• 斯坦福/伯克利第三期暑期學術課程

  • 工程導論:李培根院士

  • 科学思维与研究方法:国家教学名师 余龙江教授

2018休斯敦大學暑期實習項目(7)

作者:時間:2018-09-11點擊數:編輯:劉豔紅

綜述篇

本周已經是同學們來到休斯頓的第七周,學習和科研都有新的進展,生活中也充滿了新鮮的體驗,在異國的生活也因此成爲大家人生經曆中美好又充滿了挑戰的一個篇章。

個人篇

UH實習日志|李昌

本周是來到休斯頓的第7周,本周在原有工作的基礎上,協助一位博士師兄開展了另外一個項目。

 

在實驗方面,這周主要是先把Li2DGBQ這個材料的非原位電池跑出來,進行XRD的測試。以便檢測電極材料在充放電過程中的結構轉變。這個實驗進展的比較順利,並且還有了一個額外的驚喜。在之前的測試中,這個材料在有機液態電解質中只能表現出一半的理論容量,雖然和文獻中的數據很好的符合,但是卻沒有達到我們的要求。而在這次測試過程中,由于非原位測試的特殊性,我們在電池的內部構造中進行了一些微調。電池最後竟然表現出非常好的容量特性,比之前的測試多出了100mAh/g的容量。基于這個結果,我們會在後面進行電極片和電池安裝的精確控制,已確定是什麽導致容量的提升,以便後續進一步提升其性能。

 

另一個開始項目是按照項目書的要求,希望將一個材料的的性能提升到2mAh/cm2 。我的主要工作是協助師兄以塗敷的方法將將電極的制作達到我們所需的要求。

 

另外本周还参加了两个活动。一个是有物理系的任志峰教授作为主讲的seminar。又一次让我体会到了大牛的风度。这个seminar座无虚席,有很多教授到场。任教授主讲的的过程既风趣幽默,又不失深度,充满了许多科研前沿的热点问题。另一个就是UH和Arizona的football game。可以说这是我来Houston之后参加的最大的一个Party了。老美是真的很有“城市主义”的,几乎所有人都穿上了城市的代表色,红色,全程呐喊!太劲爆了!美式足球也是非常的有趣和暴力,两边的队员都是肌肉与肌肉的碰撞。最后的结果是UH以压倒性的优势46:18战胜来到访的Arizona。

         

 

UH實習日志|關晨宇

本周因爲美國勞動節的放假,因此只工作了四天時間,恰好又碰到暑期生産實習學分兌換的材料補交,因此忙活了一些雜事也就消磨過了這一周。不過說到實驗方面,還是有新的進展的。

繼上周探究了EDTA在Cu離子無電沈積中的絡合促進作用之後,我們本周采用了兩種新的理論可行的溶液,其與Cu離子分別絡合成Cu(SCN)2和Cu-BTA。這兩種新的溶液是從大約十年前的一篇文獻上得到靈感的,但當我們按照原始文獻的實驗方法重複實驗時,效果卻不盡如人意。雖然新的溶液在中性偏堿的情況下能達到很好的絡合效果從而抑制Cu離子沈澱,但當pH調高至我們所需的9.5以上時,其抑制效果遠差于EDTA。我們在此基礎上比較了三種溶液的OCP實驗結果,同樣是EDTA遠優于後兩者。至于對EDTA的具體探究,我們將在下周進一步完成。

本周還有一件趣事值得記錄。從實驗室的外國研究生學長那裏得知了在休斯頓海灘可以釣螃蟹的故事,于是趁著難得的周末去實地上了一節勞動課。事實證明頂著墨西哥灣的驕陽再與大西洋洋流鬥爭著抓螃蟹還是挺困難的一件事情,加上墨西哥灣特産的藍蟹又極具攻擊性,我們的釣螃蟹經曆並非預想的那麽順利。一上午折騰過後箱子裏也只有6只大小不一的螃蟹而已,不過這段經曆倒是堪稱極有趣的了。

 

附成果圖一張

 

UH實習日志|趙隽逸

這一周收獲還是蠻多的,首先,做了一次presentation,這也是我第一次做全英文的presentation,而且導師也在場,所以還是很緊張的,尤其格外害怕導師會提問,好在導師沒有提問太刁鑽的問題,我回答的都還比較ok。這次presentation主要是彙報課題進展,我把這段時間做的一些比較fancy的實驗現象都做了彙報,當然,彙報實驗現象和實驗數據很容易,難的是如何解釋實驗機理。所以,我在這方面也下了蠻大功夫,尤其是對激光驅動ferrofluid的激勵解釋,此從之前組會被導師怼過一次,我在這個實驗上一直十分謹慎,因爲導師對于一些用經典物理學解釋的現象都要求十分苛刻,容不得半點錯誤,因爲導師是學應用物理學出身的,所以格外嚴謹。不過,由于我是學機械出身,力學功底還是不錯的,所以我做了一個力學模型用來對這個實驗做機理分析,然後向老師展示了一下,老師對我的模型還是很滿意的,認爲解釋的還比較到位,我也算松了一口氣。不過也可以看得出,由于我還是個本科生,老師對我的要求略低于其他博士或者博士後,因爲平常開組會的時候,導師一向怼的很凶,問題也很刁鑽,但是明顯能夠看出,老師對我還是很友好的。不過,老師貌似對我的實驗進度不是很滿意,覺得實驗進度應該加快些,盡管導師沒有明說,但是可以明顯感受到。

另外,实验方面在本周六下午快要下班的时候无意之间的无心操作突然成功了。因为之前的磁场与光场耦合的实验现象一直都是只能实现微观尺度的循环,我们一直想要实现宏观尺度的循环,只有这样,该现象才真正具有实际应用价值。今天做实验的时候,无意之间将532nm的激光的光斑打在了ferrofluid peak的侧缘,没想到真的实现了宏观尺度的大循环,我和师兄都激动不已,赶紧把这个现象录了一个视频发给了导师,导师也非常激动,非常满意,让我们继续探究一下,争取能够实现对该现象的精准控制,这样的话,就可以搞个大新闻了!

  图片包含 屏幕截图已生成极高可信度的说明

 

UH實習日志|張紫荊

本周是來到美國之後最爲輕松的一周了,因爲勞動節放假和周六的校園橄榄球賽,一周只工作了四天。

本周二首先向導師做了近兩周來的工作總結,報告了我最近所做的電池正極活性材料的倍率測試結果,以及三種正極活物材料的離子電子電導率的測試結果。導師給出了許多建議,包括實驗的漏洞分析以及怎樣做補充實驗來提高結果的可靠性。因爲在這個暑期實習的最後我所有的實習生需要進行一次總結彙報,加上帶著我工作的博士生在導師的安排下已經開展了新的課題,所以我的固態電池工作也將告一段落,所以本周我的具體工作就是根據導師對于前兩周工作的指導和建議來補充自己的實驗,將我的固態電池工作經行一個收尾和總結整理,在下個星期就將要和師兄一起開展一項側重于工藝的液態電池的設計工作。

在一天從實驗室結束工作回到公寓的路上,遇到了已知小松鼠,因爲正好身上,于是就有餅幹,于是就喂給小松鼠吃,這種人與動物的互動在美國非常常見,感覺到了生活的惬意,自然的美好。時間好像突然放慢了腳步,等著我們來享受這份惬意。

 

UH實習日志|梁子雲

這周在勞動節的愉快氛圍中結束,勞動節三天假期我們去了達拉斯,奧斯汀和聖安東尼奧。看到了肯尼迪被刺殺的第六層博物館,德州牛仔城,德州政府,溶洞和riverwalk等充滿德州特色的景點,體驗到了德州的特色風情和文化,開闊視野。

周五中午教授請實驗室同學聚餐。很幸運能加入這樣一個凝聚力強一起努力奮鬥的團隊。教授向我們分享了他這些年在機器學習領域的經驗,並給我們學習上的建議和指導。

IMG_5541

一. Predicting Movie Ratings

1.1 Problem Formulation

  下图是四位用户对于五部电影的评分(若用户没有评分, 则用?表示). 一些符号如下图右下角所示. 推荐系统就是通过已知的评分来判断未知的评分.
    

1.2 Content Based Recommendations

  假设每一部电影都对应一个特征向量, 如下图x1x1, x2x2所示. 对于第jj个用户, 我们通过学习得到参数θθ. 这样, 这个用户对于第ii電影的評分就可以(θ(j))Tx(i)(θ(j))Tx(i)用來估計.
       

用公式化表示爲:


        

優化目標爲:
                          

使用梯度下降來得到最優解(和線性回歸相似).
  

UH實習日志|熊雨琴

這周,我繼續利用已經訓練好的VGG模型來預測一個新的數據的結果。

比如,迁移一个图片分类的 CNN (VGG). 这个 VGG 在1000个类别中训练过. 我们提取这个 VGG 前面的 Conv layers, 重新组建后面的 fully connected layers, 让它做一个和分类完全不相干的事,根据图片是猫还是老虎来预测猫和老虎的长度。

首先,把之前別人在ImageNet上面訓練好的VGG16模型的參數下載下來,這樣我就可以直接在這個訓練好的模型上繼續我的訓練,這就是遷移學習。

为了做迁移学习, 我对他的 tensorflow VGG16代码进行了改写。保留了所有Conv和pooling 层, 将后面的所有fc层拆了, 改成可以被train的两层, 输出一个数字, 这个数字代表了这只猫或老虎的长度。

https://morvanzhou.github.io/static/results/tensorflow/5_16_05.png

上面是遷移好了並train好了的模型,它不僅訓練了後面的 fc layers, 也保存了後面的 fc 參數。接著我們提取原始的 VGG16 前半部分參數和 train 好的後半部分參數,並進行測試。

我將兩張貓和老虎的圖片輸入,輸出爲長度。

另外,这周老师为了鼓励同学多读文献,组织了学长在周五下午做了一个简短的报告,有关上周读的一篇文章。这篇文章主要介绍了一种新的方法来代替dropout network,名字叫做Bayesian Convolutional Neural Networks。

CNN適合用來訓練大的數據庫,如果沒有足夠多的數據來訓練,模型就很容易overfit,這種時候就需要dropout,而這篇文章裏提出的這種方法在小型的數據庫比如mnist,CIFAR-10上的表現比dropout要好。

 

UH實習日志|李宛澤

本周的周一是美國的勞工節,可以不用上班,因此,上一周的周末我們借著這個小長假出去浪了一波,分別去了達拉斯,奧斯汀以及聖安東尼奧。這一路上玩的還是非常開心的,在達拉斯參觀了爲了紀念肯尼迪總統的第六層博物館,還去看來一場牛仔表演。在奧斯汀,我們去了州政府,與之前在加州參觀過的市政廳類似,德州的州政府也是十分的氣派。最後在聖安東尼奧,我們去了市中心河畔的步行街以及當地的一個曆史景點——阿拉莫要塞。

德州州府

牛仔馬戲表演

 

周二早上原定計劃是跟Becker教授一起去河邊調試設備,但是天公不作美,下了一早上的大雨,沒有辦法,只能改天了。下午我繼續進行了傳感器外殼模型的設計和組裝,上周根據教授的意見設計出的多片式的外殼具有強度不高,防水性不佳的問題。而且一旦設法提高了強度,利用彈簧力將整個結構崩開就會對彈簧的剛度系數要求很高。本周我基本上都在設法解決這個問題,但是說實話,進展不大。更加上實驗室的3D打印機精度不夠,打印出來的各個部分很難嚴絲合縫地拼接到一起去,這也給裝配造成了很大麻煩,這也是目前我比較頭疼的一點。

此外,對于之前提過的鋼化玻璃的方案,還需要進一步設計實驗,進行驗證。同時,我也計劃對另外兩種設想中的方案進行驗證,看來下周的任務會很重,而且整個暑研已經進程過半,我也要加倍努力了。

 

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