显感受到。

另外，实验方面在本周六下午快要下班的时候无意之间的无心操作突然成功了。因为之前的磁场与光场耦合的实验现象一直都是只能实现微观尺度的循环，我们一直想要实现宏观尺度的循环，只有这样，该现象才真正具有实际应用价值。今天做实验的时候，无意之间将532nm的激光的光斑打在了ferrofluid peak的侧缘，没想到真的实现了宏观尺度的大循环，我和师兄都激动不已，赶紧把这个现象录了一个视频发给了导师，导师也非常激动，非常满意，让我们继续探究一下，争取能够实现对该现象的精准控制，这样的话，就可以搞个大新闻了！

UH实习日志|张紫荆

本周是来到美国之后最为轻松的一周了，因为劳动节放假和周六的校园橄榄球赛，一周只工作了四天。

本周二首先向导师做了近两周来的工作总结，报告了我最近所做的电池正极活性材料的倍率测试结果，以及三种正极活物材料的离子电子电导率的测试结果。导师给出了许多建议，包括实验的漏洞分析以及怎样做补充实验来提高结果的可靠性。因为在这个暑期实习的最后我所有的实习生需要进行一次总结汇报，加上带着我工作的博士生在导师的安排下已经开展了新的课题，所以我的固态电池工作也将告一段落，所以本周我的具体工作就是根据导师对于前两周工作的指导和建议来补充自己的实验，将我的固态电池工作经行一个收尾和总结整理，在下个星期就将要和师兄一起开展一项侧重于工艺的液态电池的设计工作。

在一天从实验室结束工作回到公寓的路上，遇到了已知小松鼠，因为正好身上，于是就有饼干，于是就喂给小松鼠吃，这种人与动物的互动在美国非常常见，感觉到了生活的惬意，自然的美好。时间好像突然放慢了脚步，等着我们来享受这份惬意。

UH实习日志|梁子云

这周在劳动节的愉快氛围中结束，劳动节三天假期我们去了达拉斯，奥斯汀和圣安东尼奥。看到了肯尼迪被刺杀的第六层博物馆，德州牛仔城，德州政府，溶洞和riverwalk等充满德州特色的景点，体验到了德州的特色风情和文化，开阔视野。

周五中午教授请实验室同学聚餐。很幸运能加入这样一个凝聚力强一起努力奋斗的团队。教授向我们分享了他这些年在机器学习领域的经验，并给我们学习上的建议和指导。

一. Predicting Movie Ratings

1.1 Problem Formulation

　　下图是四位用户对于五部电影的评分（若用户没有评分, 则用❓表示）. 一些符号如下图右下角所示. 推荐系统就是通过已知的评分来判断未知的评分.
　　  

1.2 Content Based Recommendations

　　假设每一部电影都对应一个特征向量, 如下图x1x1, x2x2所示. 对于第jj个用户, 我们通过学习得到参数θθ. 这样, 这个用户对于第ii电影的评分就可以(θ(j))Tx(i)(θ(j))Tx(i)用来估计.
　　   　　

用公式化表示为：

优化目标为：
　                   　   　　

使用梯度下降来得到最优解（和线性回归相似）.
　　

UH实习日志|熊雨琴

这周，我继续利用已经训练好的VGG模型来预测一个新的数据的结果。

比如，迁移一个图片分类的 CNN (VGG). 这个 VGG 在1000个类别中训练过. 我们提取这个 VGG 前面的 Conv layers, 重新组建后面的 fully connected layers, 让它做一个和分类完全不相干的事，根据图片是猫还是老虎来预测猫和老虎的长度。

首先，把之前别人在ImageNet上面训练好的VGG16模型的参数下载下来，这样我就可以直接在这个训练好的模型上继续我的训练，这就是迁移学习。

为了做迁移学习, 我对他的 tensorflow VGG16代码进行了改写。保留了所有Conv和pooling 层， 将后面的所有fc层拆了， 改成可以被train的两层, 输出一个数字, 这个数字代表了这只猫或老虎的长度。

上面是迁移好了并train好了的模型，它不仅训练了后面的 fc layers, 也保存了后面的 fc 参数。接着我们提取原始的 VGG16 前半部分参数和 train 好的后半部分参数，并进行测试。

我将两张猫和老虎的图片输入，输出为长度。

另外，这周老师为了鼓励同学多读文献，组织了学长在周五下午做了一个简短的报告，有关上周读的一篇文章。这篇文章主要介绍了一种新的方法来代替dropout network，名字叫做Bayesian Convolutional Neural Networks。

CNN适合用来训练大的数据库，如果没有足够多的数据来训练，模型就很容易overfit，这种时候就需要dropout，而这篇文章里提出的这种方法在小型的数据库比如mnist，CIFAR-10上的表现比dropout要好。

UH实习日志|李宛泽

本周的周一是美国的劳工节，可以不用上班，因此，上一周的周末我们借着这个小长假出去浪了一波，分别去了达拉斯，奥斯汀以及圣安东尼奥。这一路上玩的还是非常开心的，在达拉斯参观了为了纪念肯尼迪总统的第六层博物馆，还去看来一场牛仔表演。在奥斯汀，我们去了州政府，与之前在加州参观过的市政厅类似，德州的州政府也是十分的气派。最后在圣安东尼奥，我们去了市中心河畔的步行街以及当地的一个历史景点——阿拉莫要塞。

德州州府

牛仔马戏表演

周二早上原定计划是跟Becker教授一起去河边调试设备，但是天公不作美，下了一早上的大雨，没有办法，只能改天了。下午我继续进行了传感器外壳模型的设计和组装，上周根据教授的意见设计出的多片式的外壳具有强度不高，防水性不佳的问题。而且一旦设法提高了强度，利用弹簧力将整个结构崩开就会对弹簧的刚度系数要求很高。本周我基本上都在设法解决这个问题，但是说实话，进展不大。更加上实验室的3D打印机精度不够，打印出来的各个部分很难严丝合缝地拼接到一起去，这也给装配造成了很大麻烦，这也是目前我比较头疼的一点。

此外，对于之前提过的钢化玻璃的方案，还需要进一步设计实验，进行验证。同时，我也计划对另外两种设想中的方案进行验证，看来下周的任务会很重，而且整个暑研已经进程过半，我也要加倍努力了。