中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室在利用随机森林算法实现二维材料层数和缺陷识别方面取得新进展,揭示了机器学习算法在二维材料光谱学研究领域的应用潜力,相关工作发表在[ Nanomaterials 2020, 10, 2223 ]。
机器学习是人工智能领域的一个重要分支,其基本思想是基于数据构建统计模型,并利用模型对数据进行分析和预测。随着大数据技术的飞速发展,以数据驱动的机器学习算法在材料研究的各个领域开始蓬勃兴起。二维材料的Raman光谱对于分子键合以及样品的结构非常敏感,可以用来进行化学鉴别、形态与相、内压力/应力以及组成成份等方面的研究和分析。尽管Raman光谱提供了足够多的信息,但如何挖掘信息深度、利用多种信息进行综合决策仍然有待进一步的研究。
在这项研究中,科研人员利用了MoS2的Raman频率、强度在内的多种特征信息,利用重采样过程得到了包含不同空间位置信息的子训练集,并通过学习过程建立了由一定数量决策树组成的随机森林模型。当有新的样本点进入模型进行预测和判断时,随机森林中的每棵决策树会进行独立判断,继而通过多数表决的方式给出相对准确的预测结果。除了能够判断单层和双层样品外,模型还能够对样品生长过程中容易引入的裂痕和随机分布晶核进行预测。这项工作提出的研究方案将机器学习算法引入了二维材料光谱学的研究,并且可以扩展到其他材料,为不同领域的材料表征提供了重要解决方案。
相关工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院,及上海市科委的支持。(微纳光电子功能材料实验室供稿)
图1 随机森林算法中学习过程的基本结构
图2 随机森林算法中预测过程的基本结构和一些区域层数识别的结果
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