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面向人體狹窄空間的剛柔耦合手術機器人及其關鍵技術
本成果通過研究系列新型剛柔耦合手術機器人，輔助醫生實現良好的人機交互及可視化靈巧操作，提高手術的安全性，應用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人體狹窄空間。研究的手術機器人及其相關技術可推廣到其他人體自然腔道中環境下機器人輔助醫生靈巧操作的微創手術。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、技術分析
微創外科手術具有創口小、出血少、疼痛輕和術后恢復快等優勢，目前正在由單孔和多孔手術向經自然腔道的內鏡手術方向發展。在人體自然腔道的復雜狹窄空間下，機械臂和人體組織之間極易發生碰撞，導致機器人損壞或患者受到二次傷害。該成果通過研究系列新型剛柔耦合手術機器人，輔助醫生實現良好的人機交互及可視化靈巧操作，提高手術的安全性，應用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人體狹窄空間。研究的手術機器人及其相關技術可推廣到其他人體自然腔道中環境下機器人輔助醫生靈巧操作的微創手術。與現有技術相比，該成果能夠大幅提高手術操作的靈活性與安全性，拓展了現有手術機器人的應用范圍，目前國際上尚未開發出成熟的產品，因此該成果具有廣泛的市場應用前景。本成果在前期開發了手術機器人樣機，并開展了尸體實驗研究，取得了良好效果。
北京理工大學
2022-08-17
中國科大實現硅基量子芯片中自旋軌道耦合強度的高效調控
郭國平教授、李海歐教授等人與中科院物理所張建軍研究員、紐約州立大學布法羅分校胡學東教授以及本源量子計算有限公司合作，在硅基鍺空穴量子點中實現了自旋軌道耦合強度的高效調控，為該體系實現自旋軌道開關以及提升自旋量子比特的品質提供了重要的指導意義。
中國科學技術大學
2022-06-02
粉煤灰等固廢耦合制備莫來石耐火材料新技術
北京大學工學院科研團隊通過多年的研究，開發了具有自主知識產權的利用粉煤灰等工業固廢制備莫來石耐火材料新技術。此技術的核心發明是通過研究粉煤灰、煤矸石、鋁礬土等高溫燒結過程中莫來石化的機理和莫來石化過程中晶粒的生長、聚集及網狀結構的發展等顯微結構變化，獲得了粉煤灰等固廢耦合制備莫來石復相耐火材料新技術。目前，該技術已進行工業示范。
北京大學
2021-01-12
微生物、植物耦合的水體治理與鹽堿化濕地修復綜合技術
水生植物修復技術是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態新技術，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導致水體富營養化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時由于水生植物生長對藻類的抑制作用，使水體中藻類數量降低，提高水體透明度，達到化害為利、凈化水質的目的，實現水域資源的可持續發展和利用。針對不同生態環境污染，從現場環境中篩選和構建具有高效污染修復的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對性強、適應性強、效率高、成本低和對原有生態環境沒有威脅等優點。
北京大學
2021-01-12
一種綠氫耦合加氫過程在線代理模型輔助多目標優化方法
本發明提供了一種綠氫耦合加氫過程在線代理模型輔助多目標優化方法，包括：針對綠氫耦合加氫過程的綠氫?灰氫混合波動，構建經濟與碳減排多目標操作參數優化問題，對操作參數進行靈敏度分析，獲取待優化操作參數及其取值范圍；對加氫過程建立第一性原理模型并進行拉丁超立方采樣，采用高斯過程回歸建立離線代理模型；在混合氫氣波動條件下，基于高斯過程生成初始在線代理模型，采用快速非支配排序優化方法求解經濟與碳減排多目標優化問題，并通過周期性更新在線代理模型。本發明兼顧了投資成本與碳減排效益，實現了綠氫?灰氫混合頻繁波動下的經濟效益與碳減排多目標的平衡優化。
南京工業大學
2021-01-12
物理所實現空氣耦合的MHz頻段高靈敏度超聲波探測
高靈敏度、小型化的超聲探測器在諸多方面發揮著重要應用，例如醫學診斷、光聲成像、無損檢測等。目前，商用的超聲波探測器主要采用壓電換能器，但為了實現較高的靈敏度，往往需要較大的尺寸，其傳感器的典型尺寸一般為毫米到厘米。
物理研究所
2022-10-26
一種研磨制備具有交換耦合作用的復合鐵氧體粉末的方法
（專利號：ZL 201510381605.4） 簡介：本發明公開了一種研磨制備具有交換耦合作用的復合鐵氧體粉末的方法，屬于磁性鐵氧體制備技術領域。該方法采用的硬磁相是水熱法制備的SrFe12O19鐵氧體粉末，軟磁相是熔鹽法制備的Fe?B粉末，硬磁相和軟磁相按照質量比1:1的比例混合后，研磨10到30分鐘，即可形成具有交換耦合作用、呈單一相磁行為的復合鐵氧體粉末。該方法無需高溫燒結即可產生交換耦合作用，因而對制備復合鐵氧體具有重要的意義。
安徽工業大學
2021-04-11
曲面光學結構的多電荷耦合器件組自適應成像儀
本實用新型的曲面光學結構的多電荷耦合器件組自適應成像儀，屬于圖像信息獲取和處理領域。其結 構為：3個CCD構成仿復眼的曲面結構，再分別連接到3個可編程視頻信號處理芯片的模擬信號輸入端；可編 程視頻信號處理芯片的狀態信息輸出到復雜可編程邏輯電路(CLPC)中作為控制信號，而數據信號則經過上 述3個電可擦存儲芯片分別輸入到3個第一類DSP數字信號處理芯中，3個第一類DSP數字信號處理芯片的控制 信號輸入到1個第二類DSP數字信號處理芯片做為片選信號和使能信號。該成像儀具有隨光照條件改變自動 調節融合模式的成像功能，它不僅可以在正常光照條件下獲取高對比度的圖像，還可以在較弱光照條件下 獲取高亮度敏感性的圖像。
南京工程學院
2021-04-11
一種具有氣動減阻效果的耦合仿生非光滑柔性表面貼膜
本發明公開了一種具有氣動減阻效果的耦合仿生非光滑柔性表面貼膜。它包括柔性表面層、粘性液體、貼膜基體。柔性表面層與貼膜基體上均具有凹坑、凸包或溝槽的非光滑結構或者柔性表面層與貼膜基體均呈波浪狀，柔性表面層的邊壁與貼膜基體的邊緣粘結為一體，二者之間形成密閉腔體，粘性液體填充在柔性表面層與貼膜基體之間。該貼膜通過設置仿生非光滑柔性表面，將該貼膜粘貼在汽車、高速列車以及城市地鐵車身表面可以有效降低其氣動阻力。
浙江大學
2021-04-11
耦合分子振子同步化的能量代價及其最優設計原理的研究
北京大學物理學院/定量生物學中心歐陽頎課題組在Nature Physics發表題為“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章網址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子達到同步化所需的熱力學代價，表明分子振子的同步化需要額外能量耗散，并揭示了能量耗散與所能達到的最優同步化效果及耦合的最佳設計之間的關系。 振子之間的同步化現象在自然界是非常普遍的現象，許多非線性理論與實驗很好地回答了很大一部分非線性振子中的同步化問題。然而，對于分子振子而言，他們的振蕩節律由隨機的、大噪聲的生化反應所決定，與之前相對成熟的非線性理論所涉及的情況有所不同。這類分子振子的同步化規律，尤其是同步化所需的熱力學代價尚不明確。 歐陽頎課題組與美國IBM T. J. Waston 研究中心/北京大學定量生物學中心杰出訪問教授的涂豫海教授展開合作研究，首次在理論上闡明了實現分子振子同步化所需的熱力學代價。該研究提出一個簡單而普適的隨機理論模型，假設不同的分子振子之間被一些額外的分子間化學反應耦合起來從而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可產生同步化振蕩的分子振子。在這個理論模型中，研究者們找到了單分子穩定振蕩狀態的概率密度的解析解，由此計算了不同條件下的能量耗散，并通過平均場近似得到了該振蕩出現同步化現象的條件。通過比較不同條件下的能量耗散，研究者發現，若要實現分子振蕩的同步化，除去驅動單個分子振蕩的能量以外，還必須要有一部分不為零的額外的能量耗散。除此以外，當外界條件給定能量耗散的大小時，雖然可以通過調整模型中的參數達到各種不同的同步化效果，但是可以達到的最優的同步化效果由給定的能量耗散所限制。當能量耗散小于一個臨界值時（這個臨界值大于驅動單個分子振蕩的能量）同步化是不可能的，給定的能量耗散越大，所能達到的最優同步化效果越好。該結論具有一定的普適性。隨后研究者在藍藻的生物鐘系統中檢驗了該理論，驗證了生物體內的分子振蕩體系確實需要額外的能量來實現同步化。 北京大學物理學院博士生，歐陽頎課題組的張東良為該文章的第一作者，涂豫海教授為通訊作者，合作者包括歐陽頎教授和美國加州圣地亞哥分校的博士后曹遠勝博士。
北京大學
2021-04-11