技术消化   首页  >   新闻 & 出版物  > 技术消化


科技文摘卷.36 Num.3盖

APL的发现计划
第36卷第3期(2022年)

这个问题的重点是APL发现计划, 为大学应届毕业生提供为期两年的轮岗机会,包括横跨实验室多个技术领域的四项轮岗任务. 此外,还将介绍项目校友和主管的感想以及项目培训内容的概述, 这个问题突出了一些曾经参与或目前正在参与该项目的工作人员的技术贡献. 这一期的文章展示了APL的核心能力,但也真正强调了发现计划的核心原则:广泛曝光, 事业基金会, 以及专业人脉. 这几篇文章详述了发现计划是如何实现持久性的愿景的, 协作, 创新的员工网络将引领九卅体育走向未来. “发现计划”的一些工作人员将使APL的未来具有决定性的创新.

APL的发现计划:客座编辑介绍

丹尼尔P. Hilliard

九卅体育APL技术文摘的这一期重点介绍了九卅体育应用物理实验室(APL)的发现计划, 为大学应届毕业生提供为期两年的轮岗机会,包括横跨实验室多个技术领域的四项轮岗任务. 此外,还将介绍项目校友和主管的感想以及项目培训内容的概述, 这个问题突出了一些曾经参与或目前正在参与该项目的工作人员的技术贡献. 这一期的文章展示了APL的核心能力,但也真正强调了发现计划的核心原则:广泛曝光, 事业基金会, 以及专业人脉. 这几篇文章详述了发现计划是如何实现持久性的愿景的, 协作, 创新的员工网络将引领九卅体育走向未来. “发现计划”的一些工作人员将使APL的未来具有决定性的创新.

设备签名的链路层识别:人群分析的Wi-Fi感知

珍妮弗一. 芬利

九卅体育应用物理实验室(APL)的链路层设备签名识别(LLIDS)研究工作使用机器学习技术从链路层数据的模式中识别唯一的无线设备签名. 识别特征可以提高态势感知能力, 协助估计人群规模, 提供生活模式, 并通过活动监控保护设施和基础设施. 链路层Wi-Fi数据是独特的,因为它们可以在不接入网络的情况下通过小尺寸设备收集, 重量, 电源(SWaP)需求. LLIDS多层系统设计结合模式识别和最先进的算法,将链路层数据分解为唯一的设备签名.

AGAVE:变异探索的自动化基因组学应用

汉娜米. 肯尼斯·V·古登. 鲍登和布莱恩. 梅里特

九卅体育应用物理实验室(APL)正在积极开发病毒基因组监测的新功能. APL基因组学家分析, 过程, 并为几个赞助组织可视化病毒基因组数据,这些组织需要这些数据来通知临床, 研究, 以及公共政策决策. 这些过程的许多最终产品以静态报告或幻灯片演示的形式交付给赞助商, 但是,从这些文件中审查或提取相关信息可能是艰巨的. APL基因组学家希望提高他们的赞助商分析数据的能力,并快速识别他们认为对决策重要的基因组样本或序列. 记住这个目标, 一组APL软件工程师开发了用于变体探索的自动化基因组应用程序(AGAVE). AGAVE是交互式的, 直观的基于网络的工具,研究人员可以探索和分析基因组数据, 绘制数据点之间的新连接, 快速理解基因组变异背后的意义. 研究人员可以查看他们的序列数据, 选择一个参考基因组来比较数据, 将由特定DNA片段产生的蛋白质的三维结构可视化, 并将这些可视化结果导出为易于共享的图像文件. AGAVE仍在开发中,目前仅支持流感基因组, 但随着它的成熟和用户群的增长, 它将从流感扩展到包括其他病毒,如SARS-CoV-2,甚至细菌基因组.

用于自动化数据编目的数据集表示和标记

罗马Z. 王,Erhan Guven, Joseph L. Duva和Michael Kramer

在过去的二十年里, 计算能力和可用数据的显著增长导致了分析和机器学习(ML)革命. 使知识管理对人工操作人员来说不那么麻烦, 九卅体育应用物理实验室(APL)的一组研究人员提出了一种基于ml的方法来帮助自动化知识管理. 此方法用于发现新数据, 用描述性元数据表示它, 自动分类元数据, 用数据集自动填充数据目录, 并评估新数据集的数据融合选项. 九卅体育专注于一个框架,它可以潜在地利用人机合作来显著减少人力资源负担,以开发和维护组织内现有数据和能力的准确会计. 九卅体育探索了许多ML选项来测试九卅体育的核心假设——ML技术可以用于可靠地确定未知数据集所代表的基本主题, 在元数据提取阶段可以挖掘更多的特征和上下文信息,从而导致越来越细粒度的数据集识别. 最终, 九卅体育证明了存在多种分类器技术,可以以接近90%的准确率预测数据集主题, 有些准确率高达60% - 80%, 跨越多个主题.

识别噪声噪声数据集中的模式和关系

Krithika Balakrishnan, Eyal Bar-Kochba和Alexander S. Iwaskiw

声发射分析可以为监测系统的结构完整性提供关键信息, 例如骨骼在不同载荷条件下的行为和其他复杂的生物力学应用. 然而, 当分析复杂系统的声发射数据时, 包括经历高速率的系统(103 s–1)加载, 复杂弯曲模态, 独特的形状效果, 以及多种失效机制, 由于存在大量的混杂因素,很难提取有意义的信息和关系. 本文介绍了九卅体育应用物理实验室(APL)开发的一种方法,用于理解具有不同失效模式的裂缝和表征声学特征, 利用独立组件分析等技术, 自组织映射, 和k均值聚类算法.

肺疾病的稳健表征:肺计算机断层扫描生物标志物对配准误差的敏感性分析

拉胡尔·辛戈拉尼,妮可·L. 克里斯托弗·布朗. 罗伯特·H·塞万提斯著. 布朗和安德鲁. Gearhart

计算机断层扫描(CT), 因为它们能够区分组织密度, 已被广泛用于评估肺部健康. 最近的研究如COPDGene收集了数千名受试者的吸入和呼气CT扫描, 这对肺组织的力学特性很有帮助. 这些成对的扫描必须经常在空间上对齐(即.e., 已注册),以提取描述可能与疾病相关的肺组织运动的生物标志物. 不幸的是, 配准和生物标记错误之间的关系还不清楚, 在临床实践中使用基于注册的生物标志物之前,必须解决的一个挑战. 在分析中, 九卅体育考虑三种基于注册的生物标志物(雅可比行列式, 各向异性变形指数, 和板棒指数),并展示了它们对建模配准误差的敏感性. 九卅体育为给定的生物标志物提供了一系列的误差, 强调配准误差的大小和配准误差域中向量之间的相关性如何影响生物标记物误差. 然后,九卅体育描述了一种测量特定配准算法的误差场的方法,并将其与建模的配准误差进行比较. 这些估计可以选择适当的配准错误模型, 这提高了对生物标志物不确定性的理解. 量化配准和生物标记错误之间的关系是至关重要的,因为它可以为选择配准算法提供信息,以减少新的研究中的错误, 反过来, 结果为疾病表征提供可靠的成像生物标志物.

评估建模和仿真模型验证方法的评估框架

斯蒂芬妮·Y. 苏,萨曼莎·K. 约瑟夫·D·麦卡蒂. Warfield小.埃里克·J. Uthoff和Simone M. 血性小子

建模与仿真(M&S)是整个开发和部署作战系统的系统工程过程中的关键步骤. 验证和, 更具体地说, 验证对于确定模拟是否可信和可靠是必不可少的. 虽然政策和指导日益强调在应用强有力的统计分析中建立的严格验证的重要性, 执行工作仍然具有挑战性. 结果是, 测试组织和统计学家一直对开发一种稳健的方法来衡量用于评估模型准确性的验证方法的性能感兴趣. 九卅体育应用物理实验室(APL)开发了一个灵活和可扩展的框架来评估验证方法的性能. 该框架提供了评估多种验证方法的模块化,并具有足够的通用性以支持多个仿真模型的评估. 本文详细介绍了多种统计验证方法的框架设计和分析, 包括一个范例评估的方法应用于最近认可的导弹系统模拟.

增材制造使航天仪器成为可能

迈克尔·C. 贝克尔,迈克尔·普雷斯利,乔治·B. 斯科特·克拉克. 伊丽莎白·库珀. 罗兰德,本都C. 勃兰特,查尔斯W. 帕克,科瑞娜·C. 巴蒂斯塔和史蒂夫·贾斯库勒克

九卅体育应用物理实验室(APL)正在增加制造空间仪器,以满足特定的科学目标. 电子准直器就是一个例子, 使用增材制造技术建造, 它将搭乘欧洲航天局于2022年发射的木星冰卫星探测器(JUICE)任务. 该准直器是APL公司首个可用于航天飞行的添加剂制造机械部件. 采用金属添加剂技术, APL团队实现了传统制造无法获得的复杂几何形状. 复杂的准直器, 每个都有25美分大小,上面布满了数百个小洞, 以球状聚焦的方式组装. 它们将粒子轨迹限制在仪器中探测器的表面内. APL研究和探索开发部门和空间探索部门之间的广泛合作导致飞行准直器在短短2年内成功开发和合格. 增材制造的创新能力将成为未来太空任务不可或缺的一部分.

分析下一代电子战能力的一种简化方法

安德鲁J. 德·斯特凡,梅根·M. 奥利沃拉和亚伦. 德龙

它的悠久历史可以追溯到一个多世纪以前, 电子战已成为可供作战人员使用的强大工具. 然而, 随着科技的不断进步, 电子战系统的能力和用于评估它们的工具也必须如此. 九卅体育应用物理实验室(APL)的一个团队利用技术和操作专业知识的独特组合,开发了一种简化的分析方法,以最大限度地减少分析的周转时间. 本文概述了这种方法,并重点介绍了一种强大的数字信号处理工具,为关键任务和操作相关的测试数据提供快速和全面的分析结果.

卡尔曼滤波器预测远洋白色船舶位置

艾莉森R. 格拉西和海登. 托马斯。

商船每天穿越大洋运送货物,运送货物或乘客. 由于许多原因,了解这些船只的预测位置非常重要, 包括防撞. 目前, 他们的船长依靠雷达, 全球定位系统(GPS)卫星修复, 以及自动识别系统(AIS),以保持对周围环境的及时认识. 这篇文章描述了九卅体育应用物理实验室(APL)团队使用卡尔曼滤波器来改善船舶位置预测的研究. 当提供包含不确定性的历史地理空间数据时, 卡尔曼滤波算法提供了一种估计运动目标未来位置的方法. APL团队在使用GPS和AIS数据时证实了这一点, 卡尔曼滤波预测工具可以在未来12小时内,在15海里内,90%的时间内预测船只的未来位置.

蜻蜓八翼直升机的初步系统识别

艾琳·E. 萨顿和本杰明·F. Villac

九卅体育应用物理实验室(APL)是蜻蜓项目的带头人, 这是一个研究土卫六生命起源前化学的任务, 土星的卫星之一. 考虑到土卫六不同的表面环境, 机动性对科学任务至关重要, 因此,控制工程师面临着为在不确定环境中运行的飞行器设计自主飞行控制系统的挑战. Part of the flight controller development approach involves testing with a half-scale test vehicle in an Earth environment; and one part of this 过程 is system identification. 在这里, 九卅体育详细介绍了第一轮系统识别实验的设计和测试,其中随机相位多正弦被注入到悬停期间的姿态命令中. 在半比例试验飞行器上进行了四次实验. 因为有明显的风干扰, 采集的数据相干性较低,最终不适合进行非参数频响估计. 系统识别是一个迭代的过程, 九卅体育提出了几个计划的方法来提高飞行数据的一致性.

波浪卫星星座设计与分析

罗伯特年代. 达根和恰克·金特罗

卫星是极好的通讯平台, 传感, 成像, 和导航, 为大面积视场提供“高地”,为卫星间链路提供低损耗自由空间路径. 随着开发和生产成本的下降, 大型星座(超过数千颗卫星)计划在不久的将来由私人和公共实体发射. 设计这些星座具有挑战性,因为包括海拔在内的巨大贸易空间, 倾向, 卫星总数, 卫星在飞机上的分布, 和卫星平面之间的相位. 在本文中, 九卅体育讨论了一种新的星座设计(正在申请专利), 九卅体育称之为波浪星座, 由九卅体育应用物理实验室(APL)开发,在给定的纬度波段提供最佳覆盖. 进一步, 九卅体育讨论了加快卫星星座覆盖分析的工作, 可以使用波浪几何或任何任意星座几何.

微波光子学——光纤循环回路的设计

钻石米. 穆迪和詹姆斯A. Shackford

本文概述了九卅体育应用物理实验室(APL)最近在光纤再循环环路(RCL)系统上的工作,并描述了一些重要的设计决策. 光学rcl最初是作为一种研究远程数据传输系统的方法而设计的, 更便宜的方式. 对于这个项目, 然而, RCL用于在较大的光学系统中传输重复射频(RF)信号. RCL的核心由一段光纤和一个放大器组成. 光开关用于让编码的射频信号进入环路, 而光学耦合器用于让编码的RF信号退出环路. 在制作这个系统时,九卅体育做出了多个设计决策. 最重要的是, 光纤的色散干扰了再循环射频信号的传输. 为了解释这一点, 九卅体育评估了多种光纤类型, 使用单边带技术对射频信号进行编码, 并集成了具有色散补偿功能的可编程光学滤波器. 此外, 光学元件内的偏振依赖损耗(PDL)和偏振模式色散(PMD)随着光的再循环而复合. 为了适应这一点,九卅体育在设计中加入了偏振扰频器. 在本文中, 九卅体育走过RCL设计过程,并提到每个光学元件对最终设计的贡献.

特殊功能 

探索计划校友的反思

Jaime一. 阿瑞巴斯·斯塔基-埃尔,迈克尔·D. 乔宾·K·斯卡格斯. Kokkat和Nicole E. 施泰纳

在本文中, 最近的四位APL发现计划校友回顾了他们在该计划中的经历.

探索节目主机组主管的反思

凯尔一个. Ott, Ann F. 波拉克,玛丽·安·M. 桑德斯和布拉德·沃尔夫

在本文中, 四位主管反映了APL发现计划的工作人员如何对他们的团队产生积极影响.

在发现中学习

菲利普·G. 尼姆兹和凯尔西C. 迪赫

建立职业基础是九卅体育应用物理实验室(APL)发现计划的三个核心原则之一。. 这个以队列为基础的轮岗计划的应届大学毕业生通过该计划精心构建的培训和指导部分来创建这些基础, 它是由探索计划领导层和APL人才发展办公室合作开发的. 确保培训及时有效, 培训机会在整个项目中有战略安排,并在员工发展的正确时间提供. 本文描述了帮助APL发现计划工作人员建立坚实基础的方法,这将在他们的职业生涯中很好地服务于他们.

内封底:APL发现计划信息图

这张信息图提供了APL发现计划的重点.

APL庆祝成立80周年

改变游戏规则的影响

阅读更多

80周年