2016休斯顿大学实习项目实习周记（7）

公共篇

在美国的时间已经过了一半，华科也已经开学一周了。大家都逐渐适应了这边的everyday routine，辛勤而努力地工作学习着。这里的课堂人数一般比较少，大家分成几组围坐在圆桌旁，老师上课一般是用的PPT和白板，和国内差不多。在上课的时候大家会随时向老师提出问题，非常自由。这也是人少的好处之一了吧。UH的教学楼不像华科那样一整栋楼基本上都是教室，而是有很多其他功能的房间比如机房会议室办公室等等。在上下课的时候有些教学楼附近的人群也会非常密集。最令我惊讶的一点是在中午和晚上饭点的时候也会有课，而且这两个时间还非常popular，所幸快餐店们一直开着，所以下课了也还能买到吃的。

今天UH football team和OU在NRG体育场展开了新赛季的第一场较量，最终主场作战的UH以33-23击败上赛季排名第三的OU。虽然没能亲临现场，但还是感到非常开心。

下周一就是美国的labour day了，老师介绍说，这一天就是celebrate working by not working。虽然组里勤奋刻苦的美国学长还是要去加班,上次跟他聊天，其实他对中国的了解还真不少，我们近现代发生的一系列大事件他都知道，不仅如此，他还经常看中国电影，最喜欢的导演是王家卫。

在美国，版权意识确实比较强，他们不会随便就上网找破解，当然他们也嫌正版过于昂贵，于是大神们就会开论坛，上github号召大家群策群力来自己写功能类似的开源软件。比如用来代替matlab的R，虽然没有那么多的toolbox，但是对于数据处理来说，也够用了。

来了这么久，还没有去过什么正经景点，都是去吃吃吃了，希望以后的周末能去一些有趣的地方吧。

个人篇

李斌

这周一把新的方案做好以后，和Jeff讨论以后做了一些修改，就定下来打印了。

星期三把这个装置装在拐杖上以后进行了测试，发现还行。

星期五例行开组会，新来的博士研究生进行了汇报。刚来几个星期就已经说得头头是道了。之后Atina问我们拐杖是否已经做好，我们当着Atana的面把拐杖进行了演示，Atina看了之后感觉还行就问我们是否还需要其他一些什么器材来完成这个project。我们就说了一些需求。回去之后我和王冉讨论了一下现在的装置，他跟我说了一些需求。回去之后我和王冉就这个装置的问题又进行了一番讨论，发现又有许多地方需要改动。本来这些应该是可以避免的。但是因为缺乏沟通，导致拖延进度，这是一个很好的教训，让我明白了团队合作的重要性。

向杰伟

这周我结束了对50um光纤清洁的工作，在尝试过各种方法和查阅资料后，我总结出了整个过程中可能导致光纤污染的环节和原因。在这之后，我继续开始下一步工作。接着我需要使用PECVD在光纤表面镀上Styrene，并检查其表面的特性。除此之外，这周我们还开了开学以来第一个组会，在组会的最后，让我意想不到的是，导师叫我也上去简述自己一个月所做的工作和成果。虽然没有准备PPT，但因为事先有写过这一个月的总结，所以还是比较清楚地讲述了这一个月里我所做的工作。

在生活上，这周一我去参加了UH Tennis Club的训练，来的人很多，大家的水平参差不齐，中间不乏高手。幸运的是，在周二的训练中我结识了一位UH Honor Student,有四年球龄的大一新生Andrew。大家的水平相当，互相留下联系方式。在周六的时候我们再次约球。在一个半小时的比赛后，Andrew带我去了他常去的一个学生食堂Cullen Wood，我们聊了很久，从10半一直吃到12点。我们发现大家有很多相同的爱好和兴趣，我们探讨人，哲学，Critical Thinking，对中国的看法，和一些他听说过关于中国的事情。虽然认识不到一个星期，在休大的时间还剩一个多月，但我很感激我能在这里到认识Andrew这样的朋友，也希望自己有机会结识更多这样的人。

赵雪妍

这一周，Dr. Brankovic回到学校来了，十分开心的是，几乎一个月没见，他竟然没有忘记我，询问了我的近况以及最近我在实验室有没有学到什么，虽然我依然被他的气场震慑以及依然不太能听清他用他超级低沉的嗓音说出的英语，表现的十分怂，但是好在经过一个月的磨练，我已经能够比较流畅的和他用英语交流。周四我们开了组会，这是我的第一个组会，我十分重视并且十分期待，还带了纸笔准备认真记录，结果组会只进行了大概十分钟左右，Dr. Brankovic问了下实验室每个人的工作进程，然后挨个布置了一下接下来的实验工作就结束了。Dr. Brankovic给我布置的任务是将一个Ag/Au(70:30,(111))的合金样品抛光，具体要做什么事情他要在我完成好抛光之后再告诉我。这样也好，让我有了极大的好奇心，对抛光这件事十分有干劲，希望能快点做好。

Dongjun在周四下午教了我如何给样品抛光，先用砂纸将表面抛光，再分别用不同粗糙度的diamond suspension对样品抛光。听起来十分容易，我也本以为我可以用一个下午的时间就能够做好的，但是不幸的是到周五下午，我的样品表面也不是特别完美，只能留到下周继续动工了。

商尚炀

时间来到了实习的第六周，每日日程表也渐渐地稳定了下来。早晨早早出发，在体育馆挥洒汗水之后，进入漫长的工作之中，期间点缀着午餐以及可能的下午茶。傍晚6时，便悉数返回住处。

固定的安排之外，总要有新尝试充当生活的亮点。

首先是个人对攀岩运动的尝试。体育馆大门口的岩壁就伫立在那里，不声不响的，却时时吸引我去挑战。说来有趣，我迟迟未能去尝试的原由，只是不愿与工作人员进行复杂的沟通去了解攀岩所需的基本知识和操作流程。僵局终于在此时被打破，我凭着依然笨拙的口语，借到了攀岩装备：安全带和攀岩鞋，学习了攀岩技巧（这一部分更像是一篇阅读），签署了安全协议，最后在一名攀岩爱好者的帮助下，进入了攀岩活动本身。

交流的使命已经结束，接下来的故事只与力量和勇气有关，勇气的不足，体现在手心上汹涌而出的汗水，力量的不足，则在于上升区区10米过后，再无力向上一步。不过这仍是一个有益的开始，接下来的时间，我会征服这座15米高的岩壁，从不同的路线。

陈丽莎

这周利用非局部均值方法对脊髓切片图像进行预处理后，使得感兴趣的运动神经元得到保留，而其他如脊髓灰质以及脊髓白质部分纹理得到平滑。再将其进行从RGB到灰度图像的变换，再用细胞分割算法对运动神经元进行分割，得到结果变得更准确，错误分割细胞数明显减少。

Figure1原始图像

Figure2非局部均值滤波后图像

Figure3滤波后图像蓝色通道细胞分割结果

用水平集方法对滤波后的脊髓灰质进行分割，得到结果如图

Figure4对滤波后图像水平集分割结果

周二与导师进行了讨论，为了保证不同脊髓切片之间对运动神经元组聚类的一致性，决定先对多张相邻的脊髓切片进行运动神经元聚类。首先根据资料选取左右前角接近边缘的区域作为感兴趣区域，然后对感兴趣区域分割出来的细胞中心进行聚类。

Figure5第一张脊髓切片左前角运动神经元聚类结果

Figure6第一二张脊髓切片左前角运动神经元共同聚类结果

接下来优化聚类稳定性，优化水平集分割脊髓灰质结果，水平集迭代终止条件和能量函数对最终结果影响较大，需要调整优化。由于三维表面重建希望重建表面尽量光滑，故需要对得到的轮廓曲线进行平滑处理。运动神经元聚类除了考虑平面位置以外还要考虑灰质纹理信息。

马雅尧

本周主要是做实验的数据处理与分析。另外包老师安排要我阅读Nature上发表的一篇文章，这篇文章是讲在不同波长的激光甚至聚焦的太阳光的照射下可推动孔状石墨烯的运动，并分析认为这是由于热电子发射的原因。后来我们重复了它的实验，发现不仅仅是孔状石墨烯，石墨烯氧化物，普通的石墨烯也可以在光照射下运动，只不过运动没有孔状的那样剧烈，并且从论文附加的视频中我们发现从照射到石墨烯最后运动有一段延时，而其诱因更可能是热运动而非热电子效应。接下来我们要开展一系列实验来确定石墨烯运动的最终原因。

陈宇遥

这一周的实验室工作的重点还是重点落在了不同光电催化剂的制备和比较上。制备实验的重中之重就是制作上面旋凃有BiVO4溶液的FTO样品，这一周按照学长的指导下我自己也能开始独立地制作样品，同时对之前和Rice进行合作制作出的通过CVD在BiVO4样品上生长出FeMnP的样品也进行了测试，但是结果却并不如人意：当时预估在掺Mo的钒酸铋样品上再镀一层FeMnP可能又会使样品的光电流上升10倍。但是当我们用样品进行LSV测量时发现暗电流将近5mA很大，相比之下光电流很小。首先怀疑是在样品表面发生了氧化反应，因为一开始测得的LSV曲线有一个峰，但在进行CV（循环伏安法）反复扫了几次想要样品稳定下来后，发现暗电流仍然很大。这时另一位师兄提醒进行FeMnP的处理时在FTO的前面、侧面和后面均附着有FeMnP。所以有可能在加压时因为FeMnP的性质与金属类似直接导电到水中从而使得暗电流增加。同时在产生光电流时可能也有相当部分的电子从FeMnP途径耗散使得光电流减小，所以可能使得在on-off实验时效果不明显。于是在将侧面用AB胶封住，背面只留住一个与前面一样大小的窗口后，的确on-off能看到明显的光电流，但是仍然非常小，只有10uA左右。最后我们发现在光照下的电流和没有在表面镀FeMnP的样品电流几乎一致，所以可以认为应该是FeMnP的生长厚度过大，在掺Mo的钒酸铋表面形成的一层致密的结构挡住了光的吸收，下一步应该是将FeMnP前驱体的量减小至最大5mg，初步设想是从2mg-5mg做一系列质量梯度样品对比光电流。

常晟源

本周科研进展比较顺利。首先，在服务器上编译HSIproc的源代码时遇到了一堆错误，我和IT Staff进行了多次深入沟通后解决了大部分，最后在学长的帮助下，通过修改cmake文件将所有编译需要的库都进行连接，顺利完成编译。

然后就是对HSIproc和ENVI两个软件在多个项目上进一步的测试了。有了最新版HSIproc的帮助，我可以轻松进行MNF变换，以及主元素分析的测试。在这些测试中我发现，ENVI软件在处理小规模数据的时候，运行速度很快，和HSIproc不相上下；但在处理大规模数据（如一个115GB的超光谱图像）时，ENVI明显感到力不从心。究其原因，应该是ENVI没有调用服务器的GPU进行加速运算所致。众所周知，GPU有着与CPU相比的极大量核心，如果能通过CUDA编程等手段调用GPU进行运算，而使用CPU进行数据的搬运和调度工作，那么计算的速度便会一日千里的提升。最后的测试结果也印证了这一观点，使用了GPU加速技术的HSIproc处理同一任务的时间只需ENVI的八分之一到十分之一，大大提升了效率。

下一步的工作是在神经网络和K-means聚类分析上面的比较，我也将尽力完成。

白小龙

这一周承接之前的准备，开始对智能传感器实验装置进行测定。

首先沿用的是扫频正弦波主动检测程序，配合NI—USB6363采集卡通过IO输入一定频率变化的正弦波，并经过一对传感端与接收端，比较接收到的波形，可进行结构健康定性判断。

Figure1采集

Figure2扫描波及采集VI程序

接着以两组不同方向进行测定：

1) 内部球体传感器作（机械振动）驱动端连接采集卡ao，六面智能骨料分别作接收端连接采集卡ai

Figure3第一种情况

如上图，六个面智能骨料收到的信号作对比，发现编号为S4以及S5的那一端信号差别最大。其他几个的信号衰减情况比较接近。

2) 六面智能骨料分别作（机械振动）驱动端连接ao，内部球体传感器作接收端连接采集卡ai

Figure4第二种情况

经过对比发现，六种情况下的差异依然是比较明显的，其中S4编号和S5的仍然最大，并且对比第一种情况，波形的特征是一致的，这表明两种连接思路均可以定性的反映结构的特性，因此验证了双向结构检测的可行性。另外对于混凝土立方体六个面的情况存在的差异，学长给出的解释是：混凝土结构本身存在着很大的不均匀性，因而是不可避免的。这也是区别于钢结构的地方，往往给混凝土结构计算带来麻烦。另外智能骨料本身是十分敏感的装置，在粘接它们的时候也会由一定差异。看来要做混凝土结构检测还是十分繁琐的，如何减少这些材料本身特性带来的差异是后面要认真学习去解决的地方。

另外对于第一种情况，用自己改写的fft程序，给出了频域下的对比——可以看出来差异不能忽视。

王冉

这一周和David一起去上了BMI的课程，关于突触的部分高中生物就学过一部分，不过英文术语还是让我很头疼，看来要好好背背单词了。

和李斌一起试着做了第一版crutch control，有很多要改进的地方，不得不说美国的PCB打样实在是太贵了，是国内几十倍的价格，质量其实也就那样，这就导致大家做试验品的时候只能用洞洞板焊线，费时费力。

周五的组会终于能听懂了，刚来两周的学长用原来采集的视频数据进行处理，排除了很多干扰的情形，得到了令人满意的结果，大家也给他提了一些建议。

下一周完成第二版之后就要开始联调了，周五选择了下一批订购的部件，由于这是有人参与的实验，所以不仅要能用还需要非常可靠，体积也要尽量小。