基于蟻群算法的數(shù)字微流控芯片并行在線測(cè)試研究.pdf

1、數(shù)字微流控技術(shù)是一門新興的多學(xué)科交叉技術(shù)，在醫(yī)學(xué)、制藥、司法鑒定、環(huán)境監(jiān)測(cè)等生化分析領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。由于數(shù)字微流控芯片的應(yīng)用對(duì)可靠性的要求非常嚴(yán)苛，因此必須對(duì)芯片進(jìn)行高效全面的故障測(cè)試，其中在線測(cè)試是保證芯片工作可靠性的關(guān)鍵一環(huán)。隨著數(shù)字微流控芯片上陣列單元的數(shù)量不斷增多，故障測(cè)試問題也越來越復(fù)雜。相對(duì)于單液滴的測(cè)試，多液滴并行測(cè)試可以提高故障測(cè)試的效率，減少測(cè)試花費(fèi)的時(shí)間。因此，研究高效的并行在線測(cè)試方法對(duì)數(shù)字微流控芯片的應(yīng)用

2、具有非常重要的意義。
　　本研究首先介紹了數(shù)字微流控芯片的基本理論以及芯片故障測(cè)試的研究意義。其次，分析了數(shù)字微流控芯片的故障產(chǎn)生機(jī)理、故障類型以及相關(guān)的測(cè)試技術(shù)。針對(duì)數(shù)字微流控芯片的災(zāi)難性故障，提出了一種基于改進(jìn)蟻群算法的單液滴測(cè)試路徑規(guī)劃方法。把測(cè)試實(shí)際需要遍歷的陣列單元之間的邊轉(zhuǎn)換為測(cè)試模型的節(jié)點(diǎn)，將芯片模型轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)的旅行商（TSP）問題模型，并且優(yōu)化了故障測(cè)試模型的轉(zhuǎn)換方法。結(jié)合故障測(cè)試模型，在滿足流體約束的條件下，利用

3、遺傳算法優(yōu)化改進(jìn)蟻群算法進(jìn)行測(cè)試路徑搜索，提高了測(cè)試算法的收斂性。在研究單液滴測(cè)試的基礎(chǔ)上，提出多液滴并行在線測(cè)試策略，實(shí)現(xiàn)多個(gè)測(cè)試液滴的路徑規(guī)劃，完成數(shù)字微流控芯片的并行在線測(cè)試調(diào)度。最后以多功能生物鑒定的數(shù)字微流控芯片為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，建立芯片的故障測(cè)試模型，進(jìn)行測(cè)試算法的模擬仿真，對(duì)本文提出的測(cè)試算法進(jìn)行有效性的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)合遺傳算法優(yōu)化蟻群算法的單液滴測(cè)試方案，在求得較優(yōu)測(cè)試路徑的情況下，可以有效提高測(cè)試方法的執(zhí)行效率，改善