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關(guān)節(jié)軟骨損傷及其退行性病變-骨關(guān)節(jié)炎給社會(huì)帶來(lái)越來(lái)越大的勞動(dòng)力損失以及患者生活質(zhì)量的下降。骨軟骨生物醫(yī)學(xué)研究日益深入，但另一方面，減少動(dòng)物的使用又是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，也是人類文明進(jìn)步的趨勢(shì)。因應(yīng)這一挑戰(zhàn)，體外模型，包括多種類器官，被開(kāi)發(fā)出來(lái)并用于體外生物醫(yī)學(xué)研究，有效減少了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用數(shù)量，并提升了研究的準(zhǔn)確性。本項(xiàng)目通過(guò)制備仿生模型，為骨軟骨的缺損和再生研究提供了體外、準(zhǔn)確的研究手段。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:一、仿生納米藥物系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建與應(yīng)用實(shí)例1二、仿生納米藥物系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建與應(yīng)用實(shí)例2本發(fā)明公開(kāi)了一種納米藥物控釋體系的制備方法，包括以下步驟：(1)制備納米級(jí)紅細(xì)胞膜囊泡；(2)制備具有光敏性的載藥氧化石墨烯；(3)制備靶向分子；(4)制備納米藥物控釋體系。本發(fā)明通過(guò)紅細(xì)胞囊泡的包埋可避免納米載體被體內(nèi)某些蛋白包被形成所謂的“蛋白冠”，保證靶向分子的活性；其次紅細(xì)胞囊膜泡為人體內(nèi)存在的生物相容性好，無(wú)毒副作用，不會(huì)引起排異反應(yīng)；再次紅細(xì)胞的包埋囊泡可有效降低氧化石墨烯的表面自由能，增加納米藥物控釋體系的分散性；而且在氧化石墨烯上吸附了光敏劑吲哚菁綠，可結(jié)合光熱治療，進(jìn)一步增強(qiáng)了納米藥物控釋體系的抗腫瘤效果。知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)編號(hào):ZL201711377861.1技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:國(guó)家級(jí)計(jì)劃/專項(xiàng)類別:國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，湖南省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目獲得經(jīng)費(fèi):65.00萬(wàn)元

圍繞無(wú)人駕駛、智能制造領(lǐng)域，本項(xiàng)目針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器視覺(jué)難以同時(shí)兼顧大視場(chǎng)、高分辨、實(shí)時(shí)性的技術(shù)瓶頸，從源頭打破常規(guī)成像規(guī)則，鑒于昆蟲(chóng)復(fù)眼具有大視場(chǎng)高靈敏的優(yōu)勢(shì)，以及人眼視覺(jué)具有變分辨率和冗余數(shù)據(jù)壓縮的優(yōu)勢(shì)，將兩者相結(jié)合，提出一種復(fù)合仿生三維成像感知方法，通過(guò)突破變分辨掃描發(fā)射、多通道并行接收、圖像重構(gòu)與成像感知算法等關(guān)鍵技術(shù)，形成了具有體系化的前沿技術(shù)成果，研發(fā)出了諸如收發(fā)探測(cè)模塊，多通道仿生曲面相機(jī)系統(tǒng)、在線光電檢測(cè)系統(tǒng)等實(shí)物成果。核心技術(shù)受到國(guó)家、省部級(jí)項(xiàng)目資助5項(xiàng)。

01. 成果簡(jiǎn)介 本項(xiàng)成果應(yīng)用于電廠，在電廠凝汽器改造過(guò)程中采用該仿生優(yōu)化管束布置形式，可以實(shí)現(xiàn)換熱性能增強(qiáng)20%以上。該仿生優(yōu)化管束布置的凝汽器，其換熱管在管板上的布置呈仿生雙連樹(shù)形布置，由仿生雙連樹(shù)疏松樹(shù)枝管束區(qū)管束、仿生雙連樹(shù)密集管束區(qū)管束、漸縮空冷區(qū)管束等組成；仿生雙連樹(shù)疏松樹(shù)枝管束區(qū)由上部?jī)A斜向上的仿生樹(shù)枝形管束、下部水平的仿生樹(shù)枝形管束和底部向下的仿生樹(shù)枝形管束等組成。本項(xiàng)成果具有管束汽流流場(chǎng)均勻無(wú)渦流、殼側(cè)汽阻小、熱負(fù)荷分布均勻、凝結(jié)水過(guò)冷度小、凝汽器的傳熱系數(shù)和運(yùn)行真空度都較高的優(yōu)點(diǎn)，其換熱系數(shù)可按HEI計(jì)算值高10%-20%，可大幅節(jié)能。 圖1 仿生優(yōu)化布置管束凝汽器數(shù)值模擬流場(chǎng)  圖2 某600MW機(jī)組凝汽器施工現(xiàn)場(chǎng) 在國(guó)家發(fā)改委示范工程項(xiàng)目的支撐下，分別在萊城電廠2臺(tái)機(jī)組、蒲城電廠1臺(tái)機(jī)組（330MW），華電鄒縣電廠2臺(tái)機(jī)組（600MW）等進(jìn)行了工程示范，改造后的凝汽器壓力降低0.8-1.5kPa，節(jié)約標(biāo)煤約2-4g/kWh，節(jié)能效果明顯。02. 應(yīng)用前景 電廠凝汽器改造。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 相關(guān)成果已授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利2項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)主要研究領(lǐng)域?yàn)閭鳠釓?qiáng)化與節(jié)能理論技術(shù)及工程應(yīng)用研究, 負(fù)責(zé)人為副研究員。承擔(dān)國(guó)家十二五重大專項(xiàng)子課題、973課題、重點(diǎn)基金、國(guó)家發(fā)改委示范工程項(xiàng)目課題、科技支撐計(jì)劃子課題、國(guó)際合作等項(xiàng)目，曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。科研成果發(fā)表論文80余篇，申請(qǐng)專利70余項(xiàng)。05. 合作方式 商務(wù)合作。06. 聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn

01. 成果簡(jiǎn)介 仿生體模從力學(xué)、聲學(xué)等物理性質(zhì)上模擬人體軟組織，能夠直觀反映出組織的影像學(xué)特征，因此可廣泛應(yīng)用于超聲設(shè)備校準(zhǔn)、臨床操作訓(xùn)練等。針對(duì)超聲成像和超聲彈性成像，目前已經(jīng)發(fā)展了一些體模制備方法。為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，如材料毒性，難以降解，以及仿生制備非均勻體模（如腫瘤體模和皮膚體模等）界面強(qiáng)度不夠等問(wèn)題，本研究經(jīng)過(guò)多年的反復(fù)試驗(yàn)，在理論分析和數(shù)值仿真指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)際制作千余次，發(fā)展出一種無(wú)毒、可降解多功能仿生體模制備技術(shù)，所制備的體模性能參數(shù)包括但不限于： 體模尺寸：體模最小特征尺寸可從數(shù)毫米到數(shù)十厘米之間變化，覆蓋各種人體組織的特征尺寸； 體模熔點(diǎn)：體模熔點(diǎn)可在20攝氏度到90攝氏度之間調(diào)控，覆蓋腫瘤熱消融時(shí)的升溫目標(biāo)(典型值約為43—65攝氏度)。 體模楊氏模量：體模的楊氏模量可在3KPa到500kPa之間調(diào)控，覆蓋人體主要組織(如皮膚、血管、肝臟等)的楊氏模量變化范圍。 仿生微結(jié)構(gòu)：體模內(nèi)部可包含直徑3mm～20mm的球體或截面直徑3mm～20mm的圓柱體。能夠仿生模擬含腫瘤、神經(jīng)纖維等結(jié)構(gòu)的軟組織。 可3D或4D打印：實(shí)驗(yàn)表明，本體模材料可作為3D或4D打印的打印墨水，從而打印出具有復(fù)雜微結(jié)構(gòu)并可對(duì)外界激勵(lì)作出響應(yīng)的仿生體模。      腫瘤仿生體模   皮膚體模 02. 應(yīng)用前景 臨床醫(yī)用軟材料耗材，超聲設(shè)備校準(zhǔn)、臨床操作訓(xùn)練等。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 相關(guān)成果已申請(qǐng)發(fā)明專利保護(hù)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)主要研究領(lǐng)域?yàn)槌晱椥猿上瘛④洸牧虾蜕锊牧狭W(xué)、接觸力學(xué)、計(jì)算力學(xué)等，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為教授、博士生導(dǎo)師。參與和承擔(dān)973、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目等科研項(xiàng)目多項(xiàng)。科研成果發(fā)表SCI論文120余篇，申請(qǐng)專利20余項(xiàng)。05. 合作方式 商務(wù)合作。06. 聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn y-zheng17@mails.tsinghua.edu.cn

關(guān)節(jié)軟骨損傷及其退行性病變-骨關(guān)節(jié)炎給社會(huì)帶來(lái)越來(lái)越大的勞動(dòng)力損失以及患者生活質(zhì)量的下降。骨軟骨生物醫(yī)學(xué)研究日益深入，但另一方面，減少動(dòng)物的使用又是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，也是人類文明進(jìn)步的趨勢(shì)。因應(yīng)這一挑戰(zhàn)，體外模型，包括多種類器官，被開(kāi)發(fā)出來(lái)并用于體外生物醫(yī)學(xué)研究，有效減少了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用數(shù)量，并提升了研究的準(zhǔn)確性。本項(xiàng)目通過(guò)制備仿生模型，為骨軟骨的缺損和再生研究提供了體外、準(zhǔn)確的研究手段。

相比于傳統(tǒng)的飛行機(jī)器人，跨介質(zhì)仿生吸附機(jī)器人可長(zhǎng)時(shí)間工作，并同時(shí)覆蓋水下和空中的運(yùn)動(dòng)范圍，這在探索基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，研制具有潛在用途的高性能跨域航行器方面具有重要意義。

針對(duì)腦卒中與關(guān)節(jié)損傷高發(fā)趨勢(shì)，本產(chǎn)品基于康復(fù)醫(yī)學(xué)理論研發(fā)多關(guān)節(jié)智能康復(fù)產(chǎn)品，覆蓋肘、膝、踝、腕等上下肢關(guān)鍵關(guān)節(jié)，通過(guò)對(duì)關(guān)節(jié)的反復(fù)訓(xùn)練，增強(qiáng)關(guān)節(jié)本體感覺(jué)，打開(kāi)活動(dòng)度，推動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)重組代償，助力關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。 本產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)突破，運(yùn)用高精度傳感器，精準(zhǔn)捕捉關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)微小變化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)與實(shí)時(shí)康復(fù)數(shù)據(jù)反饋；結(jié)合自適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重力補(bǔ)償，精準(zhǔn)調(diào)控角度/速度/力矩三維參數(shù)，通過(guò)循跡坐標(biāo)點(diǎn)樣線擬合生理運(yùn)動(dòng)軌跡；創(chuàng)新集成多訓(xùn)練模式切換系統(tǒng)，滿足全康復(fù)周期需求；產(chǎn)品兼具硬/軟件雙重安全防護(hù)，提高產(chǎn)品安全性。 腕關(guān)節(jié)康復(fù)器 前臂康復(fù)器 肘關(guān)節(jié)康復(fù)器 膝關(guān)節(jié)康復(fù)器 踝關(guān)節(jié)康復(fù)器

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于番茄摘芽的機(jī)器人末端執(zhí)行器，包括番茄側(cè)枝位置探測(cè)裝置、探測(cè)裝置伸縮機(jī)構(gòu)、固定架、攝像頭和番茄側(cè)芽摘除裝置。該末端執(zhí)行器采用攝像頭獲取番茄主桿位置，通過(guò)番茄側(cè)枝位置探測(cè)裝置圍繞番茄主桿上移，精確探測(cè)番茄側(cè)枝位置，再進(jìn)一步獲取側(cè)枝及側(cè)芽信息后，探測(cè)裝置伸縮機(jī)構(gòu)動(dòng)作使得番茄側(cè)枝位置探測(cè)裝置退出，控制番茄側(cè)芽摘除裝置到達(dá)對(duì)應(yīng)側(cè)枝位置進(jìn)行側(cè)芽摘除作業(yè)，完成之后番茄側(cè)芽摘除裝置退回，番茄側(cè)枝位置探測(cè)裝置根據(jù)此前攝像頭獲取的主桿和側(cè)枝位置信息進(jìn)行下一步作業(yè)。本發(fā)明的用于番茄摘芽機(jī)器人的末端裝置可以實(shí)現(xiàn)番茄側(cè)芽摘除作業(yè)的自動(dòng)化，作業(yè)速度快、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高。