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本實用新型公開了一種軟土層降阻散熱仿生鉆桿，包括安裝板，所述安裝板的中部設置有貫穿的安裝孔，所述安裝孔的內部安裝有豎直的連接軸，所述連接軸的上方延伸至安裝板的頂部設置有水平的驅動塊，所述驅動塊的頂部中心設置有固定槽，所述連接軸的下方延伸至安裝板的底部設置有水平的限位塊，所述限位塊的底部安裝有豎直向下的鉆桿本體，所述鉆桿本體的外側設置有螺旋狀的鉆刀片。本實用新型在使用時，不但能夠控制鉆桿本體自動向下鉆入，節省人力，且能夠在鉆桿本體鉆入的過程中，增大鉆桿本體的受力面積，降低鉆桿本體鉆入的阻力，并能夠在鉆

本實用新型公開了一種仿生變結構圓錐螺旋槽軸承。包括軸承主軸和軸承座；軸承主軸與軸承座相配合的一端為圓錐體，在靠近圓錐體的大端面側的圓錐面上開有多條變結構螺旋槽；軸承座與軸承主軸之間充滿潤滑劑。多條變結構螺旋槽為變槽深螺旋槽，或變螺旋角螺旋槽，或變槽寬螺旋槽，或螺旋槽槽深、螺旋角以及螺旋槽槽寬都按線性變化的組合。本實用新型利用螺旋槽的特殊分布規律使得軸承在工作中既存在動壓潤滑也存在靜壓潤滑，提高了流體潤滑性能，增強了潤滑效果，解決了傳統圓錐螺旋槽軸承在低速時動壓潤滑性能差、摩擦力矩大與磨損嚴重的問題。減少了軸承主軸與軸承座在工作時的直接接觸，能長期保持精度，延長軸承的工作壽命。

本項目面向室內外環境下對目標和環境的可靠快速感知需求，突破高性能主動適應的混合穩像、動態目標快速搜索追蹤、智能探索感知的快速地圖創建和定位與場景理解關鍵技術，研制具有高穩定性、寬視野功能的仿生眼樣機一套，可實現快速追蹤動態目標，實現環境三維建模與場景理解，成果將為機器人智能化、自主化導航提供主動感知的新途徑。重點開展如下研究： 1）具有高穩定性、寬視野功能的仿生眼研制 研究仿生眼的結構高動態輕量化優化設計及優化的電機驅動方式，提出眼球各自獨立運動、眼頸協調的關節配置方案，研究多軸關節的實時同步控制，研究圖像傳感器、IMU傳感器及RGBD傳感器的硬件高精度同步方法及GPU加速方法，實現對環境的高精度時間同步視覺感知。 2）高性能主動適應的混合穩像算法 針對圖像抖動模糊問題，研究主動適應的機電混合穩像算法；結合姿態反饋信息通過眼頸關節協調進行適應性姿態調整去除低頻擾動，通過IMU及圖像時間序列進行相機6D位姿估計與濾波消除高頻擾動，實現主動適應混合穩像算法。 3)動態目標快速搜索追蹤算法 針對快速運動的視覺目標，研究基于深度強化學習和注意力機制的目標跟蹤算法；同時研究基于眼頸運動神經回路控制機理的眼頸協調優化視覺伺服跟蹤算法，使冗余眼頸關節實現優化協調運動，實現時間最優快速目標追蹤。 4）智能快速地圖創建和定位與場景理解 針對未知場景，基于雙眼RGB圖像序列及深度傳感器信息，生成仿生眼環境觀測的序列決策指令，實現更優更快的環境地圖創建。實現室外環境三維建模與場景理解。

本項目面向室內外環境下對目標和環境的可靠快速感知需求，突破高性能主動適應的混合穩像、動態目標快速搜索追蹤、智能探索感知的快速地圖創建和定位與場景理解關鍵技術，研制具有高穩定性、寬視野功能的仿生眼樣機一套，可實現快速追蹤動態目標，實現環境三維建模與場景理解，成果將為機器人智能化、自主化導航提供主動感知的新途徑。重點開展如下研究： 1）具有高穩定性、寬視野功能的仿生眼研制 研究仿生眼的結構高動態輕量化優化設計及優化的電機驅動方式，提出眼球各自獨立運動、眼頸協調的關節配置方案，研究多軸關節的實時同步控制，研究圖像傳感器、IMU傳感器及RGBD傳感器的硬件高精度同步方法及GPU加速方法，實現對環境的高精度時間同步視覺感知。 2）高性能主動適應的混合穩像算法 針對圖像抖動模糊問題，研究主動適應的機電混合穩像算法；結合姿態反饋信息通過眼頸關節協調進行適應性姿態調整去除低頻擾動，通過IMU及圖像時間序列進行相機6D位姿估計與濾波消除高頻擾動，實現主動適應混合穩像算法。 3)動態目標快速搜索追蹤算法 針對快速運動的視覺目標，研究基于深度強化學習和注意力機制的目標跟蹤算法；同時研究基于眼頸運動神經回路控制機理的眼頸協調優化視覺伺服跟蹤算法，使冗余眼頸關節實現優化協調運動，實現時間最優快速目標追蹤。 4）智能快速地圖創建和定位與場景理解 針對未知場景，基于雙眼RGB圖像序列及深度傳感器信息，生成仿生眼環境觀測的序列決策指令，實現更優更快的環境地圖創建。實現室外環境三維建模與場景理解。

大范圍骨缺損的修復是臨床上的難題之一。骨支架具有良好的可設計性，是一種有前途的骨修復材料。目前大部分骨支架生物活性差，骨傳導效率低。電信號是調控機體生物活動的主要信號之一，針對骨骼的電活性特點，我們設計研發了一種仿生多孔羥基磷灰石（HA）/鈦酸鋇（BT）壓電陶瓷骨支架。該支架具有中央大孔和周圍放射層板狀孔隙結構，骨傳導性強；可在體內持續提供電刺激，進一步提高骨傳導效率，擴大骨支架修復范圍，生物相容性好，生物活性強。

四足機器人具有良好的運動靈活性和環境適應性,是機器人研究領域的熱點。隨著研究的深入和對機器人運動性能需求的提高,四足機器人研究領域分化出以高速運動為目標的研究分支。生物學研究顯示,跳躍步態是四足動物典型的高速對稱步態,且多種動物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運動,而相應的脊柱型四足機器人的理論及運動控制研究卻鮮見報道。當前研究大多孤立了脊柱環節,鮮有整機的建模研究以及運動控制方法研究。在該方向的研究勢必推動仿生工程和機器人運動控制等方面的發展,此外,以其高速運動的特點,在軍事偵察、救震救災和未來生活等領域也將具有廣闊的應用前景。首先,本文以分析獵豹的運動特性入手,建立了脊柱型四足機器人七桿模型,以及構建了ASLIP動力學模型,使用拉格朗日方程推導了其跳躍運動的動力學方程;迭代運算動力學微分方程,使用龐加萊映射方法搜索了機器人七桿模型基于ASLIP跳躍運動的不動點,結果顯示不動點在固定能量層級下呈區域性分布;不動點的對比結果顯示基于ASLIP模型的運動比基于SLIP模型的運動能適應更高的穩態運動速度,并作了觸地力、脊柱角和穩定性等特性分析。為脊柱型四足機器人跳躍運動提供了動力學模型和理論基礎。然后,根據機器人模型各關節主動力作用于控制量的廣義力計算結果,研究了前向速度、彈跳高度、機身俯仰角

項目成果/簡介:四足機器人具有良好的運動靈活性和環境適應性,是機器人研究領域的熱點。隨著研究的深入和對機器人運動性能需求的提高,四足機器人研究領域分化出以高速運動為目標的研究分支。生物學研究顯示,跳躍步態是四足動物典型的高速對稱步態,且多種動物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運動,而相應的脊柱型四足機器人的理論及運動控制研究卻鮮見報道。當前研究大多孤立了脊柱環節,鮮有整機的建模研究以及運動控制方法研究。在

近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊通過深入解析生物質微觀結構，提出了一種利用生物質天然納米結構的全新的生物質表面納米化策略，基于這種策略構筑了一種可持續新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。該策略巧妙地利用了木屑等生物質中天然的纖維素納米纖維，將其暴露在木屑顆粒表面，并使其互相交聯從而構筑無需任何粘合劑的高性能人造木材。運用這種策略所制備的人造木材在各方向上具有相同的力學強度，且超越了實木材和傳統人造板。這種新型人造木材自下而上的制備方式使其在尺寸上將不受限制，可以克服大塊實木材料的稀缺性，大大拓寬了這類木質材料的應用范圍。另外，其還表現出優異的阻燃性性和防水性。在這種高性能人造木材中，微米級木屑顆粒的暴露著大量的納米尺度的纖維素纖維，這些納米纖維通過離子鍵、氫鍵、范德華力以及物理糾纏等相互作用結合在一起，微米級的木屑顆粒也被這些互相纏繞的納米纖維網絡緊密地結合一起形成高強度的致密結構，而無需添加任何粘結劑。這種結構特征帶來了高達170 MPa的各向同性抗彎強度和約10 GPa的彎曲模量，遠超天然實木的力學強度。此外，新型人造木材還顯示出優異的斷裂韌性，極限抗壓強度，硬度，抗沖擊性，尺寸穩定性以及優于天然木材的阻燃性。作為一種全生物基的環保材料，新型人造木材不僅不含任何粘結劑，還具有遠超樹脂基材料和傳統塑料的力學性能，因此具有非常廣泛的應用前景。 此外，這種由納米纖維構成的網絡也為制備木基納米復合材料提供了一種新途徑。通過將碳納米管（CNT）摻入木屑顆粒間的納米網絡當中，可以獲得導電智能人造木材，因碳納米管能夠在其中形成連續的三維網絡，因此其具有比傳統聚合物/碳納米管復合材料更好的導電網絡和更高電導率。基于這種智能人造木材的高導電性，它可以實現傳感、自發熱以及電磁屏蔽等多種應用。這種智能人造木材表現出了出色的電磁屏蔽性能（X波段超過90 dB），可以滿足精密電子儀器屏蔽標準的要求。這種智能人造木材還可以在1.75 V低電壓下（約等于兩節五號電池的電壓）實現自發熱，可在5分鐘內升至60攝氏度，這種在低電壓下即可自發熱木材可有效地確保自加熱設備的安全性，同時減少能耗。 這項研究提出了一種生物質顆粒表面納米化方法和策略，可用于構筑全生物質，不含任何粘結劑，具有優異的力學性能，可復合的新型人造木材。同時，這種全新的生物質表面納米化策略也可以擴展到其他生物質（例如，樹葉、稻草和秸稈等），并可以實現多功能化，有望用于制造一系列綠色全生物質的可持續結構材料，將進一步推動人造板行業向綠色、環保和低碳方向發展。

項目成果/簡介:近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊通過深入解析生物質微觀結構，提出了一種利用生物質天然納米結構的全新的生物質表面納米化策略，基于這種策略構筑了一種可持續新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。該策略巧妙地利用了木屑等生物質中天然的纖維素納米纖維，將其暴露在木屑顆粒表面，并使其互相交聯從而構筑無需任何粘合劑的高性能人造木材。運用這種策略所制備的人造木材在各方向上具有相同的力學強度，且超越了實木材和傳統人造板。這種新型人造木材自下而上的制備方式使其在尺寸上將不受限制，可以克服大塊實木材料的稀缺性，大大拓寬了這類木質材料的應用范圍。另外，其還表現出優異的阻燃性性和防水性。在這種高性能人造木材中，微米級木屑顆粒的暴露著大量的納米尺度的纖維素纖維，這些納米纖維通過離子鍵、氫鍵、范德華力以及物理糾纏等相互作用結合在一起，微米級的木屑顆粒也被這些互相纏繞的納米纖維網絡緊密地結合一起形成高強度的致密結構，而無需添加任何粘結劑。這種結構特征帶來了高達170 MPa的各向同性抗彎強度和約10 GPa的彎曲模量，遠超天然實木的力學強度。此外，新型人造木材還顯示出優異的斷裂韌性，極限抗壓強度，硬度，抗沖擊性，尺寸穩定性以及優于天然木材的阻燃性。作為一種全生物基的環保材料，新型人造木材不僅不含任何粘結劑，還具有遠超樹脂基材料和傳統塑料的力學性能，因此具有非常廣泛的應用前景。 此外，這種由納米纖維構成的網絡也為制備木基納米復合材料提供了一種新途徑。通過將碳納米管（CNT）摻入木屑顆粒間的納米網絡當中，可以獲得導電智能人造木材，因碳納米管能夠在其中形成連續的三維網絡，因此其具有比傳統聚合物/碳納米管復合材料更好的導電網絡和更高電導率。基于這種智能人造木材的高導電性，它可以實現傳感、自發熱以及電磁屏蔽等多種應用。這種智能人造木材表現出了出色的電磁屏蔽性能（X波段超過90 dB），可以滿足精密電子儀器屏蔽標準的要求。這種智能人造木材還可以在1.75 V低電壓下（約等于兩節五號電池的電壓）實現自發熱，可在5分鐘內升至60攝氏度，這種在低電壓下即可自發熱木材可有效地確保自加熱設備的安全性，同時減少能耗。 這項研究提出了一種生物質顆粒表面納米化方法和策略，可用于構筑全生物質，不含任何粘結劑，具有優異的力學性能，可復合的新型人造木材。同時，這種全新的生物質表面納米化策略也可以擴展到其他生物質（例如，樹葉、稻草和秸稈等），并可以實現多功能化，有望用于制造一系列綠色全生物質的可持續結構材料，將進一步推動人造板行業向綠色、環保和低碳方向發展。

研發階段/n仿生型膜通過在普通的白色薄膜中添加轉光劑，使陽光中對作物無用的紫外光轉變為對作物生長有利的藍紫光（430nm-480nm）及紅光（630nm-680nm），從而促進作物生長速度的提高和產量的增加。由于仿生型膜能將陽光中的能量較高的紫外光轉變為能量相對較低的藍紫光，因此，用仿生型膜包裝水果、蔬菜等綠色食品，可起到保護水果、蔬菜的功效。在甜玉米、黃瓜、轉基因番茄、棉花營養體上進行田間應用實驗，均提高了苗期生長速度，作物開花結果提前3-15天左右，作物產量提高5-10%左右；在番茄、甜玉米、黃