国际交叉科学研究院快报。器 操控液体新思路:“覆油可收”一原位超浸润可逆转化 近日,北京航空航天大学化学学院刘欢研究员课题组利用电化学方法,发展了一种二元金属的“ living”表面,在线原位的可逆调控了液膜在基 底上的铺展/收缩,实现了超浸润的原位可逆转化,基于此发展了一种外场驱动下的柱状刚性纤维操控液体的新思路。 11页 65803 Didymos双星系统 三 微滤过程中多糖分子间 碎片流的脱落演化 =| 的交联作用对膜污染的 影响 10页 17页
2019 Beihang University REPORTER 1 微滤过程中多糖分子间 的交联作用对膜污染的 影响 17 页 操控液体新思路：“覆油可收”—原位超浸润可逆转化 近日，北京航空航天大学化学学院刘欢研究员课题组利用电化学方法，发展了一种二元金属的“living”表面，在线原位的可逆调控了液膜在基 底上的铺展 / 收缩，实现了超浸润的原位可逆转化，基于此发展了一种外场驱动下的柱状刚性纤维操控液体的新思路。 65803 Didymos 双星系统 碎片流的脱落演化 10 页 11 页
北航国际交叉科学研究院院刊 CONTENTS/目录 聚英才,共奋进 北航举办第六届国际青年学者唯实论坛 我校教师文力担任机器人领域著名期刊《 Soft robotics》副主编 综合新闻 首届北京软物质科学与工程论坛在我校举办 第四届自旋存储与计算学术研讨会 暨费尔北京研究院成立五周年庆祝活动举行 基于神经元动态的非对称基函数时变NARX模型 及其在帕金森冻结步态检测中的应用 成果简报 富锂层状氧化物正极材料研究新进展 65803 Didymos双星系统碎片流的脱落演化 操控液体新思踣:“覆油可收”一原位超浸润可逆转化 近日,北京航空航天大学化学学院刘欢研究员课题组利用电化学方 封面文章 法,发展了一种二元金属的“ivng”表面,在线原位的可逆调控了液膜 在基底上的铺展/收缩,实现了超浸润的原位可逆转化,基于此发展了 一种外场驱动下的柱状刚性纤维操控液体的新思路。 高效驱动磁斯格明子移动的研究进展 城市交通系统恢复力研究 主题文章 原位激光诱导制备宏观〓维石墨烯纸材料及其多功能特性研究 微滤过程中多糖分子间的交联作用对膜污染的影响
2 Beihang University REPORTER 2019 北航国际交叉科学研究院院刊 CONTENTS/ 目录 聚英才，共奋进 ——北航举办第六届国际青年学者唯实论坛 我校教师文力担任机器人领域著名期刊《Soft Robotics》副主编 综合新闻 p1 首届北京软物质科学与工程论坛在我校举办 第四届自旋存储与计算学术研讨会 暨费尔北京研究院成立五周年庆祝活动举行 基于神经元动态的非对称基函数时变 NARX 模型 及其在帕金森冻结步态检测中的应用 富锂层状氧化物正极材料研究新进展 65803 Didymos 双星系统碎片流的脱落演化 成果简报 p7 主题文章 原位激光诱导制备宏观二维石墨烯纸材料及其多功能特性研究 高效驱动磁斯格明子移动的研究进展 城市交通系统恢复力研究 p13 操控液体新思路：“覆油可收”—原位超浸润可逆转化 封面文章 p11 近日，北京航空航天大学化学学院刘欢研究员课题组利用电化学方 法，发展了一种二元金属的“living”表面，在线原位的可逆调控了液膜 在基底上的铺展 / 收缩，实现了超浸润的原位可逆转化，基于此发展了 一种外场驱动下的柱状刚性纤维操控液体的新思路。 微滤过程中多糖分子间的交联作用对膜污染的影响
北航国际交叉科学研究院院刊 综合新闻 聚英才,共奋进 北航举办第六届国际青年学者唯实论坛 6月15日至16日,由北京航空航天大学主办,人事处、高 创新的事业呼唤创新的人才。房建成为在本次论坛做报告的 层次人才中心、国际交叉科学硏究院承办的第六届北航国际青年学青年学者代表颁发报告证书,王云鹏为国家海外高层次人才引进 者唯实论坛在北京唯实国际文化交流中心举行。本次论坛围绕“扎计划青年项目入选者颁发聘书。衷心希望各位青年才俊在唯实论 根中国大地的世界一流大学”建设目标,汇聚全球英才,打造卓越坛分享学术成果,交流发展经历,不断激发和释放创新活力,取 师资队伍。来自麻省理工学院、剑桥大学、牛津大学、瑞土苏黎世得更大的成就。 联邦理工学院、东京大学等世界一流大学和科研机构的百余位青年 才俊参加论坛。我校常务副校长房建成、副校长王云鹏,相关学科 领域知名专家学者和学院领导等出席论坛开幕式。论坛开幕式由人 事处处长谭华霖主持。 2019|北京航空航天大学 王云鹏副校长代表学校致开幕辞,祝贺第六届唯实论坛成功 第六届国际青年学者唯实论坛 开幕,并对来自海内外的青年优秀人才表示热烈欢迎。他指出,近 喜迎相国七十华聚英才·共奋进再谓空天服国篇章 年来学校持续推进人事制度改革工作,建立健全教师队伍发展体系。 一是分类评价,通过岗位目标激励,推行分系列发展;二是智引人 才,实行优岗、优选、优责,促进引入人才在北航落地生根;三是 精育发展,着力实施青年科学家团队支持计划,提供配套经费支持, 鼓励前沿交叉研究;四是优质服务,用高质量服务让青年人才安居 乐业,潜心科硏。学校以平台机制聚才、以事业责任聚心、以改革 发展聚力,为“双一流”建设助力引航 常务副校长房建成为在本次论坛做报告的青年学者代表颁发报告证书 0不心;一而有命任的大学 e科独的:性国家战墙求 聚才际 秀人才 笫六届国际青年学者唯实论坛现场 2019 Beihang University REPORTER 1
2019 Beihang University REPORTER 1 聚英才，共奋进 ——北航举办第六届国际青年学者唯实论坛 6 月 15 日至 16 日，由北京航空航天大学主办，人事处、高 层次人才中心、国际交叉科学研究院承办的第六届北航国际青年学 者唯实论坛在北京唯实国际文化交流中心举行。本次论坛围绕“扎 根中国大地的世界一流大学”建设目标，汇聚全球英才，打造卓越 师资队伍。来自麻省理工学院、剑桥大学、牛津大学、瑞士苏黎世 联邦理工学院、东京大学等世界一流大学和科研机构的百余位青年 才俊参加论坛。我校常务副校长房建成、副校长王云鹏，相关学科 领域知名专家学者和学院领导等出席论坛开幕式。论坛开幕式由人 事处处长谭华霖主持。 王云鹏副校长代表学校致开幕辞，祝贺第六届唯实论坛成功 开幕，并对来自海内外的青年优秀人才表示热烈欢迎。他指出，近 年来学校持续推进人事制度改革工作，建立健全教师队伍发展体系。 一是分类评价，通过岗位目标激励，推行分系列发展；二是智引人 才，实行优岗、优选、优责，促进引入人才在北航落地生根；三是 精育发展，着力实施青年科学家团队支持计划，提供配套经费支持， 鼓励前沿交叉研究；四是优质服务，用高质量服务让青年人才安居 乐业，潜心科研。学校以平台机制聚才、以事业责任聚心、以改革 发展聚力，为“双一流”建设助力引航。 北航国际交叉科学研究院院刊 综合新闻 常务副校长房建成为在本次论坛做报告的青年学者代表颁发报告证书 第六届国际青年学者唯实论坛现场 创新的事业呼唤创新的人才。房建成为在本次论坛做报告的 青年学者代表颁发报告证书，王云鹏为国家海外高层次人才引进 计划青年项目入选者颁发聘书。衷心希望各位青年才俊在唯实论 坛分享学术成果，交流发展经历，不断激发和释放创新活力，取 得更大的成就
北航国际交叉科学研究院院刊 文科、优势医工为学科建设方针,打造“大项目、大团队、大平台、 019|北京航空航天大学 大成果”,诚邀海内外广大青年才俊加入北航,与学校携手共进 泽广届|国际青年学者唯实论坛 筑梦远航。 喜迎相国七十华聚英才·共奋进再谱空天报 在大会学术报告环节,焦宗夏教授作了题为《电液伺服系统 自适应抗扰非线性控制》的专题报告,杨树斌教授作了题为《基 于超薄二维材料特性构建新能源材料》的专题报告,许骏教授作 了题为《锂电池安全行为研究》的专题报告。现场气氛活跃,掌 声不断 15日下午,工程科学、信息科学、数理科学、经济管理与商学、 化学与材料科学、医工交叉等六个分论坛分别在唯实国际文化交 副校长王云鹏为国家海外高层次人才引进计划青年项目入选者颁发聘书流中心举行。与会青年学者围绕各自领域的国际学术前沿和热点 问题展开了深入的交流与探讨,通过学术报告的思维碰撞开拓国 际视野,启发创新灵感,增进学术情谊,促进了海内外青年学者 随后,常务副校长房建成作了《聚才育才,北航助您实现人间的交流与合作。 生梦想》大会报告,围绕不忘初心、科技创新、聚才育才三个方面, 本次论坛为期两天,通过主论坛专题报告会、分论坛学术研 全面介绍了北航筚路蓝缕、薪火相传的建校发展之路和持之以恒、讨会、人才洽谈会和“卓越百人”人才项目评审,为海内外优秀 数十年磨一剑的科技创新之路。深入阐述了北航心系国家发展、服青年学者搭建学术交流平台,围绕“扎根中国大地的世界一流大学” 务国家战略需求的使命和担当,以及北航人空天报国,敢为人先,建设目标,汇聚全球英才,深入贯彻落实“鲲鹏逐天”人才队伍 投身国家事业的红色基因和血脉传承。未来北航,在京两校区学科建设规划。 协调布局,实现“双核发展”态势,以顶尖工科 科、精品 (通讯员/李真李彦) 理与两学分坛 分论坛现场 2 Beihang University REPORTER 2019
2 Beihang University REPORTER 2019 随后，常务副校长房建成作了《聚才育才，北航助您实现人 生梦想》大会报告，围绕不忘初心、科技创新、聚才育才三个方面， 全面介绍了北航筚路蓝缕、薪火相传的建校发展之路和持之以恒、 数十年磨一剑的科技创新之路。深入阐述了北航心系国家发展、服 务国家战略需求的使命和担当，以及北航人空天报国，敢为人先， 投身国家事业的红色基因和血脉传承。未来北航，在京两校区学科 协调布局，实现“双核发展”态势，以顶尖工科、一流理科、精品 文科、优势医工为学科建设方针，打造“大项目、大团队、大平台、 大成果”，诚邀海内外广大青年才俊加入北航，与学校携手共进， 筑梦远航。 在大会学术报告环节，焦宗夏教授作了题为《电液伺服系统 自适应抗扰非线性控制》的专题报告，杨树斌教授作了题为《基 于超薄二维材料特性构建新能源材料》的专题报告，许骏教授作 了题为《锂电池安全行为研究》的专题报告。现场气氛活跃，掌 声不断。 15 日下午，工程科学、信息科学、数理科学、经济管理与商学、 化学与材料科学、医工交叉等六个分论坛分别在唯实国际文化交 流中心举行。与会青年学者围绕各自领域的国际学术前沿和热点 问题展开了深入的交流与探讨，通过学术报告的思维碰撞开拓国 际视野，启发创新灵感，增进学术情谊，促进了海内外青年学者 间的交流与合作。 本次论坛为期两天，通过主论坛专题报告会、分论坛学术研 讨会、人才洽谈会和“卓越百人”人才项目评审，为海内外优秀 青年学者搭建学术交流平台，围绕“扎根中国大地的世界一流大学” 建设目标，汇聚全球英才，深入贯彻落实“鲲鹏逐天”人才队伍 建设规划。 （通讯员 / 李真 李彦） 北航国际交叉科学研究院院刊 副校长王云鹏为国家海外高层次人才引进计划青年项目入选者颁发聘书 分论坛现场
综合新闻 我校教师文力担任机器人领域著名期刊 《 Soft robotics》副主编 日前,我校机械工程及自动化学院教师文力接受了国际著名期刊《 Soft robotics》(《软体机器人》 主编以及编委会的邀请,担任该杂志副主编, 机器人是人工智能的重要载体,也是我国重要的发展方向,而软体机器人是机器人领域的学术前沿。《Soft Robotics》期刊列机器人领域影响因子第一位(JCRQ1区杂志),具有广泛的国际影响力。该期刊鼓励多学 科交叉,涵盖了机械、材料、控制、力学、化学、生命科学等多个领域。《 Soft robotics》期刊目前共有来自 英国剑桥大学、瑞士联邦理工、耶鲁大学、康奈尔大学等共9位教授担任副主编。文力是该期刊目前唯一来自 中国的副主编,将主要负责仿生软体,软体驱动与传感,类生命机器等多个方向的投稿论文,并发起前沿研究 的专刊( special issue)等, PUBLICATION HOME. NEW ARTICLES Soft Robotics DEicsEanor-in-Chief:BaryATrim The aI ranked robotics jounaL P View Aims& see euro Pho Editorial Board Editor-in-Chief arry Trimmer, phD rofesso Henry Bromfeld Pearson Profesor of Natur rTs unrest Li Wen, rho 61627394 Heraf 文力,机械工程及自动化学院机电工程系博士生导师,国家自然科学优秀青年科学基金获得者。主要研究方向为 仿生软体机器人、智能材料与比较生物力学。曾任美国哈佛大学 George Lauder实验室博士后硏究员。主持国 家自然科学基金重点项目,国家自然基金与科技部重大研发计划等多项研究课题。在《 Science robotics》封 面文章,《 Journal of Experimental Biology》封面文章等期刊或会议上共发表论文70余篇。相关研究成果被 《 Science》,《 Nature》,《 MIT Technology Review》撰文评价报道。文力目前还担任机器人国际期刊《EEE Robotics and Automation Letters》的副主编。 网站链接https://home.liebertpub.com/publications/soft-robotics/616/editorial-board 2019 Beihang University REPORTER 3
2019 Beihang University REPORTER 3 综合新闻 我校教师文力担任机器人领域著名期刊 《Soft Robotics》副主编 日前，我校机械工程及自动化学院教师文力接受了国际著名期刊《Soft Robotics》（《软体机器人》） 主编以及编委会的邀请，担任该杂志副主编。 机器人是人工智能的重要载体，也是我国重要的发展方向，而软体机器人是机器人领域的学术前沿。《Soft Robotics》期刊列机器人领域影响因子第一位（JCR Q1 区杂志），具有广泛的国际影响力。该期刊鼓励多学 科交叉，涵盖了机械、材料、控制、力学、化学、生命科学等多个领域。《Soft Robotics》期刊目前共有来自 英国剑桥大学、瑞士联邦理工、耶鲁大学、康奈尔大学等共 9 位教授担任副主编。文力是该期刊目前唯一来自 中国的副主编，将主要负责仿生软体，软体驱动与传感，类生命机器等多个方向的投稿论文，并发起前沿研究 的专刊 (special issue) 等。 文力简介 文力，机械工程及自动化学院机电工程系博士生导师，国家自然科学优秀青年科学基金获得者。主要研究方向为 仿生软体机器人、智能材料与比较生物力学。曾任美国哈佛大学 George Lauder 实验室博士后研究员。主持国 家自然科学基金重点项目，国家自然基金与科技部重大研发计划等多项研究课题。在《Science Robotics》封 面文章，《Journal of Experimental Biology》封面文章等期刊或会议上共发表论文 70 余篇。相关研究成果被 《Science》，《Nature》，《MIT Technology Review》撰文评价报道。文力目前还担任机器人国际期刊《IEEE Robotics and Automation Letters》的副主编。 网站链接：https://home.liebertpub.com/publications/soft-robotics/616/editorial-board （通讯员 / 宋婉姮）
北航国际交叉科学研究院院刊 首届北京软物质科学与工程论坛在我校举办 首届北京软物质科学与工程论坛 1t Beijing Soft Matter Workshop 2019年4月27日上午,由北京航空航天大学、中国科学院物理硏究所及北京地区相关高校及硏究所软 物质硏究团队联合召集的区域性会议首届“北京软物质科学与工程论坛”在我校新主楼会议中心第二报告厅举 行。会议旨在促进北京地区的软物质研究人员与国际顶尖学者的交流合作,推动不同学科间的交叉合作,为青 年学者提供学术交流的机会。 本次会议的主题突出多学科交叉合作。哈佛大学的Wetz院士系统地介绍了运用微流控加工技术进行软 物质功能材料加工;来自德国的 Hermann教授介绍了DNA及多肽的纳米组装的最新研究进展;清华大学的 冯西桥教授展示了肿瘤软组织力学的前沿硏究;北京大学的徐莉梅教授详细阐述了玻璃态物质的结构及动力学 关系的硏究成果。最后,来自北航软物质物理及其应用硏究中心的土井正男教授就软物质体系的动力学理论硏 究进行分析介绍。此外,《C础》子刊《 sCience》主编李健博士向软物质领域的学者介绍了该杂志的情况及 投稿建议。 会议特别为青年学者提供学术交流机会,增进青年学者与国际著名学者之间、青年学者之间的互动合作, 来自北京航空航天大学、中科院物理所、中科院力学所、国家纳米科学中心、天津大学等国内著名学术机构的 42名青年学者,主要是博士后和硏究生,在会上做了精彩的口头短报告,在较短时间(4分钟)内介绍了自 己硏究工作的亮点成果。会议评选出7个优秀口头报告,鼓励青年学者在该领域进一步探索和发展。 本次会议由北航机械工程及自动化学院副院长徐晔教授、化学学院周嘉嘉副教授、机械学院张佩佩副教授 和中科院物理所叶方富硏究员共同组织。整个学术会议安排紧凑,反晌热烈,富有成效。本次会议是推动北京 地区软物质相关领域硏究的一次盛会,受到哈佛大学weiz院土及各位与会专家的盛赞。各位专家教授及青年 学者在会议上热烈交流讨论,为各科研单位的进一步合作提供了契机。最后,与会人员一致决定在今年下半年 举办第二届会议。 (通讯员/宋婉短) 4 Beihang University REPORTER 2019
4 Beihang University REPORTER 2019 首届北京软物质科学与工程论坛在我校举办 2019 年 4 月 27 日上午，由北京航空航天大学、中国科学院物理研究所及北京地区相关高校及研究所软 物质研究团队联合召集的区域性会议首届“北京软物质科学与工程论坛”在我校新主楼会议中心第二报告厅举 行。会议旨在促进北京地区的软物质研究人员与国际顶尖学者的交流合作，推动不同学科间的交叉合作，为青 年学者提供学术交流的机会。 本次会议的主题突出多学科交叉合作。哈佛大学的 Weitz 院士系统地介绍了运用微流控加工技术进行软 物质功能材料加工；来自德国的 Hermann 教授介绍了 DNA 及多肽的纳米组装的最新研究进展；清华大学的 冯西桥教授展示了肿瘤软组织力学的前沿研究；北京大学的徐莉梅教授详细阐述了玻璃态物质的结构及动力学 关系的研究成果。最后，来自北航软物质物理及其应用研究中心的土井正男教授就软物质体系的动力学理论研 究进行分析介绍。此外，《Cell》子刊《iScience》主编李健博士向软物质领域的学者介绍了该杂志的情况及 投稿建议。 会议特别为青年学者提供学术交流机会，增进青年学者与国际著名学者之间、青年学者之间的互动合作。 来自北京航空航天大学、中科院物理所、中科院力学所、国家纳米科学中心、天津大学等国内著名学术机构的 42 名青年学者，主要是博士后和研究生，在会上做了精彩的口头短报告，在较短时间（4 分钟）内介绍了自 己研究工作的亮点成果。会议评选出 7 个优秀口头报告，鼓励青年学者在该领域进一步探索和发展。 本次会议由北航机械工程及自动化学院副院长徐晔教授、化学学院周嘉嘉副教授、机械学院张佩佩副教授 和中科院物理所叶方富研究员共同组织。整个学术会议安排紧凑，反响热烈，富有成效。本次会议是推动北京 地区软物质相关领域研究的一次盛会，受到哈佛大学 Weitz 院士及各位与会专家的盛赞。各位专家教授及青年 学者在会议上热烈交流讨论，为各科研单位的进一步合作提供了契机。最后，与会人员一致决定在今年下半年 举办第二届会议。 （通讯员 / 宋婉姮） 北航国际交叉科学研究院院刊
综合新闻 第四届自旋存储与计算学术研讨会 暨费尔北京研究院成立五周年庆祝活动举行 2019年5月20日至22日,第四届自旋存储与计算(Spn Memory and Logic)学术研讨会暨北京航空航天大学费尔北京研究 院成立五周年庆祝活动在新主楼会议中心第二报告厅举行。科技部外 国专家服务司领导班子成员易凡平,北航副校长黄海军,国际交流合 作处、大数据科学与脑机智能高精尖创新中心负责人出席会议 第四届自旋存储与计算学术硏讨会由北航微电子学院、北京 市大数据科学与脑机智能高精尖创新中心和北航费尔北京硏究院共 同主办。诺贝尔物理学奖得主 Albert fert教授,费尔北京研究院 院长赵巍胜教授,加州大学洛杉矶分校 Kang L.Wang教授等来 自海内外近10个国家30余位专家学者,以及200多名国内高校 师生参与其中。会议由赵巍胜教授主持。 易凡平代表科技部外国专家服务司对北航超低功耗自旋存储 与计算学科创新引智基地的高速发展表示肯定,赞扬了基地对“引 才用才聚才”环境营造的重视,鼓励基地坚持原创性硏究,再接再 厉推动我国信息产业的发展。黄海军简要回顾了费尔北京研究院的 发展历史和已有成果,并表示北航将一如既往大力支持微电子学院 的发展,争取在自旋电子领域获得更多原创性成果。 今年恰逢费尔北京硏究院成立五周年,研究院首席科学家 诺贝尔物理学奖得主费尔教授特意前来参与庆祝活动,并发表致辞 赵巍胜向大家详细介绍了2014年至今硏究院的建设情况。他表示, 研究院将进一步围绕“超低功耗自旋存储与计算”开展工作,聚焦 原创性科学研究,开展高水平人才引育,积极探索产学研合作,力 争创造新的辉煌 2 2019 Beihang University REPORTER 5
2019 Beihang University REPORTER 5 第四届自旋存储与计算学术研讨会 暨费尔北京研究院成立五周年庆祝活动举行 2019 年 5 月 20 日至 22 日，第四届自旋存储与计算（Spin Memory and Logic）学术研讨会暨北京航空航天大学费尔北京研究 院成立五周年庆祝活动在新主楼会议中心第二报告厅举行。科技部外 国专家服务司领导班子成员易凡平，北航副校长黄海军，国际交流合 作处、大数据科学与脑机智能高精尖创新中心负责人出席会议。 第四届自旋存储与计算学术研讨会由北航微电子学院、北京 市大数据科学与脑机智能高精尖创新中心和北航费尔北京研究院共 同主办。诺贝尔物理学奖得主 Albert Fert 教授，费尔北京研究院 院长赵巍胜教授，加州大学洛杉矶分校 Kang L. Wang 教授等来 自海内外近 10 个国家 30 余位专家学者，以及 200 多名国内高校 师生参与其中。会议由赵巍胜教授主持。 易凡平代表科技部外国专家服务司对北航超低功耗自旋存储 与计算学科创新引智基地的高速发展表示肯定，赞扬了基地对“引 才用才聚才”环境营造的重视，鼓励基地坚持原创性研究，再接再 厉推动我国信息产业的发展。黄海军简要回顾了费尔北京研究院的 发展历史和已有成果，并表示北航将一如既往大力支持微电子学院 的发展，争取在自旋电子领域获得更多原创性成果。 今年恰逢费尔北京研究院成立五周年，研究院首席科学家、 诺贝尔物理学奖得主费尔教授特意前来参与庆祝活动，并发表致辞。 赵巍胜向大家详细介绍了 2014 年至今研究院的建设情况。他表示， 研究院将进一步围绕“超低功耗自旋存储与计算”开展工作，聚焦 原创性科学研究，开展高水平人才引育，积极探索产学研合作，力 争创造新的辉煌。 综合新闻
北航国际交叉科学研究院院刊 综合新闻 共实航夹带 MoTM 4th Workshop 北京航空航天大学一莫斯科物理技术学院 on Spintronic 合作协议交换仪式 Memory and Logic Memory & Exchange Ceremony of Cooperation Agreement between 5 m Anniversary Beihang University Moscow Institute of Physics and Technology Symp Fert Beijing Institute Fert Beii 第四 与计算研讨会 与计 22029 费尔北京研究院 费尔北 五周年专题研讨会 五周年 主办方 主乃方 本次研讨会上,北航还与莫斯科物理技术学院( Moscow也有工业生产应用。提问与掌声不断,思考与交流不停。会场同时 Institute of Physics and Technology,MPT)达成了合作意向,还设有海报展示专区,学院的硕博生可以借由这个机会展示自我风 黄海军副校长与莫斯科物理技术学院的κ constantin Zvezdin教授采,向专家学者请教学习 共同交换了合作协议。 第四届“自旋存储与计算”学术研讨会在完成各项预定议程 本次硏讨会共持续三天,海内外的学者们纷纷将自己最新的后落下帷幕。作为国内自旋电子领域的高水平会议,本次会议延续 研究成果与在场嘉宾共同分享。报告主题涉及自旋电子材料、器件、了前三届的高标准、高质量,进一步彰显了北航在自旋电子领域的 电路、计算系统和架构等各方面的硏究热点,既有基础理论探究,综合实力,也向世界表现岀北航期待交流合作的美好意愿 (通讯员顾慧毅/文白中扬/摄影) Fert BAling Instit 研讨会 Institute 6 Beihang University REPORTER 2019
6 Beihang University REPORTER 2019 本次研讨会上，北航还与莫斯科物理技术学院（Moscow Institute of Physics and Technology，MIPT）达成了合作意向， 黄海军副校长与莫斯科物理技术学院的 Konstantin Zvezdin 教授 共同交换了合作协议。 本次研讨会共持续三天，海内外的学者们纷纷将自己最新的 研究成果与在场嘉宾共同分享。报告主题涉及自旋电子材料、器件、 电路、计算系统和架构等各方面的研究热点，既有基础理论探究， 也有工业生产应用。提问与掌声不断，思考与交流不停。会场同时 还设有海报展示专区，学院的硕博生可以借由这个机会展示自我风 采，向专家学者请教学习。 第四届“自旋存储与计算”学术研讨会在完成各项预定议程 后落下帷幕。作为国内自旋电子领域的高水平会议，本次会议延续 了前三届的高标准、高质量，进一步彰显了北航在自旋电子领域的 综合实力，也向世界表现出北航期待交流合作的美好意愿。 （通讯员 顾慧毅 / 文 白中扬 / 摄影） 北航国际交叉科学研究院院刊 综合新闻
北航国际交叉科学研究院院刊 成果简报 基于神经元动态的推对称基函数吋 变NARX模型及其在帕金森冻结步态 检测中的应用 大脑能够有效地处理各种快变和慢变的信息,我们认为这与电位(EPSP)和抑制性突触后电位(PSP)。突触后电位具有 神经元突触后电位(Post- Synaptic Potential,PSP)的特殊形不同的幅值,可以用apha函数近似描述。当来自不同神经元的 状密切相关。受此启发,我们提出了一种新的时变NAR×模型来突触后电位在细胞膜上的累积和超过一定阈值时,动作电位被激发 描述非平稳过程。仿真结果表明该模型能够更为有效地刻画系统中总的来说,神经元动态主要包含以下特点:超完备的神经元连扌 快变和慢变参数。基于此模型进一步提岀了一种新的参数化时频谱具有 alpha函数形状的突触后电位;描述神经元激活的非线性动 估计方法用于帕金森冻结步态的准确检测 态过程。 为了验证我们的想法,我们用具有不同对称度的来拟合生成 基于以上发现,模拟神经元动作电位产生和传播的机理 的100组随机信号,结果如图1所示。由图可见,和PSP有相似们提出了一种基于神经元动态的T∨-NARX时变模型。该模型应 形状的非对称基函数具有最强描述能力。这意味着PSP的特殊形用NARX框架描述神经元的激活过程,用时变参数来描述动作电 神经元更有效地传递信息,换句话说,传输相同的信息位在神经元之间的传播。模型中的时变参数由一组非对称aha 电位序列更少。这解释了为什么PS尸具有相似的非对称基函数逼近,模拟PSP作用下神经元突触不同离子通道的电导变 形状 化。所有的apha基函数组成了一组超完备基,在训练过程中, 动作电位是神经元通信的基本单元,神经元能够以不同的形这些时变参数由该超完备基上的稀疏组合表示。 状、频率、模式的动作电位编码信息。动作电位通过突触从一个神 大量数值仿真验证了所提模型的有效性。图2是含四个时变 经元传至另一个神经元并产生突触后电位,其中包括兴奋性突触后参数的系统的辨识结果。结果表明,所提模型应用较少数量的单尺 图1閃P的描述能力分析:(a)突触后电位;(ω)不同的非对称基函数拟合的平均R值的三维圆;()不同的非对称基函数拟合的平均ε值的高 度图,颜色显示了平均R2值的大小。 2019 Beihang University REPORTER 7
2019 Beihang University REPORTER 7 北航国际交叉科学研究院院刊 成果简报 大脑能够有效地处理各种快变和慢变的信息，我们认为这与 神经元突触后电位（Post-Synaptic Potential，PSP）的特殊形 状密切相关。受此启发，我们提出了一种新的时变 NARX 模型来 描述非平稳过程。仿真结果表明该模型能够更为有效地刻画系统中 快变和慢变参数。基于此模型进一步提出了一种新的参数化时频谱 估计方法用于帕金森冻结步态的准确检测。 为了验证我们的想法，我们用具有不同对称度的 来拟合生成 的 100 组随机信号，结果如图 1 所示。由图可见，和 PSP 有相似 形状的非对称基函数具有最强描述能力。这意味着 PSP 的特殊形 状能够帮助神经元更有效地传递信息，换句话说，传输相同的信息 使用的锋电位序列更少。这解释了为什么 PSP 具有相似的非对称 形状。 动作电位是神经元通信的基本单元，神经元能够以不同的形 状、频率、模式的动作电位编码信息。动作电位通过突触从一个神 经元传至另一个神经元并产生突触后电位，其中包括兴奋性突触后 基于神经元动态的非对称基函数时 变 NARX 模型及其在帕金森冻结步态 检测中的应用 图 1 PSP 的描述能力分析：(a) 突触后电位；(b) 不同的非对称基函数拟合的平均 R2 值的三维图；(c) 不同的非对称基函数拟合的平均 R2 值的高 度图，颜色显示了平均 R2 值的大小。 电位（EPSP）和抑制性突触后电位（IPSP）。突触后电位具有 不同的幅值，可以用 alpha 函数近似描述。当来自不同神经元的 突触后电位在细胞膜上的累积和超过一定阈值时，动作电位被激发。 总的来说，神经元动态主要包含以下特点：超完备的神经元连接； 具有 alpha 函数形状的突触后电位；描述神经元激活的非线性动 态过程。 基于以上发现，模拟神经元动作电位产生和传播的机理，我 们提出了一种基于神经元动态的 TV-NARX 时变模型。该模型应 用 NARX 框架描述神经元的激活过程，用时变参数来描述动作电 位在神经元之间的传播。模型中的时变参数由一组非对称 alpha 基函数逼近，模拟 PSP 作用下神经元突触不同离子通道的电导变 化。所有的 alpha 基函数组成了一组超完备基，在训练过程中， 这些时变参数由该超完备基上的稀疏组合表示。 大量数值仿真验证了所提模型的有效性。图 2 是含四个时变 参数的系统的辨识结果。结果表明，所提模型应用较少数量的单尺 (a) (b) (c)
北航国际交叉科学研究院院刊 出的时变模型变换到频域,我们提出了一种参数化非平稳时频谱 估计方法。该方法应用于帕金森病冻结步态检测,相关成果发表 If<IEEE Transactions on Neural Systems Rehabilitation Engineering》。 作为世界第二大神经退行性疾病,帕金森病( Parkinsons disease,PD)严重影响全球1600多万人,且这一数字到2050 Tre and esmon a dt,A) 年将会翻一番。在日常生活中自动检测患者FOG对于增加其活动 能力和避免跌倒至关重要,这可以提高患者的生活质量,增强自信 心并延缓病情恶化。冻结步态多发于帕金森病末期,随着药物疗效 降低,非药物干预,例如声源或者视觉干预能减少或消除冻结步态 °0 并防止摔倒。然而连续的外源性干预可能增加患者的认知负担,并 且不怡当的干预甚至会干扰患者的步态进而增加摔倒风险。因此精 回aD 确检测冻结步态的发生且仅在必要情况下给予精准干预对于帕金森 病人的自动护理具有重要意义。近年来,可穿戴技术的发展使研究 人员能够客观地评估帕金森病的严重程度,获得有关神经系统疾 病患者步态特征的深层次信息,甚至可以在日常生活中准确检测 冻结指数定义为加速度信息在冻结步态频段和正常步态频段 on wabe ob,D 2 的能量比。对加速度信息建模并将所得时变模型变换至频堿以精确 估计时频谱,然后得到相应的冻结指数。在 Daphne Freezing of Gat数据集上的验证结果表明基于时变模型的时频谱估计能够有 效提高时间和频率分辨率,从而获得的冻结指数具有比基于短时傅 里叶变换和小波变化获得的冻结指数更优的性能。此外,基于新的 冻结指数计算方法,能够在多数冻结步态实际发生前检测到。结合 性能比较研完()基于多只度基函数的蚶1-0-t-模型低成本的可穿戴惯性传感器,该结果在冻结步态的非药物外源性干 (b)本文提出的模型,仅使用单尺度非对称基函数 预方面具有良好应用前景。 度非对称基函数可以获得比相应多尺度对称基函数模型更好的辨识 郭玉柱,自动化科学与电气工程学院,副教授,-ma: yuzhuguol@ 效果。而且,我们的模型与生物神经元动态密切相关,建立了生物 buaa. edu.cn 神经元与数学模型之间的联系,为硏究新一代锋电位人工神经网络 Guo, Y, Wang, L, Li, Y,, Luo, J, Wang, K, Billings, S. A,& Guo, 提供了新思路。 L Neural activity inspired asymmetric basis function TV-NARX model for 不同于人工神经网络,本文提出的模型能够给出显式结构用 the identification of time- varying dynamic systems. Neurocomputing.vol 于分析模型中各非线性项及系数如何对系统行为产生影响。将辨识357,p.188-202,2019 VENA 图♂在冻结步态检测中的应用:(a)脚踝加速度信息;(b)时频谱;()冻鲒指数 8 Beihang University REPORTER 2019
8 Beihang University REPORTER 2019 北航国际交叉科学研究院院刊 度非对称基函数可以获得比相应多尺度对称基函数模型更好的辨识 效果。而且，我们的模型与生物神经元动态密切相关，建立了生物 神经元与数学模型之间的联系，为研究新一代锋电位人工神经网络 提供了新思路。 不同于人工神经网络，本文提出的模型能够给出显式结构用 于分析模型中各非线性项及系数如何对系统行为产生影响。将辨识 图 3 在冻结步态检测中的应用：(a) 脚踝加速度信息；(b) 时频谱；(c) 冻结指数 (a) (b) (c) 出的时变模型变换到频域，我们提出了一种参数化非平稳时频谱 估计方法。该方法应用于帕金森病冻结步态检测，相关成果发表 在《IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering》。 作为世界第二大神经退行性疾病，帕金森病 (Parkinson's disease，PD) 严重影响全球 1600 多万人，且这一数字到 2050 年将会翻一番。在日常生活中自动检测患者 FOG 对于增加其活动 能力和避免跌倒至关重要，这可以提高患者的生活质量，增强自信 心并延缓病情恶化。冻结步态多发于帕金森病末期，随着药物疗效 降低，非药物干预，例如声源或者视觉干预能减少或消除冻结步态 并防止摔倒。然而连续的外源性干预可能增加患者的认知负担，并 且不恰当的干预甚至会干扰患者的步态进而增加摔倒风险。因此精 确检测冻结步态的发生且仅在必要情况下给予精准干预对于帕金森 病人的自动护理具有重要意义。近年来，可穿戴技术的发展使研究 人员能够客观地评估帕金森病的严重程度，获得有关神经系统疾 病患者步态特征的深层次信息，甚至可以在日常生活中准确检测 FOG。 冻结指数定义为加速度信息在冻结步态频段和正常步态频段 的能量比。对加速度信息建模并将所得时变模型变换至频域以精确 估计时频谱，然后得到相应的冻结指数。在 Daphnet Freezing of Gait 数据集上的验证结果表明基于时变模型的时频谱估计能够有 效提高时间和频率分辨率，从而获得的冻结指数具有比基于短时傅 里叶变换和小波变化获得的冻结指数更优的性能。此外，基于新的 冻结指数计算方法，能够在多数冻结步态实际发生前检测到。结合 低成本的可穿戴惯性传感器，该结果在冻结步态的非药物外源性干 预方面具有良好应用前景。 郭 玉 柱， 自 动 化 科 学 与 电 气 工 程 学 院 , 副 教 授 ,E-mail: yuzhuguo@ buaa.edu.cn 参考文献 Guo, Y., Wang, L., Li, Y., Luo, J., Wang, K., Billings, S. A., & Guo, L. Neural activity inspired asymmetric basis function TV-NARX model for the identification of time-varying dynamic systems. Neurocomputing. vol. 357, pp. 188-202, 2019. (a) (b) 图 2 模型性能比较研究：(a)基于多尺度基函数的 state-of-the-art模型； (b) 本文提出的模型，仅使用单尺度非对称基函数