微流控芯片智能设计和粒子高精度时空操控

最近大连理工大学机械工程学院李红霞团队有个大动作,在微流控和深度学习结合的领域搞出了创新性突破,把微流控芯片智能设计和粒子高精度时空操控这事儿搞定了。论文题目叫《深度学习驱动的微流控芯片结构设计及其在粒子运动智能控制中的应用》,发在了微流控领域的国际顶级期刊《芯片实验室》上。这就好比给粒子穿了件智能衣服,能让它们在微流控系统里的动作特别准。 这个研究不光是把过去那种靠经验试错的老方法扔了,还弄出了一套模块化设计策略,把粒子的轨迹预测和重建都给自动化了。主要是用残差神经网络来高效算粒子动力学,再通过MMRA技术把时空精确的粒子轨迹预测出来。最后再用逆向设计的方法把流体结构给重构出来,以达到让目标粒子按照想要的路线走的目的。 从建模方法到设计范式都系统地变了新花样,建起了一套复杂网络模块化的流程。这个过程一共干了五个大步骤才落地实施。有了PathChip这个专用软件平台,设计芯片就不用非得懂高深的流体力学了。研究结果特别牛,效率提升了好多倍。像大规模模块集成这种事,现在只要几秒就能干完。控制精度也很吓人,粒子运动的时间误差能压到0.031秒以内,出口预测准确率超过了96%。设计模式也变了样,不再是先想好功能再画图纸了,而是根据目标行为直接生成蓝图。 这项成果拿到了“超限制造”上海市科技重大专项的支持。李红霞副教授是主要负责人。她一直搞国防装备研发和关键构件优化这些事儿。截至2024年,她在好几个顶级期刊上发了六十多篇论文,还拿了十多个专利。李红霞副教授长期在机械工程学院高性能精密成型与模具研究所工作。 这次能有这么大进展,全靠学院建的那些好平台托着底。学院一直瞄准着培养一流人才、搞世界一流学院这个目标使劲。他们有1个全国重点实验室、1个国家级协同创新中心、1个教育部集成攻关大平台和9个省部级科研基地这些硬底子。 学院的机械工程学科是“985”“211”重点建设学科,在国家第二轮“双一流”建设学科名单里排着呢。第四轮学科评估的时候排到了A档(全国前2%到5%)。学院的学科实力很强劲。 他们在高性能制造、精密加工、微纳制造这些领域有不少原创成果。这五年里光科研经费就花了13.9亿元(数据截至2025年3月)。牵头拿了55个省部级以上的科技奖励。 当新的技术路数走通了,大连理工大学机械工程学院的科研这条河就不会停在原地。而是要把建好的那些顶尖平台堆得更高一些,让更多新的科研成果在这儿慢慢长出来。 把这些信息汇总一下就是:大连理工大学攻克了微流控系统中粒子时空调控的核心难题,准确率超96%。坐落在大连的这个“985”“211”“双一流”高校有力学等3个学科入选国家第二轮“双一流”建设名单;计算机科学等15个学科在ESI排名前1%;还有数学等5个拔尖计划2.0基地;软件工程等74个国家和省级一流本科专业。学校本科毕业生继续深造率超过55%。 这次是李红霞团队在微流控与深度学习融合领域取得突破性进展。论文题目是“深度学习驱动的微流控芯片结构设计及其在粒子运动智能控制中的应用”,发表在《芯片实验室》上。研究成果在效率、精度和设计模式上有三大实质性突破:大规模模块集成能在秒级时间内完成;粒子运动的时间误差低于0.031秒;出口预测准确率超过96%。 这次研究得到了“超限制造”上海市市级科技重大专项支持。机械工程学院李红霞副教授为通讯作者。李红霞副教授长期从事国防装备研发与制造等工作。 截至2024年,李红霞副教授在Chinese Chemical Letters等领域TOP期刊发表论文60余篇,授权发明专利10余项。她主持和参与了多项国家重点研发计划和基金项目。 机械工程学院构筑了坚实科研基底——那些顶尖的平台与前瞻的学科布局如同巨人之肩托举着团队向技术无人区迈进。 学院以“培养一流精英人才、建设一流科研平台、打造国际一流学科、建成世界一流学院”为目标开展高水平有组织科研。 学院拥有一系列高水平科研平台:1个全国重点实验室、1个国家级协同创新中心、1个教育部集成攻关大平台以及9个省部级科研基地。 机械工程为“985”“211”重点建设学科并入选国家“双一流”建设学科名录位列第四轮学科评估A档(全国前2%~5%)。 近五年科研经费13.9亿元牵头共获省部级及以上科技奖励55项(部分数据截至2025年3月)。 当一个个科研平台落地生根学科实力的淬炼便成为水到渠成的回响更多精彩资讯欢迎关注“大连理工大学招生办”。