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信息科学中心王立威教授课题组在天池医疗人工
分类:信息科技

日前,由阿里云计算有限公司、英特尔有限公司、零氪科技有限公司主办的天池医疗人工智能大赛落下帷幕。经过初赛、复赛和决赛的角逐,北京大学信息科学技术学院信息科学中心、机器感知与智能教育部重点实验室王立威教授指导的硕士研究生王东、胡志强、罗天歌、杨泽和博士研究生李傲雪最终夺冠。

经学院研究,推荐以下同学参加2019年海外实习。

集成电路芯片遵从摩尔定律,通过缩减晶体管尺寸,不断提升性能和集成度,成本得以降低;然而,进一步发展却受到来自物理极限、功耗和制造成本的限制,需要采用新兴信息器件技术支撑未来电子学的发展。碳纳米管被认为是构建亚10 nm晶体管的理想材料;理论和实验研究均表明相较硅基器件而言,其具有5~10倍的本征速度和功耗优势,性能接近由量子测不准原理所决定的电子开关的极限,有望满足后摩尔时代集成电路的发展需求。但是,由于寄生效应较大,实际制备的碳管集成电路工作频率较低,比硅基互补金属氧化物半导体电路的工作频率低几个数量级。在国际商业机器公司研究人员2017年8月发表的基于碳管阵列的环形振荡器的研究工作中,振荡频率达282 MHz,仍远远低于预期。因此,大幅度提升碳纳米管集成电路的工作频率成为发展碳纳米管电子学的重要挑战。

该项赛事以“人工智能辅助医疗决策”为主题,计划在三年分三个赛季运作。今年启动第一季,以肺部小结节病变的智能识别和诊断为课题,展开大数据与人工智能技术在肺癌早期影像诊断上的应用探索。参赛者被要求使用患者的计算机断层扫描影像设计算法和训练模型,在独立的测试数据集中找出CT影像中肺部结节的位置,并给出真正肺结节的概率,以达到辅助医生进行肺结节诊断。数据由大赛合作医院授权提供,包括数千份高危患者的低剂量肺部CT影像数据。

推荐名单:

北京大学信息科学技术学院物理电子学研究所、纳米器件物理与化学教育部重点实验室彭练矛教授-张志勇教授团队在碳纳米管电子学领域潜心研究十几年,发展了一整套碳管CMOS技术,前期已实现亚10 nm CMOS器件以及中等规模集成电路。日前,他们通过对碳管材料、器件结构/工艺和电路版图的优化,在世界上首次实现工作在千兆赫兹频率的碳管集成电路,有力推动了碳纳米管电子学的发展。

王立威教授长期从事机器学习研究,自2014年涉足医疗影像领域的医学-信息科学交叉研究,在医学影像应用领域做出多项突破性的尝试,例如提出针对医疗影像检测的深度学习方法 ContextNet,将多个机器学习算法首次引入肺结节检测系统等。他的课题组在医疗影像分析,尤其是肺部 CT 图像分析方面积累了扎实的研究基础和丰富的研究经验,并取得一系列重要成果,例如在Kaggle本年度主题为肺癌预测的数据科学碗竞赛中,在全球1972支参赛队伍中获第四名;在国际权威的肺结节分析挑战赛之肺结节检测和假阳性削减两项任务中均拔头筹,并保持纪录到今年7 月,相关文章9月发表在医疗图像计算领域顶级会议——医疗影像计算与计算机辅助干预会议。

序号

姓名

1

程晓雪

2

董骁汉

3

杜明泽

4

范怀伟

5

付英杰

6

郭雨鑫

7

姜雨晴

8

李昊轩

9

梁湉

10

刘茜元

11

苗炅焱

12

冉浩轩

13

叶舒怀

14

赵习龙

15

郑涵侨

团队首先通过优化碳管材料、器件结构和工艺,提升碳纳米管晶体管的跨导和驱动电流;对于栅长为120 nm的晶体管,在0.8V的工作电压下,其开态电流和跨导分别达到0.55 mA/μm和0.46 mS/μm,其中跨导为已发表碳管器件的最高值。基于如此性能的器件,成功实现了五级环振,振荡频率达680 MHz。而后,进一步优化器件结构,在源漏和栅之间引入空气侧墙,以减少源漏寄生电容;同时增加栅电阻的厚度,以减少寄生电阻,振荡频率达到2.62 GHz。在此基础上,通过缩减碳管晶体管栅长和优化电路版图,将五级环振振荡频率进一步提升至5.54 GHz,比此前发表的最高纪录提升了几乎20倍;而120 nm栅长碳管器件的单级门延时仅为18 ps,在没有采用多层互联技术的前提下,速度已接近同等技术节点的商用硅基CMOS电路。更为重要的是,该技术所采用的碳纳米管薄膜作为有源区材料,可实现高性能碳管环振电路的批量制备,且电路成品率为60%,环振的平均振荡频率为2.62 GHz,表征差为0.16 GHz,表现出较好的性能均一性。

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