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01. 成果簡介 世界上有數(shù)以百萬的語言障礙患者，其中有的是由于先天缺陷導(dǎo)致其存在語言功能障礙，也有的是后天的一些疾病致使其喪失語言功能，語言功能障礙給他們的生活帶來了極大的困難和不便。電子人工喉是一種簡易的語言康復(fù)方法，其通常需要安裝在口內(nèi)喉部，由肺部發(fā)出的氣流經(jīng)過舌、唇的調(diào)制，引起人工喉膜片振動(dòng)，使其發(fā)出語音信號(hào)。然而，現(xiàn)有電子喉助音器無法清晰還原患者聲音，發(fā)音模糊，訓(xùn)練周期長，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成極大不便，所以亟需便于失語者攜帶、操作簡單、性能優(yōu)異的新型人工喉的器件及系統(tǒng)研究。 本成果團(tuán)隊(duì)研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可貼附、聲音收發(fā)系統(tǒng)集成、動(dòng)作監(jiān)測系統(tǒng)、輕型可穿戴等方面有了重大突破。首先，第二代石墨烯人工喉采用了更貼合人體皮膚的紋身式薄膜作為襯底，無需膠帶粘貼，可直接貼敷在人體喉嚨，極大地提高了佩戴舒適感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收發(fā)聲系統(tǒng)方面有了雙重突破，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的器件級應(yīng)用至系統(tǒng)級應(yīng)用的跨越。通過專用電路對聲音信號(hào)的放大和轉(zhuǎn)換，第二代石墨烯智能人工喉首次將收聲系統(tǒng)和發(fā)聲系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)了聲音輸入到輸出的閉環(huán)，并可以通過示波器實(shí)時(shí)觀測喉部運(yùn)動(dòng)情況。接著，通過與單片機(jī)的結(jié)合，該器件可以將人體喉部的不同動(dòng)作“翻譯”成不同的聲音，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)作發(fā)聲系統(tǒng)。通過連接解碼器，該器件還可以播放任意音樂。最后，第二代石墨烯智能人工喉系統(tǒng)可通過臂包穿戴在胳膊上，首次實(shí)現(xiàn)了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未來將進(jìn)行體積更小及功能更多的集成，有望實(shí)現(xiàn)像“創(chuàng)可貼”一樣貼附在人體喉部并幫助失語者“開口說話”。圖1. 可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系統(tǒng)02. 應(yīng)用前景 第二代智能石墨烯人工喉集收聲和發(fā)聲于一體，可直接貼附于失語者喉部，并將喉部的不同動(dòng)作轉(zhuǎn)化為對應(yīng)聲音，有望幫助失語者正常與他人“交談”。在未來，該器件將與聲紋識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)結(jié)合，在語音識(shí)別、家庭醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣闊前景。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)2項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 本成果項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人為任天令教授，清華大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副院長，教育部長江學(xué)者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，清華大學(xué)環(huán)境與健康傳感技術(shù)研究中心副主任。擔(dān)任IEEE電子器件學(xué)會(huì)副主席（中國大陸首次）、國際微電子領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)會(huì)議IEDM執(zhí)委（中國大陸首次）、IEEE電子器件學(xué)會(huì)教育委員會(huì)主席（中國大陸首次）、中國微米納米技術(shù)學(xué)會(huì)理事等。近年來，承擔(dān)國家自然科學(xué)重點(diǎn)基金、國家重大科技專項(xiàng)、國家公益性行業(yè)科研專項(xiàng)、國家重大儀器專項(xiàng)、國家863計(jì)劃、國家973計(jì)劃等多項(xiàng)國家重要科技項(xiàng)目，做出一系列具有重要國際影響的創(chuàng)新學(xué)術(shù)成果。主要研究方向?yàn)橹悄芪⒓{電子器件、芯片與系統(tǒng)，包括：智能傳感器與智能集成系統(tǒng)，二維納電子器件與芯片，柔性、可穿戴器件與系統(tǒng)，智能信息器件與系統(tǒng)技術(shù)等。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊和會(huì)議發(fā)表重要SCI期刊論文400余篇，國際微電子領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)會(huì)議IEDM論文11篇；獲國內(nèi)外發(fā)明專利70余項(xiàng)，入選2018年愛思唯爾（Elsevier）“中國高被引學(xué)者”（微電子領(lǐng)域唯一入選者）。獲2018年電子學(xué)會(huì)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，“石墨烯智能人工喉”榮獲科技導(dǎo)報(bào)評選的2017“中國十大重大技術(shù)進(jìn)展”，“人工智能微納電子器件”榮獲2017“清華大學(xué)十大重大學(xué)術(shù)成果”，石墨烯“人工喉”在2018年全國科技活動(dòng)周被評為“最受公眾喜愛項(xiàng)目”，還入選2018年中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)十大“黑科技”創(chuàng)新產(chǎn)品（從1082項(xiàng)創(chuàng)新產(chǎn)品中脫穎而出）。團(tuán)隊(duì)成員有副教授、助理教授、助理研究員等7人。05. 合作方式 技術(shù)許可。06. 聯(lián)系方式 郵箱：qyc16@mails.tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

項(xiàng)目概況 本項(xiàng)目通過省首批成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目的驗(yàn)收，研發(fā)的新一代國產(chǎn)化軌道車輛自動(dòng)門已成功占據(jù)國內(nèi)城軌市場半壁江山。主要特點(diǎn) 構(gòu)建了先進(jìn)的現(xiàn)代化的研發(fā)平臺(tái)，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)手段和最新科技成果，采用創(chuàng)新思維，另劈蹊徑，在門運(yùn)動(dòng)形式上采用微動(dòng)塞拉技術(shù)；在門的驅(qū)動(dòng)和控制上用無刷電機(jī)取代有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用數(shù)字量控制取代模擬量控制，開發(fā)了新一代電子門控制器；在門的鎖閉方面跳出了有“源”有“鎖”的傳統(tǒng)鎖閉模式，發(fā)明了變導(dǎo)程傳動(dòng)的原理，首創(chuàng)軌道車輛自動(dòng)門“無鎖而閉”的核心技術(shù)。技術(shù)指標(biāo) 上述核心技術(shù)的突破，跨越式超越國外核心技術(shù)，完成新一代軌道車輛自動(dòng)門國產(chǎn)化研制及產(chǎn)業(yè)化的使命。

針對富鋰錳基正極材料電壓衰減問題，通過理論計(jì)算闡明了表面氧優(yōu)先析出機(jī)制及對應(yīng)的表面重構(gòu)動(dòng)力學(xué)，并提出了硫改性穩(wěn)定多陰離子的技術(shù)方案，研究成果發(fā)表于Nat. Comm.，申請國際專利1項(xiàng)。

項(xiàng)目簡介： 本項(xiàng)目研制的奧－ 貝 鋼耐磨材料， 成功地代替了高猛鋼

可以量產(chǎn)/n該項(xiàng)目公開了一種用于翹嘴鱖、斑鱖及其雜交子一代的分子鑒定方法，其步驟：1）提取待測鱖魚（翹嘴鱖、斑鱖及其雜交子一代）樣品的基因組DNA；2）以提取的待測樣品基因組DNA為模板，采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）擴(kuò)增出DNA目的片段，用于PCR的一對微衛(wèi)星引物序列為：引物正向序列：5’ATGTAACCGTAAGTGACCTC3’，引物反向序列：5’TGTTGTTCAGACGATGACGA3’；3）PCR產(chǎn)物用8%的非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分離后進(jìn)行銀染色，拍照記錄電泳結(jié)果；4）與標(biāo)準(zhǔn)酶切片段的圖

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第二代桌面型激光加工系統(tǒng) LPKF ProtoLaser H4 實(shí)驗(yàn)室加工升級解決方案 將厚板甚至多層板的機(jī)械鉆孔優(yōu)勢與高速、無應(yīng)力的激光圖形加工優(yōu)勢集成在一臺(tái)桌面型加工系統(tǒng)中。 常見電路板材料的圖形快速加工 無機(jī)械應(yīng)力，掃描電鏡引導(dǎo)激光精確加工幾何圖形 厚板通過機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)鉆孔和透銑 結(jié)構(gòu)安全、緊湊的桌面型系統(tǒng)：適用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，激光安全等級Ⅰ級 智能直觀的一體化操作軟件LPKF CircuitPro RP 快速制作，加工材料廣泛，實(shí)驗(yàn)室高可靠性加工方案！ 基于LPKF ProtoLaser 激光直寫系統(tǒng)與LPKF ProtoMat機(jī)械系統(tǒng)的多年實(shí)踐驗(yàn)證，LPKF推出了激光與機(jī)械結(jié)合的第二代解決方案LPKF ProtoLaser H4，該型號(hào)結(jié)構(gòu)緊湊、更加經(jīng)濟(jì)，效率也更高，在CircuitPro智能軟件的助力下，將CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入，激光加工與機(jī)械加工自動(dòng)無縫對接，直接完成電路板的全部加工步驟。 最新一代的桌面型入門激光加工系統(tǒng)，內(nèi)置電腦以及操作軟件，即插即用。 僅需連接電源插座，壓縮空氣以及吸塵器即可加工標(biāo)準(zhǔn)單面/雙面FR4基材，單面RF、PTFE或者陶瓷基板，也可實(shí)現(xiàn)柔性基材如PET膜上的鋁箔100 μm/50 μm的線寬/間距。系統(tǒng)配置了真空吸附臺(tái)，柔性基材和箔片材料可任意放置，確保將其輕松固定在工作臺(tái)表面。 操作簡單 視覺校準(zhǔn)、材料厚度測量、六個(gè)機(jī)械刀具位以及大量軟件定義的激光工具和預(yù)置大量材料參數(shù)庫供參考，LPKF ProtoMat H4幾乎無需用戶人工干預(yù)即可自動(dòng)運(yùn)行。 結(jié)構(gòu)緊湊加工效率高 ProtoLaser H4第二代桌面型激光系統(tǒng)，僅需一個(gè)電源插座和壓縮空氣即可運(yùn)行。系統(tǒng)配備了大理石操作臺(tái)面，激光安全等級為一級，無需其他防護(hù)措施。  

目前高效氯氰菊酯在國內(nèi)外常用的劑型是乳油，存在缺點(diǎn)是耗用大量有機(jī)溶劑、氣味大、易燃、污染嚴(yán)重等。我校科研人員經(jīng)過多年研究，開發(fā)成功的４.５%高效氯氰菊酯微乳劑是以廉價(jià)水代替昂貴的有機(jī)溶劑，使高效氯氰菊酯油性農(nóng)藥在水相中形成透明穩(wěn)定體系，每噸制劑可節(jié)省有機(jī)溶劑700kg，降低原材料生產(chǎn)成本，減少易燃性和刺激性，降低毒性，減輕環(huán)境污染，提高制劑的精細(xì)化水平和商品價(jià)值，當(dāng)前被稱為環(huán)保型“綠色農(nóng)藥”制劑。

本項(xiàng)目獲 2018 年中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)檸檬酸是一種重要的三羧酸類化合物，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，是當(dāng)前世界上產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的食用有機(jī)酸，是世界第二大發(fā)酵產(chǎn)品。雖然發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸起步較早，但目前其生產(chǎn)技術(shù)仍存在問題，如發(fā)酵種子培養(yǎng)周期長、活力低；發(fā)酵菌種影響檸檬酸合成的生理、代謝特性認(rèn)識(shí)有限；傳統(tǒng)同步糖化發(fā)酵工藝原料利用不充分；檸檬酸提取過程能耗高，廢水有機(jī)物濃度高、處理難度大等。因此，本項(xiàng)目在江南大學(xué)劉龍教授帶領(lǐng)下實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的技術(shù)升級和轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)綠色智能化生產(chǎn)。獲 2018 年度中國輕工聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) 主要?jiǎng)?chuàng)新內(nèi)容及技術(shù)突破： 1、建立了結(jié)合超聲波誘導(dǎo)孢子快速萌發(fā)與種子糖化酶水平表征的移種策略， 發(fā)酵強(qiáng)度由 2.55 g·L-1·h-1 提升至 2.85 g·L-1·h-1（提升幅度 11.8%）； 2、進(jìn)行了檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)菌株的系統(tǒng)生物學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后期的低 pH 環(huán)境可激活檸檬酸合成相關(guān)基因的表達(dá)，葡萄糖作為效應(yīng)物可激活其轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表 達(dá)； 3、強(qiáng)化同步糖化發(fā)酵方式，利用葡萄糖模糊預(yù)測模型結(jié)合糖化酶階段添加的策略補(bǔ)償發(fā)酵中后期 pH 急劇降低導(dǎo)致的葡萄糖供給速率不足，中試規(guī)模發(fā)酵強(qiáng)度進(jìn)一步提升至 3.15 g·L-1·h-1，殘總糖由 19.2 g·L-1 下降至 13.2 g·L-1（下降幅度 31.3%）； 4、應(yīng)用模擬移動(dòng)床實(shí)現(xiàn)了檸檬酸發(fā)酵液連續(xù)分離提純及廢水資源再利用，在實(shí)現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)的同時(shí)檸檬酸收率達(dá)到 98%，較傳統(tǒng)鈣鹽法提高 5%。