Systeme der Automatisierung von wissenschaftlichen Experimenten

System zur Durchführung physiologischer Experimente (Setschenow-Institut)

Während des Experiments führt das Tier eine komplexe Sequenz von Manipulationen mit der Platte vor sich aus. Das System registriert die Gehirnaktivitäten und Handlungen des Tieres und kontrolliert den Verlauf des Experiments. Die erste Version des Systems ist für Affen konzipiert, die zweite für Ratten. Die Arbeit erfolgt in drei Schritten .

Auf dem ersten Schritt trainieren Laborarbeiter das Tier, dafür benötigt der Experimentator vollständige Kontrolle über alle Elemente des Systems.

Der nächste Schritt ist das Experiment selbst. In diesem Fall müssen die Aktionen der Installation genau synchronisiert werden, daher werden Manipulationen über die Elemente der Installation automatisch vorgenommen. Alle aufgezeichneten Daten werden zur späteren Analyse in eine Datei geschrieben.

Dritte Schritt — Datenanalyse Bei der Vorverarbeitung des Signals werden die Spikes entsprechend der vom Benutzer vorgegebenen Maske gefiltert. Am Ausgang erhält der Experimentator eine Datei, in der es eine hohe Wahrscheinlichkeit gibt, Daten von nur einem Neuron zu enthalten. Diese “sauberen” Daten erlauben es, die Erforschung der Prozesse durchzuführen, die im Gehirn während des Trainings und der Entscheidungsfindung auftreten.

Ausstattung: cFP-Controller und PCI-Karte (National Instruments).

Berechnung der Ergebnisse des Sprühens der Substanz durch die Maske

Das Programm berechnet das Ergebnis des Sprühens der Substanz durch eine S-förmige Maske. Die Parameter für Maske und Emitter werden im ersten Schritt festgelegt. Die erforderliche Genauigkeit wird ebenfalls angegeben.

Als Nächstes berechnet das Programm das Ergebnis des Sprühens und zeigt es in Form eines dreidimensionalen Diagramms an, wobei die Höhe zusätzlich durch eine Farbe angezeigt wird, um die Wahrnehmung der Ergebnisse zu erleichtern.

Automatisierung des optischen Experiments (Universität Freiburg, Deutschland)

Das System steuert den Verlauf eines komplexen optischen Experiments. Die Dauer eines Experiments ist von mehreren Tagen bis zu mehreren Monaten. Verwaltete Installationselemente: Ein Drehtisch mit einem darauf montierten Photodetektor, mehrere mechanische Zweipunkttore (offen/geschlossen) und ein 4-Punkt-Tor, ein Photodetektor mit elektronischem Verschluss, ein Heizgerät der Testprobe.

Zur Vorbereitung des Experiments sucht das System im halbautomatischen Modus nach der Position von zwei Laserstrahlen, wonach der Photodetektor in einem der Strahlen platziert wird.

Während des Experiments ist es erforderlich, die Temperatur der Probe innerhalb von ±0,5 Grad vom eingestellten Wert zu halten. Der PID-Regler des Programms steuert die externe Heizung.

Im Laufe des Experiments ist es notwendig, die Photodetektorablesungen durch vorgegebene, allmählich ansteigende Zeitintervalle zu lesen. Zu Beginn des Experiments kann die Pause zwischen den Messungen mehrere zehn Millisekunden betragen, am Ende des Experiments mehrere Tage und sogar Wochen erreichen, wobei die Millisekundenpräzision der Zeitintervalle beobachtet wird. Während der gesamten Zeit sollte die Anlage kontinuierlich arbeiten, eine stabile Probentemperatur aufrechterhalten und die vom Photodetektor empfangenen Daten aufzeichnen.

Systemausstattung: Ein cDAQ-Korb (National Instruments) mit analogen und diskreten Eingangs-/Ausgangsmodulen, einem elektronischen Photodetektor, einem OWIS-Rotationsmodul mit 4-Punkt-Tor, einem ThorLabs-Rundtisch zum Bewegen des Photodetektors.

Die Maschine für die strukturell-statistische Analyse von IT-Produkten

Das Programm dient dazu, Texte zum Zwecke der statistischen und strukturellen Analyse zu “sezieren”.

Das Programm beinhaltet mehrere hundert Befehlswörter. Die Besonderheit des Projektes besteht darin, dass ein Teil der Befehle der Benutzer im Vorbeigehen konstruiert, eine weitere Reihe von Befehlen konstruiert das Programm unabhängig auf der Grundlage der Ergebnisse seiner Arbeit. Somit hat die Maschine die Fähigkeit, sich selbst zu lernen.

Im Prozess der Arbeit, “lernt” das Programm allmählich, Teile des Wortes, Teile der Sprache zu erkennen, Synonyme für Wörter zu wählen.

Das Projekt an der Kreuzung der Linguistik, Statistik, Kryptographie und maschinelle Übersetzungen.