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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(tǒng)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(guī)成像規(guī)則，鑒于昆蟲復眼具有大視場高靈敏的優(yōu)勢，以及人眼視覺具有變分辨率和冗余數(shù)據(jù)壓縮的優(yōu)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(fā)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(fā)出了諸如收發(fā)探測模塊，多通道仿生曲面相機系統(tǒng)、在線光電檢測系統(tǒng)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(fā)電廠凝汽器管束仿生優(yōu)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(yōu)化管束布置形式，可以實現(xiàn)換熱性能增強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形布置，由仿生雙連樹疏松樹枝管束區(qū)管束、仿生雙連樹密集管束區(qū)管束、漸縮空冷區(qū)管束等組成；仿生雙連樹疏松樹枝管束區(qū)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(shù)和運行真空度都較高的優(yōu)點，其換熱系數(shù)可按HEI計算值高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 圖2 某600MW機組凝汽器施工現(xiàn)場 在國家發(fā)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(jié)約標煤約2-4g/kWh，節(jié)能效果明顯。02. 應用前景 電廠凝汽器改造。03. 知識產(chǎn)權 相關成果已授權中國發(fā)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(jié)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(fā)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(fā)表論文80余篇，申請專利70余項。05. 合作方式 商務合作。06. 聯(lián)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(jīng)發(fā)展了一些體模制備方法。為了克服現(xiàn)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(jīng)過多年的反復試驗，在理論分析和數(shù)值仿真指導下進行實際制作千余次，發(fā)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(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：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(jīng)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(yī)用軟材料耗材，超聲設備校準、臨床操作訓練等。03. 知識產(chǎn)權 相關成果已申請發(fā)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(fā)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(lián)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(yǎng)模型及其制備方法
關節(jié)軟骨損傷及其退行性病變-骨關節(jié)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(yī)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(zhàn)，也是人類文明進步的趨勢。因應這一挑戰(zhàn)，體外模型，包括多種類器官，被開發(fā)出來并用于體外生物醫(yī)學研究，有效減少了實驗動物使用數(shù)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(jié)運動康復器
針對腦卒中與關節(jié)損傷高發(fā)趨勢，本產(chǎn)品基于康復醫(yī)學理論研發(fā)多關節(jié)智能康復產(chǎn)品，覆蓋肘、膝、踝、腕等上下肢關鍵關節(jié)，通過對關節(jié)的反復訓練，增強關節(jié)本體感覺，打開活動度，推動神經(jīng)系統(tǒng)重組代償，助力關節(jié)功能恢復。
本產(chǎn)品實現(xiàn)多項突破，運用高精度傳感器，精準捕捉關節(jié)運動微小變化，實現(xiàn)人機互動與實時康復數(shù)據(jù)反饋；結合自適應算法實現(xiàn)動態(tài)重力補償，精準調控角度/速度/力矩三維參數(shù)，通過循跡坐標點樣線擬合生理運動軌跡；創(chuàng)新集成多訓練模式切換系統(tǒng)，滿足全康復周期需求；產(chǎn)品兼具硬/軟件雙重安全防護，提高產(chǎn)品安全性。
腕關節(jié)康復器
前臂康復器
肘關節(jié)康復器
膝關節(jié)康復器
踝關節(jié)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(tǒng)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(fā)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(fā)平臺。機器人具備卓越的運動能力，采用國內領先的步態(tài)規(guī)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(huán)境感知系統(tǒng)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(jié)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?zhèn)鹊膱A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(guī)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(tǒng)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(huán)境下對目標和環(huán)境的可靠快速感知需求，突破高性能主動適應的混合穩(wěn)像、動態(tài)目標快速搜索追蹤、智能探索感知的快速地圖創(chuàng)建和定位與場景理解關鍵技術，研制具有高穩(wěn)定性、寬視野功能的仿生眼樣機一套，可實現(xiàn)快速追蹤動態(tài)目標，實現(xiàn)環(huán)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(wěn)定性、寬視野功能的仿生眼研制
研究仿生眼的結構高動態(tài)輕量化優(yōu)化設計及優(yōu)化的電機驅動方式，提出眼球各自獨立運動、眼頸協(xié)調的關節(jié)配置方案，研究多軸關節(jié)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(xiàn)對環(huán)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(wěn)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(wěn)像算法；結合姿態(tài)反饋信息通過眼頸關節(jié)協(xié)調進行適應性姿態(tài)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(xiàn)主動適應混合穩(wěn)像算法。
3)動態(tài)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(jīng)回路控制機理的眼頸協(xié)調優(yōu)化視覺伺服跟蹤算法，使冗余眼頸關節(jié)實現(xiàn)優(yōu)化協(xié)調運動，實現(xiàn)時間最優(yōu)快速目標追蹤。
4）智能快速地圖創(chuàng)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(huán)境觀測的序列決策指令，實現(xiàn)更優(yōu)更快的環(huán)境地圖創(chuàng)建。實現(xiàn)室外環(huán)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(huán)境下對目標和環(huán)境的可靠快速感知需求，突破高性能主動適應的混合穩(wěn)像、動態(tài)目標快速搜索追蹤、智能探索感知的快速地圖創(chuàng)建和定位與場景理解關鍵技術，研制具有高穩(wěn)定性、寬視野功能的仿生眼樣機一套，可實現(xiàn)快速追蹤動態(tài)目標，實現(xiàn)環(huán)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(wěn)定性、寬視野功能的仿生眼研制
研究仿生眼的結構高動態(tài)輕量化優(yōu)化設計及優(yōu)化的電機驅動方式，提出眼球各自獨立運動、眼頸協(xié)調的關節(jié)配置方案，研究多軸關節(jié)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(xiàn)對環(huán)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(wěn)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(wěn)像算法；結合姿態(tài)反饋信息通過眼頸關節(jié)協(xié)調進行適應性姿態(tài)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(xiàn)主動適應混合穩(wěn)像算法。
3)動態(tài)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(jīng)回路控制機理的眼頸協(xié)調優(yōu)化視覺伺服跟蹤算法，使冗余眼頸關節(jié)實現(xiàn)優(yōu)化協(xié)調運動，實現(xiàn)時間最優(yōu)快速目標追蹤。
4）智能快速地圖創(chuàng)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(huán)境觀測的序列決策指令，實現(xiàn)更優(yōu)更快的環(huán)境地圖創(chuàng)建。實現(xiàn)室外環(huán)境三維建模與場景理解。
北京理工大學
2023-05-09