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仿生智能感知三維成像技術
圍繞無人駕駛、智能制造領域，本項目針對傳統機器視覺難以同時兼顧大視場、高分辨、實時性的技術瓶頸，從源頭打破常規成像規則，鑒于昆蟲復眼具有大視場高靈敏的優勢，以及人眼視覺具有變分辨率和冗余數據壓縮的優勢，將兩者相結合，提出一種復合仿生三維成像感知方法，通過突破變分辨掃描發射、多通道并行接收、圖像重構與成像感知算法等關鍵技術，形成了具有體系化的前沿技術成果，研發出了諸如收發探測模塊，多通道仿生曲面相機系統、在線光電檢測系統等實物成果。核心技術受到國家、省部級項目資助5項。
北京理工大學
2023-05-09
發電廠凝汽器管束仿生優化布置技術
01. 成果簡介 本項成果應用于電廠，在電廠凝汽器改造過程中采用該仿生優化管束布置形式，可以實現換熱性能增強20%以上。該仿生優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形布置，由仿生雙連樹疏松樹枝管束區管束、仿生雙連樹密集管束區管束、漸縮空冷區管束等組成；仿生雙連樹疏松樹枝管束區由上部傾斜向上的仿生樹枝形管束、下部水平的仿生樹枝形管束和底部向下的仿生樹枝形管束等組成。本項成果具有管束汽流流場均勻無渦流、殼側汽阻小、熱負荷分布均勻、凝結水過冷度小、凝汽器的傳熱系數和運行真空度都較高的優點，其換熱系數可按HEI計算值高10%-20%，可大幅節能。 圖1 仿生優化布置管束凝汽器數值模擬流場 圖2 某600MW機組凝汽器施工現場 在國家發改委示范工程項目的支撐下，分別在萊城電廠2臺機組、蒲城電廠1臺機組（330MW），華電鄒縣電廠2臺機組（600MW）等進行了工程示范，改造后的凝汽器壓力降低0.8-1.5kPa，節約標煤約2-4g/kWh，節能效果明顯。02. 應用前景 電廠凝汽器改造。03. 知識產權 相關成果已授權中國發明專利2項。04. 團隊介紹 團隊主要研究領域為傳熱強化與節能理論技術及工程應用研究, 負責人為副研究員。承擔國家十二五重大專項子課題、973課題、重點基金、國家發改委示范工程項目課題、科技支撐計劃子課題、國際合作等項目，曾獲國家科技進步二等獎、教育部科技進步一等獎。科研成果發表論文80余篇，申請專利70余項。05. 合作方式 商務合作。06. 聯系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn
清華大學
2021-04-13
一種仿生多功能超聲體模
01. 成果簡介 仿生體模從力學、聲學等物理性質上模擬人體軟組織，能夠直觀反映出組織的影像學特征，因此可廣泛應用于超聲設備校準、臨床操作訓練等。針對超聲成像和超聲彈性成像，目前已經發展了一些體模制備方法。為了克服現有技術存在的問題，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）界面強度不夠等問題，本研究經過多年的反復試驗，在理論分析和數值仿真指導下進行實際制作千余次，發展出一種無毒、可降解多功能仿生體模制備技術，所制備的體模性能參數包括但不限于： 體模尺寸：體模最小特征尺寸可從數毫米到數十厘米之間變化，覆蓋各種人體組織的特征尺寸； 體模熔點：體模熔點可在20攝氏度到90攝氏度之間調控，覆蓋腫瘤熱消融時的升溫目標(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。 仿生微結構：體模內部可包含直徑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、神經纖維等結構的軟組織。 可3D或4D打印：實驗表明，本體模材料可作為3D或4D打印的打印墨水，從而打印出具有復雜微結構并可對外界激勵作出響應的仿生體模。 腫瘤仿生體模 皮膚體模 02. 應用前景 臨床醫用軟材料耗材，超聲設備校準、臨床操作訓練等。03. 知識產權 相關成果已申請發明專利保護。04. 團隊介紹 團隊主要研究領域為超聲彈性成像、軟材料和生物材料力學、接觸力學、計算力學等，項目負責人為教授、博士生導師。參與和承擔973、國家自然科學基金重點項目和面上項目等科研項目多項。科研成果發表SCI論文120余篇，申請專利20余項。05. 合作方式 商務合作。06. 聯系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn y-zheng17@mails.tsinghua.edu.cn
清華大學
2021-04-13
軟骨細胞仿生培養模型及其制備方法
關節軟骨損傷及其退行性病變-骨關節炎給社會帶來越來越大的勞動力損失以及患者生活質量的下降。骨軟骨生物醫學研究日益深入，但另一方面，減少動物的使用又是一個巨大挑戰，也是人類文明進步的趨勢。因應這一挑戰，體外模型，包括多種類器官，被開發出來并用于體外生物醫學研究，有效減少了實驗動物使用數量，并提升了研究的準確性。本項目通過制備仿生模型，為骨軟骨的缺損和再生研究提供了體外、準確的研究手段。
北京大學
2021-01-12
系列化主被式上下肢關節運動康復器
針對腦卒中與關節損傷高發趨勢，本產品基于康復醫學理論研發多關節智能康復產品，覆蓋肘、膝、踝、腕等上下肢關鍵關節，通過對關節的反復訓練，增強關節本體感覺，打開活動度，推動神經系統重組代償，助力關節功能恢復。
本產品實現多項突破，運用高精度傳感器，精準捕捉關節運動微小變化，實現人機互動與實時康復數據反饋；結合自適應算法實現動態重力補償，精準調控角度/速度/力矩三維參數，通過循跡坐標點樣線擬合生理運動軌跡；創新集成多訓練模式切換系統，滿足全康復周期需求；產品兼具硬/軟件雙重安全防護，提高產品安全性。
腕關節康復器
前臂康復器
肘關節康復器
膝關節康復器
踝關節康復器
吉林大學
2025-05-19
小型電驅動四足仿生機器人
"e-Dog四足仿生機器人：全球首款可高速奔跑和跳躍的輕量級電驅動四足仿生機器人，面向高校和中小學的教學培訓型四足仿生機器人系統平臺，包括軟硬件開源的高性能四足仿生機器人及相應的開發工具軟件，為國內高校和中小學提供教學、培訓、比賽二次開發平臺。機器人具備卓越的運動能力，采用國內領先的步態規劃算法，能夠快速奔跑和跳躍，并具備較強的地形適應能力，能夠跨越高臺、樓梯、溝壑、斜坡等障礙地形。 roboDog如寶機器狗：國內首款具備豐富感知能力，并搭載智慧AI云腦的輕量級機器狗。roboDog面向家庭場景，在卓越的運動性能和地形適應能力基礎上，增加了豐富的傳感功能，構建了包括視覺、聽覺、觸覺等能力的綜合環境感知系統以及基于云服務平臺的智慧云腦。同時針對家庭應用場景，為用戶提供了豐富流暢的交互體驗。 "
山東大學
2021-04-10
一種軟土層降阻散熱仿生鉆桿
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
安徽建筑大學
2021-01-12
一種仿生變結構圓錐螺旋槽軸承
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。
浙江大學
2021-04-13
一種防抖、寬視野的仿生眼
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。
北京理工大學
2022-04-08
一種防抖、寬視野的仿生眼
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。
北京理工大學
2023-05-09