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数字微流控生物芯片的布局及调度问题研究

杨敬松  
【摘要】: 论文针对数字微流控生物芯片系统的布局问题、调度问题和液滴寻址问题进行了研究。分析了多元体液检测与蛋白质分析实验的操作特性,构建了序列图模型和数学模型。提出了一种解决数字微流控生物芯片调度问题的项目调度遗传算法;设计了一种用于动态资源分配的启发式规则;提出了一种拟人免疫遗传算法,解决了数字微流控生物芯片几何级布局问题;提出了数字微流控生物芯片故障系数的估计方法,分析了芯片发生故障的原因,给出了故障重构算法;提出了一种基于网络流的液滴寻址算法;分析了液滴寻址的流体约束和时间约束,构建了液滴寻址的约束模型,实现了液滴寻址的自动控制和智能控制;设计并开发了数字微流控生物芯片的计算机辅助设计系统,实现了从生化检测实验下达,到芯片设计优化的过程。 本文的研究结果可以指导数字微流控芯片的设计和制造;所提出的优化算法和开发的计算机辅助设计系统具有普遍应用意义,为数字微流控生物芯片的设计理论打下了基础。


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