基于蟻群算法的數(shù)字微流控芯片并行在線測試研究.pdf

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

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試的研究意義。其次，分析了數(shù)字微流控芯片的故障產生機理、故障類型以及相關的測試技術。針對數(shù)字微流控芯片的災難性故障，提出了一種基于改進蟻群算法的單液滴測試路徑規(guī)劃方法。把測試實際需要遍歷的陣列單元之間的邊轉換為測試模型的節(jié)點，將芯片模型轉化為動態(tài)的旅行商（TSP）問題模型，并且優(yōu)化了故障測試模型的轉換方法。結合故障測試模型，在滿足流體約束的條件下，利用

3、遺傳算法優(yōu)化改進蟻群算法進行測試路徑搜索，提高了測試算法的收斂性。在研究單液滴測試的基礎上，提出多液滴并行在線測試策略，實現(xiàn)多個測試液滴的路徑規(guī)劃，完成數(shù)字微流控芯片的并行在線測試調度。最后以多功能生物鑒定的數(shù)字微流控芯片為實驗對象，建立芯片的故障測試模型，進行測試算法的模擬仿真，對本文提出的測試算法進行有效性的驗證。實驗結果表明，結合遺傳算法優(yōu)化蟻群算法的單液滴測試方案，在求得較優(yōu)測試路徑的情況下，可以有效提高測試方法的執(zhí)行效率，改善