项目编号

CSTB2023NSCQ-MSX0018

项目类型

面上项目

承担单位

西南大学

项目负责人

胡小方

起止时间

2023-07-01至2026-06-30

项目介绍

本项目旨在面向端侧智能应用的实际需求，以实现低功耗、高可靠、可重构的端侧智能计算系统为目标，以可重构系统架构设计为基础，基于软硬件协同设计思想，研究并实现具有高可靠性和高扩展性的轻量级忆阻类脑计算系统，解决传统处理器芯片难以适应端侧智能应用部署和发展的难题。主要设计分层次的系统架构和可重构的功能电路实现方案，以应对端侧应用场景复杂多变、定制化系统架构缺乏灵活性和可扩展性的问题；开发面向忆阻硬件的网络轻量化设计方案，以适应端侧应用低存储、低功耗、低延迟的需求与约束；提出能够支撑连续学习的硬件部署方案，以提升系统对忆阻器非理想特性的鲁棒性。通过目标识别和智能嗅觉等应用案例，探索所构建的忆阻类脑计算系统在端侧环境的应用。本项目的研究成果在神经网络轻量化和端侧智能应用部署方面取得了显著成效，有力推动了类脑信息处理的理论研究与端侧应用技术的发展。

成果介绍

本项目深入研究忆阻类脑计算系统设计与部署等关键问题。项目团队在忆阻器件制备、忆阻器建模与仿真、神经网络模型设计与轻量化、可重构系统架构设计、神经形态计算系统构建与方案部署等方面取得了一系列的成果，在推动端侧智能应用的可持续性发展、高效部署和广泛应用方面具有重要的应用价值。在项目执行期间，获批国家自然科学基金面上项目1项、新重庆青年人才项目1项、中央高校重点项目1项以及横向项目2项。在本领域重要学术期刊上正式发表相关论文共20篇，其中SCI检索论文20篇，国内期刊论文1篇，超出预期计划发表的论文数。相关成果发表在IEEE TCE、IEEE TCAS-I、IEEE TETCI、IEEE TBCS、IEEE SJ、Knowledge-Based Systems、Expert Systems with Applications、ACS Sensors、Chinese Physics B等国内外期刊。同时，培养硕士研究生及博士研究生共19名。各项指标均超出计划要求。

验收标准

任务书考核指标                      √

约束性考核指标                      √

选择性指标                          无

其他贡献                            无

评审结果

    本项目完成预定目标和任务，验收通过。

项目编号

CSTB2022NSCQ-MSX0615

项目类型

面上项目

承担单位

西南大学

项目负责人

彭小燕

起止时间

2022-08-01至2025-07-31

项目介绍

本项目聚焦于MoS₂材料的制备、特性研究及其在智能气敏传感器中的应用，通过优化生长温度、气体流量和前驱体质量比等实验参数，优化了MoS₂纳米墙的生长条件，确保了其层数均匀性和优良的光电特性；为实现MoS₂的2H/1T相变，设计了电极与沟道的结构，并采用等离子体辅助技术对MoS₂进行处理，成功实现了可控的局部相变；通过调节处理时间、温度及精细控制气体流量，解决了相变过程中的不均匀性问题。在此基础上，构建了基于MoS₂材料的智能气敏传感器阵列，重点研究了其响应特性；结合机器学习算法对传感器阵列数据进行了训练和分析，能够有效识别多种气体；通过优化采集系统和改善实验环境，有效应对背景噪声干扰，成功实现了对多种气体的动态监测，显著提升了气体识别能力。最后，对传感器阵列进行了多次气敏性能测试，并建立了包含五种气体的气敏测试数据库；结合漂移补偿算法，深入分析了栅压对气敏性能的影响，并总结出了一系列优化的生长条件。本项目通过系统研究和优化，为MoS₂智能气敏传感器的研发打下了坚实的基础，推动了相关技术的发展，并为未来在气体监测领域的应用提供了重要支持。

成果介绍

本项目深入研究基于微纳气体传感阵列的新型智能感知原型系统构筑相关技术。项目团队在优化气敏材料的物理和化学性质、局部相变的可控技术、传感器阵列的构筑、基于机器学习的气体识别算法等方面取得了一系列创新性成果，对MoS₂智能气敏传感器的研究有重要的借鉴价值。主要成果以科研论文、项目和专利形式呈现。项目组完成了科研项目3项，其中国家级1项、省部级1项、横向课题1项；关键技术已申请了高价值发明专利4项；项目成员在本领域重要学术期刊和会议上正式发表项目相关论文共18篇，其中SCI检索论文14篇，EI论文2篇，国内期刊论文2篇，超出预期计划发表的论文数。相关成果发表在IEEE sensors journal、Sensors and Actuators B、Sensors and Actuators A、Microchemical、Measurement等国内外期刊和会议。参与项目的4名研究生顺利毕业。

验收标准

任务书考核指标                      √

约束性考核指标                      √

选择性指标                          无

其他贡献                            无

评审结果

本项目完成预定目标和任务，验收通过。