基于拓扑表征优化的多机器人协作运动泛化

针对多机器人无碰协调操作的运动生成问题,提出了一种基于拓扑表征优化的多机器人运动泛化方法。首先,对示范多机器人系统进行节点化及网格化,利用拉普拉斯坐标构建网格化的多机器人图模型,使用网格的拓扑关系表征多机器人间的空间关系语义;然后,通过示范多机器人系统与泛化多机器人系统间拓扑关系语义的保持,将针对泛化机器人系统复杂的多机器人运动生成问题转化为两个机器人系统间的网格/图变形优化问题,求解该优化问题即可得到新系统的协调运动;最后,通过两个双机器人系统的泛化实验,展示和分析了所提方法的实现流程和仿真结果。实验结果表明,所提方法能生成与示范数据相似的构型序列,实现多机协作的运动泛化,验证了所提方法的有效性及泛化性。

面向可解释性的物体拓扑结构骨架表征方法

目的模式识别中,通常使用大量标注数据和有效的机器学习算法训练分类器应对不确定性问题。然而,这一过程缺乏知识表征和可解释性。认知心理学和实验心理学的研究表明,人类往往不使用代价如此巨大的机制,而是使用表征、归纳、推理、解释和约束传播等与符号主义人工智能方法类似的手段来应对物体识别中的不确定性并提供可解释性。因此本文旨在从传统的符号计算出发,利用骨架拓扑结构表征提供一种可解释性的思路。方法以骨架树为基本手段来形成物体拓扑结构特征和几何特征的形式化表征,并基于泛化框架对少量同类表征进行知识抽取来形成关于物体类别的知识概括显式化表征。结果在形成物体类别的概括表征实验中,通过路径重建直观展示了同类属物体上得到的最一般表征的几何物理意义。在可解释性验证实验中,通过跨数据的拓扑应用展示了新测试样本相对于概括表征的特定差异,表明该表征具有良好的可解释性。最后在形状补全的不确定性推理实验中,不仅可以得到识别结论,而且清晰展示了识别背后做出的判断依据,进一步验证了该表征的可解释性。结论实验表明一般化的形式表征能够应对尺寸、颜色和形状等不确定性问题,本文方法避免了基于纹理特征所带来的不确定性,适用于任意基于基元的表征方式,具有更好的鲁棒性、普适性和可解释性,计算代价更小。

二维及拓扑自旋物理

第309期双清论坛“二维及拓扑自旋物理”总结了我国二维磁性和实空间拓扑自旋物态的相关研究进展,分析了进一步发展所面临的机遇与挑战,梳理了寻找高磁有序温度的新材料体系、拓扑及手性自旋物理、新颖拓扑磁结构的发现与表征技术等一系列未来主要研究方向,并探讨了科学基金资助模式与策略。论坛凝练出了二维及拓扑自旋物理研究领域未来5~10年的重大关键科学问题,主要包括:(1)二维磁性材料及其异质结构的物性研究;(2)拓扑磁学与自旋物理研究;(3)高分辨拓扑磁结构表征与多场调控研究;(4)低维自旋材料、物理与器件原理研究等。论坛基于二维及拓扑自旋物理研究领域的现状分析和未来展望,提出了进一步发展的建议。

A Characterization of Topologically Transitive Attributes for a Class of Dynamical Systems

In this work, by virtue of the properties of weakly almost periodic points of a dynamical system （X, T） with at least two points, the authors prove that, if the measure center M（T） of T is the whole space, that is, M（T） = X, then the following statements are equivalent： （1） （X, T） is ergodic mixing; （2） （X, T） is topologically double ergodic; （3） （X, T） is weak mixing; （4） （X, T） is extremely scattering; （5） （X, T） is strong scattering; （6） （X × X, T × T） is strong scattering; （7） （X × X, T × T） is extremely scattering; （8） For any subset S of N with upper density 1, there is a c-dense Fα-chaotic set with respect to S. As an application, the authors show that, for the sub-shift aA of finite type determined by a k × k-（0, 1） matrix A, erA is strong mixing if and only if aA is totally transitive.