2015年休斯顿大学实习周记（十）

程天舒

科研进展

本周延续上周任务用C++完成texture channel的处理。在对高斯模板的再一次审视中又有了新的发现，正所谓温故知新。构建具有一定偏角的高斯一阶导卷积模板的方法是县分别用x、y两个方向的模板对图片进行滤波，然后将两个滤波结果分别乘上cos(θ),sin(θ)再叠加就可以得到任意角度偏转的模板的滤波结果。在接下来一步中我们会选取0-180°中八个等分的角度分别计算卷积结果然后取最大值，导师发现：既然任意卷积的结果可以表示成θ的表达式，那为何不直接对该式求导得到最大值呢？这样不仅可以得到全部定义域（而非分离的抽样值）上的最大值，而且免去了用等分角度意义计算的循环，能进一步提高速度。

经过进一步证明，我发现只要解出表达式对θ导数等于0所对应的θ值，该θ对应的一定是最大值。

另外，加入texture channel后导师再次改善了函数的框架结构，整体原则是尽可能的将多个函数调用的公共部分提取成一个新的函数，从而减少每个函数的代码量，而且当公共部分出现bug使只需要修改被调用函数而不需对每个函数一一修改。

函数结构实验室新装的显微镜

关于北美托福

北美托福的报名费190刀，缓考费60刀，在预定考位后可以最晚提前4天更改考试日期，而且相比国内美国考位资源十分丰富，工作日也会有考试安排。由于休大就是托福考点，加之之前托福一直没过100，本周五有幸体验了一番北美托福考试。

7:30准时到达考场，没有培训没有宣讲，直接抄写考试协议。考点位于学校的student service center，是一栋行政办公楼，考试机房就安插在二楼的众多行政办公室之间，整层楼很安静，走廊两边摆满绿色盆栽植物，墙上挂着动物贴画、UH宣传海报，每间办公室都有着丰富的装饰，或是大大的书柜或是桌案前的樱花盆景。候考的人并不多，临近考试也才不到十个，考试者不只是学生，还有年纪较大的欧洲面孔的阿姨。抄完协议后考点的美国大妈召集所有考生讲述考试规则，然后存包，一一照相登记，进考场前可以自行取用纸巾和3M耳塞。

考试形式与国内一致，但感觉听力难度要搞一个档次，比任何一次大陆考试和TPO都要难，语速虽然和TPO类似但是词汇量明显加大、形成很大障碍，加之没有经典加试，抽中听力加试的我听得欲仙欲死，到最后一个session已经听到崩溃，连最后一题都没有来得及作答，但愿那是加试部分。

校园美食

自搬寝室后就没晒过美食图了，虽然几乎没出过校园，但是这让我把校园美食都一个一个吃了个遍，不废话直接上图。

必胜客意面中餐馆小炒

校园餐车餐车供应的叉烧饭

食堂早餐（蛋卷菜）食堂中餐（鸡肉料理）

黄煜

不知不觉休斯顿实习已经进入尾声了，我们马上就要回国了。现在我做的项目的仿真系统已经进入了距离硬件实验的最后一次改进，但是我这周还没有完成。

这周四和Aaron开会的时候商量了写论文的事，由于我剩下的时间不多了，Aaron让我把最后最实际的控制轨迹生成算法完成，因为这样一来，生成的轨迹可以直接翻译成G-CODE，然后用来控制CNC平台，而且我们实验室有现成的平台。

Aaron和我合写一篇论文，准备发往IEEE-CASE2016(2016: 12th Conference on Automation Science and Engineering)，我要在剩下的时间里面把最后一次仿真的改进写完，然后把论文里面软件仿真部分写完，Aaron在我走之后完成硬件实验，然后把论文发出去。由于投稿截止时间是明年2月，所以Aaron认为有充足时间完成这个，所以我刚来几个星期基本没给我什么任务。

我这周碰到的问题让我一直百思不得其解。我们准备用一个lollipop rolling，也就是CNC平台做圆弧插补运动的时候让球产生的滚动来实现球围绕z轴转动。

图一：Lollipop Rolling,这个模型常用来形象地展示量子力学里面的电子自旋事实上可以分解成两次旋转

我和Aaron讨论之后写代码来展示每次旋转之后z轴指向的图成了这样：

还有不停的复数警报，我之前一直以为是关于任意轴旋转的矩阵产生了数值不稳定。今天我终于想通了，我们之前的仿真都有一个假设：所有球的Z轴指向都是用一个自由单位向量表示，但是网上的旋转矩阵是对一个点操作的，也就是说Aaron一开始让我用一个3*1的单位向量表示是不行的，我必须把之前所有的仿真改成球上的两个关键点来表示球的configuration才能解决这个问题。

王泽

这周是数据处理周，truth speaks louder than voice.直接上图

李慧晗

这周在Felming Building用高清晰的David 3D scanner对Anastasiya的面部进行了3D扫描，并且保存成为.stl格式文件，在Solidworks里面进行修改，只保留面部。

用3D scanner扫描后的实体

除了进行3D扫描外，还需要对大脑的3D模型进行修补。所用的大脑模型也是3D扫描后得到的模型，里面许多曲面不是闭合的，需要用Solidworks进行修补，然后再和3D扫描得到的面部整合，进行3D打印。

3D大脑

实验室的3D打印机

这周除了做头部的3D模型外还一直在想办法设计保护电路防止Teensy烧坏。开始设想的是用保险丝，当电流值高于保险丝的额定电流后，保险丝熔断，起到保护Teensy的作用，但是当电压值过大时，保险丝不能起到保护作用。方案二设计了如下的保护电路，可以通过改变电阻的大小来改变允许通过Teensy的电流值。

初步设计的Teensy保护电路

这周五晚上和几个同学一起去Joe’s Crab Shack吃了蟹，和平时在国内吃的大闸蟹不同，主要是吃蟹腿和蟹钳里的肉，肉很嫩很鲜美。

EAT AT JOE’S

周六去了Downtown Aquarium和Museum of Fine Arts。Museum of Fine Arts里面陈列了许多精美的艺术品。在参观的时候正好遇到两个教授在艺术博物馆里以馆内藏品为例讲解如何从艺术作品的细节来推断作者所要表达的内容和精神。讲得十分生动容易理解，我平时对美术作品没什么研究都听得非常入迷，感觉和托福听力里面的Lecture非常相似！

Museum of Fine Arts

叶庆莹

这一周任务不多，主要是以下几个方面。首先，周一有making makingthe right move的课程的内容讨论，准备周二的文献综述展示，备战周五的托福考试。

Making the right move这本书是Ogmen教授讲授的课程的教材。这门课程主要是讲初进学术圈的一些向导，比如如何获得一份任教工作、如何理解现在大学普遍的结构和计划等等。为以后想继续深造，投身科研的学生有一个很好的指导作用。这一周我们主要讲的是第二章：Understanding University Structure and Planning for Tenure，内容不难，Ogmen主要以我们UH的人事部门做了例子，讲解的非常透彻，涉及到推选换届历任教务主席等等多方面。

其次我们在周二进行了实验室的组会，我主要讲了visual memory的分类问题，体现在long-term memory（长期记忆）和working memory（工作记忆，即短期记忆）。

然后这周最迫在眉睫的事就是托福考试了。在经过大概一个月的努力后，我终于上了战场，虽然在听力和口语上面还是有很多提升的地方，但也算是给自己一段时间的努力划上一个比较完整的句号了。

在紧张的一周过去后，我们在周末参观了休斯顿的几大必去景点，其中我最喜欢的就是休斯顿的艺术博物馆了。博物馆整个环境非常好，人比较少也很安静，以画廊和雕塑居多，给人以美的享受。其中英国画家Joseph Wright的Dovedale by moonlight是我非常喜欢的一幅画，意境深远。

图1 Dovedale by moonlight

在剩下的时间里，我们还去了在艺术博物馆附近的健康博物馆，里面主要以丰富多彩的形式介绍了与人体有关的健康知识。例如采用游戏、健康实验室、4D电影、模型参观等方式，普及人体的骨头、脂肪以及各个器官等的相关知识。

图2脑实体模型和眼实体模型

储小青

转眼之间，已经来休斯顿将近两个月了。这周在实验室主要还是自主进行超级电容器的实验。由于用师兄两个月前合成的1T相硫化钼作为电极材料做出的超级电容器测试性能不佳，Dr. Yao建议我用活性碳作为电极材料测试电容器的性能，先摸清楚测试的参数和方法细节再用硫化钼做测试。这期间，测试的结果依旧不好。由于我本科阶段并没有具体地学习电化学方面的知识，所以打算请教国内华科做过超级电容器的师兄，然后改进电极制备和测试的方法，希望能在下周得到正常的测试结果。这周还在组会上作了第一次weekly report，Dr. Yao说明了这阶段让我一个人做这个项目的目的就是为了看看我自主做实验的能力，这次实习的主要目的还是希望我能够学到更多的知识，并在实验中巩固这些知识。

周五实验室聚餐，送走了一名华科出来的博后，他打算回华科当老师了。之后大家又一起看了电影，这是我在休斯顿的电影院看的第一场电影，这里的电影院设施不错，票价也不贵。与直系学长离别，有点小伤感，但是以后还能在华科再次相见。

周末，我和先前的室友以及他的几个朋友一起去休斯顿郊区的outlets逛了逛，这边有各种名牌折扣店，但是价格对于我来说依旧较高，还是忍住购物欲没有买很多东西。还要省下一笔钱下个月和学姐去新奥尔良玩。还有一个月就要回国了，希望在这边能够学到更多，玩得开心。

韩聪

时间过得很快，转眼间过去了快两个月，而我的实验，仿真还在继续。

上回提到在解决一号钉和Top实验中，数目变化的问题进行的验证实验，即验证钉子数目对peak sar的影响。所以我又选择了标准版200L20W5D作为底，分别选择了Screw长为20 30 40 50 60的几组，一号钉距不变，改变中间钉子数量，进行等间距分布。为了加快批量完成速度，我用Python写了脚本。现在实验数据的出来了。为了方便观察数据规律和走势，我用excel进行了处理。

200L20W5D20SL3SD_1

200L20W5D20SL3SD_2

200L20W5D20SL3SD_3

上面分别是我节选的三种板子类型，在独立进行钉子数目仿真，从图上可以看到（这里由于图片比例缩小，因此不明显），其实钉子数目对Plate和Screw有一定的影响，钉子数量越多，对Plate和Screw的散热效果越好，所以Sar值会逐渐减少。但是可以看到，这种影响是不明显的（同钉子长度，钉子直径这些因素来比，是不明显的）。所以我大胆假设，对Sar值影响最大的就是距离板子端部比较近的钉子，除了第一个钉子可能还有第二个钉子的距离等，为了验证这种想法，我简单的做了两个仿真：改变原来钉子间距不变的情况，微调第二个钉子的位置，发现果然是端头前几个钉子才起到了关键作用。

周末，通行的同学都去外面博物馆，水族馆等去浏览，感受外国文化，而我还在准备英语考试，有些遗憾，以后有时间也会去感受下美国的文化。

戴政泓

这周实验挺不顺利的，由于上周把CVD的管子给洗了，这周得到的基片上面就没见到MoS2的影儿了，本想着上周能重复我们之前的结果并得到单层MoS2的计划也就泡汤，Romel和我也是着实郁闷。原本还计划着在得到大面积高质量MoS2之后尝试一下WS2甚至WSe2的，看来接下去几周应该还是好好地把MoS2单层的生长做好吧。另外这周仔细读了一篇关于单层MoS2压电性的文章，由于体相MoS2的各向同性，电子分布呈对称特征，那么从体相到单层，晶体结构的不对称就体现出来了，所以利用单层MoS2的压电性可以做一系列的应用，比如压力传感器，电光器件等。

熊诚

考完GRE开始在实验室重新做事了，这一周实验室伊朗小哥的实验改进了实验装置，不在需要每次重新的adjust PH值，不过实验数据还是不太理想，我也开始做自己的Project了，这一周在看老板给我的两篇论文，没有太多的电化学沉积的基础看起来很吃力，很多东西得重新学，不过还是很有冲劲的。

大概整理电化学和这两篇论文的知识：

化学沉积的三种方式：

第一篇论文的大概观点：

现在还在看论文，明天再和老板聊聊我的疑问，这个project主要涉及电化学沉积的改进，主要由两组实验组成，另外一篇则讨论了第一篇中的mediated layer，两种情况：WithPd or without Pd。

以下是第一组实验的测试图

从这两张图可以看到electrochemical deposition采用的是layer by layer的沉积方式。