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本項(xiàng)目研究面向成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈大數(shù)據(jù)智能產(chǎn)業(yè)需求，尤其是對(duì)智能制造、公共安全場(chǎng)景提供高效的視頻流在線推理和管理平臺(tái)，研發(fā)了一個(gè)通用性的智能中臺(tái)架構(gòu)，支持視頻流和智能模型模塊化管理，支持全程可視化操作交互式界面，支持視覺智能感知模型在線推理快速部署，支持感知與識(shí)別結(jié)果實(shí)時(shí)推送、預(yù)警和報(bào)警。

如何及時(shí)感知學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)是中小學(xué)教育中的難點(diǎn)。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師需要在講課的同時(shí)觀察數(shù)十名學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，難以做到面面俱到；而在家庭練習(xí)中，父母陪同觀察孩子既費(fèi)時(shí)又會(huì)引起孩子的緊張和反感。針對(duì)這一應(yīng)用需求和痛點(diǎn)，本項(xiàng)目計(jì)劃研發(fā)一款能夠自動(dòng)及時(shí)感知中小學(xué)生的智能相機(jī)。該相機(jī)將采用人工智能和大數(shù)據(jù)的前沿技術(shù)，對(duì)中小學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行自動(dòng)采集和分析，智能感知學(xué)習(xí)狀態(tài)，并反饋給教師和家長(zhǎng)進(jìn)行參考，據(jù)此調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和形式，從而達(dá)到改善教學(xué)效果、提高學(xué)習(xí)成績(jī)

具有高靈敏和多維集成的柔性感知電子器件在可穿戴健康監(jiān)測(cè)和智能機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)今重要前沿研究方向之一。現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外柔性感知在高靈敏測(cè)量、多感知集成、低信號(hào)耦合、低成本加工上存在技術(shù)瓶頸，實(shí)際應(yīng)用面臨巨大挑戰(zhàn)。針對(duì)這一問題，團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)地提出一種基于熱感應(yīng)的多維傳感新機(jī)理，利用熱敏膜和外界的傳導(dǎo)/對(duì)流換熱對(duì)自身電阻的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)

1. 痛點(diǎn)問題 2020年我國(guó)鋼材產(chǎn)量超過13億噸，占全球產(chǎn)量的一半以上，同時(shí)我國(guó)鋼鐵消費(fèi)市場(chǎng)也是全球第一?，F(xiàn)代智能化鋼廠是鋼鐵企業(yè)未來的重要發(fā)展方向，目前國(guó)內(nèi)主流鋼廠都在大力布局。但作為智能鋼廠的基礎(chǔ)和核心，鋼鐵生產(chǎn)智能設(shè)備國(guó)內(nèi)技術(shù)能力差距較大，對(duì)國(guó)外依賴性比較明顯。 2. 解決方案 本項(xiàng)目將最新的光電技術(shù)與鋼廠生產(chǎn)需求深入結(jié)合，致力于鋼廠關(guān)鍵智能感知設(shè)備的研發(fā)。目前已完成原理驗(yàn)證和樣機(jī)開發(fā)的智能設(shè)備包括：轉(zhuǎn)爐煉鋼過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁智能測(cè)量掃描設(shè)備、輥道輥在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。項(xiàng)目還有多項(xiàng)智能設(shè)備在研。 本項(xiàng)目的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是通過監(jiān)測(cè)爐口火焰光譜和圖像信息，經(jīng)過人工智能計(jì)算，得到煉鋼過程中鋼水溫度、元素含量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)煉鋼過程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁智能測(cè)量掃描設(shè)備，是采用激光雷達(dá)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，遠(yuǎn)距離快速智能掃描轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁自動(dòng)檢測(cè)。輥道輥在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是通過對(duì)軋鋼輥道輥電流實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和智能分析，有效監(jiān)測(cè)和預(yù)防輥異常導(dǎo)致的帶鋼或鑄坯表面損傷。 合作需求 本項(xiàng)目下一步發(fā)展需求主要集中在與鋼鐵和冶金行業(yè)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品合作，其次是資本投資、政府政策等方面的扶持。需要的外部資源主要是產(chǎn)業(yè)的工程化、產(chǎn)品化資源和市場(chǎng)資源。

項(xiàng)目背景：現(xiàn)有船舶設(shè)計(jì)及強(qiáng)度評(píng)估方法已經(jīng)處于緩慢發(fā)展 階段，但是船舶結(jié)構(gòu)安全事故（尤其是針對(duì)大型船舶）卻屢見不 鮮，傳統(tǒng)的技術(shù)方法在提升船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，也直接導(dǎo)致船 舶建造成本和船舶營(yíng)運(yùn)成本的快速增加，因此船舶結(jié)構(gòu)安全保障 技術(shù)發(fā)展已進(jìn)入一個(gè)瓶頸期。類比其他行業(yè)如橋梁飛機(jī)等，發(fā)展 方向已逐漸向智能化監(jiān)測(cè)以及預(yù)警及決策轉(zhuǎn)變。為打破瓶頸，針 對(duì)船舶結(jié)構(gòu)安全性的技術(shù)方向也應(yīng)向智能化感知及輔助決策方 向轉(zhuǎn)變。其中的主要研究要點(diǎn)為智能感知和數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)， 技術(shù)路徑為構(gòu)建傳感系統(tǒng)的搭建與優(yōu)化體系、研究結(jié)構(gòu)狀態(tài)智能 感知和數(shù)據(jù)挖掘方法，建立基于感知數(shù)據(jù)的載荷反向識(shí)別、數(shù)字 孿生模型與驅(qū)動(dòng)更新技術(shù)，以及基于智能算法的安全評(píng)估技術(shù)， 該技術(shù)不但可以在營(yíng)運(yùn)過程中保障船舶結(jié)構(gòu)安全，還可以船舶設(shè) 計(jì)優(yōu)化和完善規(guī)范有重要的指導(dǎo)意義。該需求技術(shù)國(guó)內(nèi)外均處于 初步研究階段，國(guó)外船級(jí)社 DNV 已有該類產(chǎn)品，但國(guó)內(nèi)尚無同類 產(chǎn)品，并未形成行業(yè)壁壘，可實(shí)現(xiàn)研究自主化，獲得自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；該產(chǎn)品的研發(fā)也有利于實(shí)施國(guó)家制造業(yè)發(fā)展、 山東省產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和青島市海洋發(fā)展等國(guó)家和地方戰(zhàn)略，在搶占行 業(yè)高地的同時(shí)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。 所需技術(shù)需求簡(jiǎn)要描述：1.傳感器網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化及數(shù)據(jù)采集，硬件傳感網(wǎng)絡(luò)布局覆蓋全船結(jié)構(gòu)，最大監(jiān)測(cè)點(diǎn)不小于 128， 最高采樣頻率不低于 500Hz；2.船體結(jié)構(gòu)感知系統(tǒng)智能化數(shù)據(jù)處 理，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)正常狀態(tài)數(shù)據(jù)和異常狀態(tài)數(shù)據(jù)的模式識(shí)別；3.船舶 結(jié)構(gòu)智能孿生模型構(gòu)建及同步演化；4.結(jié)構(gòu)安全在線評(píng)估，并提 出結(jié)構(gòu)安全完成任務(wù)使命所需的運(yùn)維處理和運(yùn)維策略。  對(duì)技術(shù)提供方的要求:1.在船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有一定的研 究經(jīng)驗(yàn)；2.具備相關(guān)領(lǐng)域軟件開發(fā)和硬件集成、測(cè)試能力；3. 具有相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和軟件開發(fā)背景；4.具備船級(jí)社質(zhì)量管理體 系認(rèn)證。 

? 植物在重力引導(dǎo)下的生長(zhǎng)稱為植物的向重力性。根向重力是植物適應(yīng)陸地環(huán)境的重要過程。植物向重力性反應(yīng)的第一步是感受重力信號(hào)。目前，關(guān)于重力信號(hào)感受的機(jī)制有兩種假說：一是淀粉平衡石 (statolith) 假說，二是原生質(zhì)體壓力假說。植物根冠的柱狀細(xì)胞和莖的維管束鞘細(xì)胞中存在淀粉體，這些淀粉體被命名為平衡石。中柱細(xì)胞和內(nèi)皮層細(xì)胞通過淀粉體的沉降來感受重力變化。生長(zhǎng)素在調(diào)節(jié)植物根系向重力作用中發(fā)揮重要作用，但生長(zhǎng)素促進(jìn)重力感知的分子機(jī)制及隨后的反應(yīng)尚不清楚。 ? 非損傷微測(cè)技術(shù)（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）是通過測(cè)定活體動(dòng)植物組織、細(xì)胞與內(nèi)/外環(huán)境間Ca2+/Cd2+/Na+/K+/NO3-/NH4+/O2...交換量的實(shí)時(shí)變化，揭示基因功能的一種新技術(shù)。目前已被103位諾貝爾獎(jiǎng)得主所在單位，以及北大/清華/中科院使用。 應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)： 重力研究中對(duì)于活體樣品基因功能方面的檢測(cè)手段匱乏 樣品檢測(cè)過程中樣品重力變化與檢測(cè)設(shè)備的結(jié)合方式是一個(gè)難點(diǎn) 重力變化過程中生理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 解決方法： 非損傷重力感知分析系統(tǒng)(GRASS)是基于非損傷微測(cè)技術(shù)的底層核心技術(shù)，是能夠檢測(cè)活體樣品基因功能的技術(shù) 非損傷重力感知分析系統(tǒng)(GRASS)配有立體可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)樣品固定裝置，可對(duì)樣品施加不同方向的重力并能實(shí)時(shí)檢測(cè) 非損傷重力感知分析系統(tǒng)(GRASS)能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)，為重力變化過程中，比較分子、離子流動(dòng)速率，提供長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)結(jié)果 產(chǎn)品介紹 名稱：非損傷重力感知分析系統(tǒng)（GRASS） 型號(hào)：NMTG-100 品牌：旭月 產(chǎn)地：中國(guó) 功能特點(diǎn) 1.基本功能： 檢測(cè)樣品所受重力發(fā)生變化時(shí)的生理指標(biāo)變化 配備立體可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)樣品固定裝置，對(duì)樣品施加不同方向的重力 檢測(cè)指標(biāo)：Ca2+、H+、K+、Na+、Cd2+、Cl-、NH4+、NO3-、Mg2+、Pb2+、Cu2+、O2、H2O2、IAA 2.性能參數(shù)： 工作電壓：220V 最短檢測(cè)周期：5s 離子分子濃度測(cè)量精度：10-6M 離子分子流速測(cè)量精度：10-12mol·cm-2·s-1 傳感器最小移動(dòng)距離：1μm 立體顯微成像系統(tǒng)分辨率：1920×1080 3. 軟件參數(shù)： 操作界面：中文 檢測(cè)指標(biāo)模塊化可選 離子流速、濃度檢測(cè)軟件模塊（包含：Ca2+、H+、K+、Na+、Cd2+、Cl-、NH4+、NO3-、Mg2+ 、Pb2+、Cu2+） 分子流速、濃度檢測(cè)軟件模塊（包含：O2、H2O2、IAA） 支持中英文輸入、標(biāo)記與記錄 可直接輸出流速、濃度數(shù)據(jù)和折線圖，無需額外換算

利用多機(jī)器人和多模態(tài)視覺傳感器有效探索與感知復(fù)雜 環(huán)境的三維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而理解和分析三維場(chǎng)景。研究從多源異 構(gòu)的機(jī)器人定位與建圖等環(huán)境感知方面、多模態(tài)融合的前景 分割、顯著性檢測(cè)和目標(biāo)檢測(cè)等場(chǎng)景分析方面取得突破。

清華大學(xué)公共安全研究院和北京辰安科技股份有限公司快速搭建了疫情實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知與分析系統(tǒng)，對(duì)區(qū)域疫情數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、搜集、分析和可視化，服務(wù)各級(jí)政府疫情應(yīng)急的資源調(diào)度、態(tài)勢(shì)研判和決策指揮。該系統(tǒng)在實(shí)時(shí)播報(bào)全國(guó)和世界范圍內(nèi)疫情最新動(dòng)態(tài)的同時(shí)，對(duì)省級(jí)和地市級(jí)的人員遷徙比例與分布進(jìn)行重點(diǎn)信息排查，密切關(guān)注人口流動(dòng)與疫情分布的內(nèi)在聯(lián)系，為疫情跨區(qū)域傳播規(guī)律和病例溯源提供依據(jù)。該系統(tǒng)深入剖析大數(shù)據(jù)并探查民眾意識(shí)和情感傾向，研判民眾主流感情傾向和重點(diǎn)關(guān)注事件等疫情相關(guān)輿情，以“情感分析拼圖”、“事件文章熱詞云”和“全國(guó)輿情熱度”等分析結(jié)果為引證，為辟謠和積極引導(dǎo)輿論提供幫助，在國(guó)家抗擊疫情最為嚴(yán)重困難的時(shí)期為大眾的理性思考和科學(xué)防備貢獻(xiàn)力量。國(guó)疾病預(yù)防控制中心以及廣東省、武漢市、合肥市、深圳市、廣州市、佛山市等20多個(gè)省市在指揮調(diào)度中使用該系統(tǒng)。

自然場(chǎng)景視覺感知與理解是人工智能的前沿?zé)狳c(diǎn)，其主要任務(wù)是對(duì)場(chǎng)景中的視覺要素進(jìn)行認(rèn)知，進(jìn)而推斷出其中包含的場(chǎng)景語義。IMAGINE實(shí)驗(yàn)室近年來相繼從場(chǎng)景構(gòu)成分析、場(chǎng)景內(nèi)容推理、場(chǎng)景結(jié)構(gòu)建模等角度對(duì)這一問題展開了系統(tǒng)研究，著重探索了融合先驗(yàn)建模與深度學(xué)習(xí)的自然場(chǎng)景視覺理解這一問題。大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、種類多、產(chǎn)生速度快、有價(jià)值數(shù)據(jù)密度低等特點(diǎn)。對(duì)大數(shù)據(jù)信息分析具有重要意義，也是目前研究的熱點(diǎn)，其主要任務(wù)是利用數(shù)據(jù)分析的方法從大數(shù)據(jù)中獲取有價(jià)值信息。IMAGINE實(shí)驗(yàn)室近年來結(jié)合深度學(xué)習(xí)前沿技術(shù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，并在海關(guān)大數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目和國(guó)網(wǎng)電力冰風(fēng)災(zāi)害預(yù)測(cè)項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用

01. 成果簡(jiǎn)介 本成果涉及一種多模態(tài)觸覺感知裝置，屬于機(jī)器人傳感器技術(shù)領(lǐng)域。與人類相似，機(jī)器人感知外界環(huán)境最真實(shí)、穩(wěn)定、便捷的方式便是通過機(jī)器人手觸摸，機(jī)器人手的感知能力決定了機(jī)器人是否能夠正確認(rèn)知外界環(huán)境以及機(jī)器人的操作精度、成功率等。在新一代機(jī)器人手中，傳感裝置已逐漸趨于陣列化、多功能化和集成化。目前常見的觸覺傳感器有壓阻式、電容式、光電式等，它們都存在密度難以提高、電路處理復(fù)雜等問題。為了克服以上不足，近年出現(xiàn)了基于視覺的觸覺傳感裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信息豐富等優(yōu)勢(shì)。目前基于視覺的觸感裝置仍存在性能提升空間。 本項(xiàng)目將感溫變色油墨材料應(yīng)用于觸感裝置，感知機(jī)器人操作過程中的溫度[1]。同時(shí)提出一種基于微視覺的觸覺三維力檢測(cè)方法，通過采集觸覺接觸區(qū)域內(nèi)彈性體的形變圖像的變化，采用一系列圖像處理方法，并且使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的技巧，定性并且定量的刻畫物理世界中的觸覺、滑覺等，從而提供了一種多模態(tài)觸覺感知裝置，可以得到三維接觸力、接觸物體表面的溫度及紋理等多種模態(tài)信息[2]。本裝置打破了傳統(tǒng)觸覺感知裝置單模態(tài)信息采集的現(xiàn)狀，可在同一感知裝置中集成受力、紋理、溫度等信息的測(cè)量，檢測(cè)觸覺、滑覺、壓覺三維接觸力，獲得高精度的接觸紋理信息，實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)信息的測(cè)量，并將這些信息綜合到對(duì)一個(gè)物體的識(shí)別、抓取操作中，使機(jī)器人更加智能化、人性化。本裝置具有實(shí)時(shí)性好，檢測(cè)穩(wěn)定，檢測(cè)誤差小，檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。 圖1. 基于微視覺的多模態(tài)觸覺感知裝置結(jié)構(gòu)圖圖2. 結(jié)合多模態(tài)觸感裝置的機(jī)械手02. 應(yīng)用前景 本成果技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣泛。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 本成果核心技術(shù)已申請(qǐng)發(fā)明專利3項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)致力于研究具備自主決策和學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人操作技能學(xué)習(xí)系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)包括孫富春、方斌、劉華平、宋亦旭四位教師，專注智能機(jī)器人靈巧精準(zhǔn)操作研究，研制了擬人觸覺的傳感裝置、多模態(tài)穿戴交互裝置、殘疾人假肢靈巧手、仿人感知靈巧手和變剛度軟體手，在本領(lǐng)域發(fā)表論文40余篇，申請(qǐng)專利20余項(xiàng)，獲得IROS2016機(jī)器人靈巧操作比賽冠軍、IROS2017服務(wù)機(jī)器人操作比賽亞軍、WRC2016最佳科技創(chuàng)新獎(jiǎng)等。同時(shí)團(tuán)隊(duì)和河北清華發(fā)展研究院合作成立了人工智能及機(jī)器人研究中心，共同推動(dòng)智能機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。05. 合作方式 技術(shù)許可。06. 聯(lián)系方式 郵箱：liuyi2017@tsinghua.edu.cn， fangbin@tsinghua.edu.cn