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近日，天津大學(xué)姜忠義教授、Michael Guiver教授、尹燕教授合作報(bào)道了單相法合成共價(jià)有機(jī)框架（COF）納米片的研究工作。單相法擺脫了目前常用的“兩相法”或“多相法”對(duì)表面/界面的依賴，利用電荷排斥效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了COF納米片的超高體積收率。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于制造片材與柔性薄膜復(fù)合疊層的熱壓設(shè)備，該設(shè)備包括：由上下兩個(gè)熱壓頭共同組成的熱壓裝置,位于熱壓裝置的外側(cè)用于將片材提供給真空拾放裝置的上料裝置，用于從上料裝置的片材料盒中取料并將片材輸送至下熱壓頭上的相應(yīng)疊合位置的真空拾放裝置，位于柔性薄膜的輸送路徑上用于將輸送中的柔性薄膜撐起一定高度的撐膜裝置，以及分別用于對(duì)柔性薄膜的輸送位置和片材上料位置等信息進(jìn)行檢測(cè)和反饋的薄膜檢測(cè)裝置和上料檢測(cè)裝置。通過(guò)本發(fā)明，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱壓、上料、拾取和轉(zhuǎn)移等多種功能，結(jié)構(gòu)緊湊，便于控制和操作，并利用視覺(jué)定位技術(shù)和獨(dú)立的熱壓裝置支撐框架來(lái)進(jìn)一步保證薄膜疊層的精度。

現(xiàn)階段所設(shè)計(jì)的存算一體器件單元結(jié)構(gòu)如圖 1 所示： 器件的基本結(jié)構(gòu)由波導(dǎo)和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護(hù)層、相變材料（硫系化合物）層）所構(gòu)成。擬通過(guò)在當(dāng)前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺(tái)上集成四氮化三硅光波導(dǎo)的方式實(shí)現(xiàn)器件的光學(xué)讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長(zhǎng)一層絕緣層二氧化硅和波導(dǎo)層，然后在基片上通過(guò)光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導(dǎo)。功能層主要用于實(shí)現(xiàn)器件的電學(xué)寫(xiě)入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過(guò)較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發(fā)生相變。因此需要加熱器層具備較好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，同時(shí)在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當(dāng)前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質(zhì)因數(shù)，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學(xué)常數(shù)反差，可在更惡劣的高溫環(huán)境下進(jìn)行操作，適用于硅基光子器件應(yīng)用。 采用的主要技術(shù)手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過(guò)電學(xué)編程、光學(xué)讀取的方法實(shí)現(xiàn)器件的存儲(chǔ)、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能：  存儲(chǔ)功能的實(shí)現(xiàn)：擬利用相變材料晶態(tài)低透過(guò)率和非晶態(tài)高透過(guò)率分別代表二進(jìn)制中的‘1’和‘0’，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產(chǎn)生電流流經(jīng)加熱層時(shí)，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發(fā)生相變，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能。在完成上述編程操作后，從器件波導(dǎo)輸入端輸入讀取連續(xù)光。由于相變材料功能層對(duì)光強(qiáng)的吸收能力在編程和非編程區(qū)域間存在著顯著的差異，因此當(dāng)輸入光經(jīng)過(guò)波導(dǎo)后，其能量會(huì)因?yàn)橄嘧儾牧暇幊虆^(qū)域的吸收而發(fā)生改變，進(jìn)而顯著改變輸出光強(qiáng)能量。所以通過(guò)測(cè)量輸入輸出光強(qiáng)的能量之比（即透過(guò)率），可實(shí)現(xiàn)對(duì)先前編程區(qū)域的讀取。  算術(shù)和邏輯功能的實(shí)現(xiàn)：通過(guò)調(diào)整編程電脈沖的幅度和寬度可以動(dòng)態(tài)調(diào)控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過(guò)率值可用于代表不同的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)多級(jí)存儲(chǔ)功能。所以擬采用輸入脈沖數(shù)量對(duì)應(yīng)加數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)標(biāo)量加法計(jì)算。同時(shí)由于所設(shè)計(jì)器件的讀取連續(xù)光輸出功率可視為讀取連續(xù)光輸入功率和器件透過(guò)率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過(guò)率作為被乘數(shù)和乘數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)基本乘法運(yùn)算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態(tài)設(shè)置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產(chǎn)生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時(shí)設(shè)定一個(gè)判定閾值并與編程后器件透過(guò)率的變化率進(jìn)行對(duì)比，把高于和低于閾值的透過(guò)率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過(guò)合理選擇編程脈沖有望實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調(diào)特性驗(yàn)證其實(shí)現(xiàn)神經(jīng)突觸的可行性。并依托所設(shè)計(jì)人工突觸構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，實(shí)現(xiàn)圖像、語(yǔ)音和文本識(shí)別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學(xué)習(xí)的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，也是人工類腦器件需要實(shí)現(xiàn)的首要功能。為實(shí)現(xiàn)突觸可塑性，擬把相變材料和波導(dǎo)之間的耦合區(qū)域視為仿生神經(jīng)突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過(guò)調(diào)節(jié)從左右兩端電極輸入耦合區(qū)域的電脈沖時(shí)間差對(duì)耦合區(qū)域的光透過(guò)率進(jìn)行連續(xù)調(diào)控，進(jìn)而依托于上述存算理論模型和實(shí)物器件仿真和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)仿生神經(jīng)突觸的脈沖時(shí)序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長(zhǎng)的光脈沖序列輸入所設(shè)計(jì)的突觸單元, 經(jīng)過(guò)相變材料的作用，脈沖強(qiáng)度發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)于乘法器。進(jìn)而借助于微環(huán)結(jié)構(gòu)，將不同波長(zhǎng)的脈沖導(dǎo)入進(jìn)同一波導(dǎo)中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強(qiáng)較小時(shí)，讀取光與微環(huán)發(fā)生共振，在輸出端口沒(méi)有光強(qiáng)輸出。當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定的閾值后，讀取信號(hào)不再和微環(huán)發(fā)生共振，而是傳播到輸出端口。這一過(guò)程類似神經(jīng)元脈沖信號(hào)的激發(fā)，實(shí)現(xiàn)了非線性激活函數(shù)的功能。利用上述的單個(gè)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證其監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)和非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)。對(duì)于監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，權(quán)重的數(shù)值通過(guò)外部管理器設(shè)置；對(duì)于非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，不再需要外部管理器來(lái)設(shè)置權(quán)重值，而是通過(guò)輸出光脈沖進(jìn)行反饋控制，調(diào)整權(quán)重值。在單個(gè)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更復(fù)雜的光學(xué)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，證明該結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性。擬設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一層結(jié)構(gòu)包括三個(gè)功能單元，即收集器、分發(fā)器和神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)。收集器將上一層不同波長(zhǎng)的光脈沖信號(hào)收集到同一根波導(dǎo)中，分發(fā)器將光脈沖分發(fā)給多個(gè)神經(jīng)元，神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)則產(chǎn)生光脈沖信號(hào)，輸入給下一層結(jié)構(gòu)。基于上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)圖片、語(yǔ)音和文本的識(shí)別。 創(chuàng)新性分析：①首次研究了一款基于“電學(xué)編程、光學(xué)讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統(tǒng)電學(xué)存算一體化器件相比,擬研發(fā)的器件可以進(jìn)行長(zhǎng)距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號(hào)間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優(yōu)點(diǎn)。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現(xiàn)出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學(xué)脈沖刺激、光學(xué)權(quán)重調(diào)節(jié)”的人工神經(jīng)突觸。該突觸器件有望成為未來(lái)通用型人工神經(jīng)突觸，填補(bǔ)了光電混合型人工突觸的技術(shù)空白。 先進(jìn)性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統(tǒng)集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術(shù)的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優(yōu)越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統(tǒng)材料具有的快速相變轉(zhuǎn)化速度、低功耗和穩(wěn)定性強(qiáng)等特性，且本身在通信波段非晶態(tài)透明的同時(shí)還保持了相變前后足夠大的光學(xué)性能差異的特點(diǎn)。③所設(shè)計(jì)的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優(yōu)點(diǎn)，具有高集成度、低功耗、超快響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 獨(dú)占性分析：根據(jù)已取得成果正在撰寫(xiě)專利，以獲得該關(guān)鍵技術(shù)的獨(dú)有權(quán)。 

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于片上系統(tǒng)的無(wú)線溫濕度監(jiān)控節(jié)點(diǎn)及其監(jiān)控方法，所述無(wú)線溫濕度監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括均單片機(jī)CC430、數(shù)字溫濕度傳感器SHT11、聚合物鋰電池、天線、32.768kHz的低頻晶振、26MHz的高頻晶振和JTAG調(diào)試口。本發(fā)明利用無(wú)線溫濕度監(jiān)控節(jié)以及其監(jiān)控方法，不僅在環(huán)境的安裝部署上極為簡(jiǎn)便，在維護(hù)或者改裝變遷上也非常方便；另外本發(fā)明是休眠和工作之間來(lái)回切換，極大程度的降低了功耗，而且也有效的避開(kāi)了多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的相互干擾。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于制造片材與柔性薄膜復(fù)合疊層的系統(tǒng)及其方法，所述系統(tǒng)沿著薄膜輸送方向依次包括開(kāi)卷裝置、第一檢測(cè)裝置、上料裝置、壓合裝置、第二檢測(cè)裝置、裁切裝置、第三檢測(cè)裝置、下料裝置以及收卷裝置。其中開(kāi)卷和收卷裝置分別用于將薄膜展開(kāi)和纏繞收卷，上料和壓合裝置分別用于真空吸附片材和將片材在薄膜上疊合，裁切裝置用于對(duì)復(fù)合疊層執(zhí)行斷點(diǎn)切斷，第一、第二和第三檢測(cè)裝置用于檢測(cè)柔性薄膜的輸送、疊合對(duì)位和裁切效果予以檢測(cè)和反饋，下料裝置用于對(duì)復(fù)合疊層執(zhí)行下料及分類處理。通過(guò)本發(fā)明，能夠保證薄膜的穩(wěn)定輸送及其與片材之間的精確定位，防止片材出現(xiàn)彎曲和脆裂現(xiàn)象，而且便于對(duì)復(fù)合疊層進(jìn)行裁切和分類處理。

針對(duì)國(guó)內(nèi)拉削裝備在加工效率、加工精度和表面質(zhì)量等關(guān)鍵性能指標(biāo)與國(guó)際水平存在較大差距，以及智能制造技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的未來(lái)巨大市場(chǎng)需求空間，在國(guó)家中小企業(yè)創(chuàng)新基金、國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品、國(guó)家科技部科技人員、浙江省重大科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持下，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作方式，對(duì)拉削方式與機(jī)床結(jié)構(gòu)、擠光拉削集成工藝與設(shè)備、工作臺(tái)及刀座安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝適應(yīng)性、數(shù)控拉削裝備CPS 多領(lǐng)域統(tǒng)一建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)、拉床專用數(shù)控系統(tǒng)軟硬件等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。研發(fā)了伺服驅(qū)動(dòng)工件移動(dòng)拉削工藝和"一擠光兩拉削"的三工位加工工藝，研制了共底座雙立柱多工位機(jī)床、雙工位工件移動(dòng)式立式外拉床和自動(dòng)擠光拉削專用機(jī)床，提高了拉削效率和精度；設(shè)計(jì)了可承載側(cè)向重切削力的轉(zhuǎn)位工作臺(tái)、雙工位液控翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及子母刀座液壓鎖緊裝置，減少了上下料和換刀的輔助時(shí)間；研制了多工位協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)和工件在線檢測(cè)裝置，提高了拉削過(guò)程的穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度；開(kāi)發(fā)了CPS 多領(lǐng)域統(tǒng)一建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，支持?jǐn)?shù)控拉削裝備的綜合分析和優(yōu)化。

項(xiàng)目取得如下創(chuàng)新成果：1、提供鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)整體失效機(jī)理及精細(xì)化分析方法，為鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的抗震、穩(wěn)定設(shè)計(jì)提供精細(xì)化分析方法。國(guó)外同類產(chǎn)品水平，在工程中替代了進(jìn)口材料。2、提供復(fù)雜節(jié)點(diǎn)失效機(jī)理及補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，為復(fù)雜節(jié)點(diǎn)形式的應(yīng)用提供理論依據(jù)和分析方法。3、鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)抗倒塌性能及提升技術(shù)，為鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。項(xiàng)目技術(shù)成功應(yīng)用于北京奧運(yùn)會(huì)老山自行車館、北戴河火車站站臺(tái)雨棚等多項(xiàng)大型鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，提高了工程結(jié)構(gòu)的安全性。該項(xiàng)目授權(quán)發(fā)明專利３項(xiàng)、實(shí)用新型專利５項(xiàng)。發(fā)表論文60余篇，其中SCI檢索10篇、

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 本成果是涉及吊機(jī)吊裝工具，使得吊機(jī)在吊運(yùn)大而重的機(jī)構(gòu)或模塊時(shí)，既保持了整 個(gè)吊運(yùn)過(guò)程的穩(wěn)定性也使得各個(gè)吊點(diǎn)的受力比較均勻，保證施工安全。 有益效果是：穩(wěn)定性桁架起吊工具由外部主框架和菱形內(nèi)框架組成，其中菱形內(nèi)框 架由四根圓管組成并且內(nèi)切于外部主框架，由每根圓管中心位置引出的兩根相互垂直的 支撐管分別與所對(duì)應(yīng)的外部框架相垂直，在外部主框架四角處采用工字鋼進(jìn)行角加強(qiáng)， 外部主框架每個(gè)角的上下部分別安裝相應(yīng)吊耳。組成菱形的四根圓管分別通過(guò)彈性板與 主框架相連接，其中彈性板是插進(jìn)主框

采用自動(dòng)邏輯推理的自主故障診斷方法，結(jié)合專家人機(jī)交互方式進(jìn)行觀察、推理的人工診斷方式，形成更準(zhǔn)確全面的故障原因分析和故障定位。根據(jù)狀態(tài)評(píng)價(jià)和故障定位結(jié)果，自動(dòng)給出設(shè)備維修建議的方法。利用長(zhǎng)期積累的設(shè)備試驗(yàn)、運(yùn)行、故障前后的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)劣化模型、故障診斷模型的更新和修正方法。基于 Internet的遠(yuǎn)程協(xié)作診斷機(jī)制，遇到疑難問(wèn)題時(shí)邀請(qǐng)多領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行在線會(huì)商。

本項(xiàng)目采用五電弧協(xié)同增材制造，提高成形構(gòu)件的堆積效率；利用激光約束電弧，提高成形金屬構(gòu)件的表面精度，減小加工余量；構(gòu)筑出融合五電弧協(xié)同增材制造、激光穩(wěn)定電弧、高速攝像監(jiān)測(cè)、構(gòu)件成形尺寸三維測(cè)量、工藝數(shù)字化監(jiān)控等功能的多電弧協(xié)同增材制造裝備。 1、 形成復(fù)雜空間曲面構(gòu)件分區(qū)原則、切片方法與路徑規(guī)劃策略，建立五電弧協(xié)同增材制造高性能大型金屬構(gòu)件工藝方法、模型與窗口； 2、 研制出多電弧協(xié)同增材制造工藝規(guī)劃與系統(tǒng)總控軟件； 3、 開(kāi)發(fā)了專用于高性能大型金屬構(gòu)件多電弧協(xié)同增材制造的專用金屬絲材。 實(shí)現(xiàn)大型艦船艉軸架、運(yùn)載火箭過(guò)渡端框架與高層建筑多向鋼節(jié)點(diǎn)的高質(zhì)量、高效率、低成本增材制造，并進(jìn)行組織與性能預(yù)測(cè)。 圖1 多電弧協(xié)同增材制造設(shè)備圖 圖2 多電弧協(xié)同增材制造典型產(chǎn)品 【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】 項(xiàng)目成果有效解決了高性能大型金屬構(gòu)件采用電弧增材整體制造時(shí)，面臨的堆積效率較低，制造大型金屬構(gòu)件周期長(zhǎng)；成形金屬構(gòu)件表面精度低，加工量較大；成形金屬構(gòu)件的晶粒粗大，各相異性明顯的難題，將目前大型金屬構(gòu)件電弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技術(shù)指標(biāo)】 五束電弧協(xié)同增材制造裝備： 1）裝備包括 CMT電源5臺(tái)、六軸機(jī)器人系統(tǒng)3臺(tái)、激光系統(tǒng)、工藝數(shù)字化系統(tǒng)、三維測(cè)量系統(tǒng)、高速攝像系統(tǒng)與缺陷除去系統(tǒng)； 2）三維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍在300mm以內(nèi)，可測(cè)量金屬構(gòu)件壁厚最大尺寸不低于250mm，測(cè)量誤差在±1.0mm以內(nèi)； 3）可成形高度大于2m、長(zhǎng)度大于5m、寬度大于3.5m的金屬構(gòu)件，變形控制在0.2mm/100mm以內(nèi)； 4）堆積效率≥1800cm3/h，連續(xù)工作時(shí)間不低于360小時(shí)； 五束電弧協(xié)同增材制造工藝總體軟件： 1）具有模型解析重構(gòu)、子模型選擇、分區(qū)切片與9軸工藝路徑規(guī)劃、曲面切片、G代碼及機(jī)器人離線編程代碼生成、多電弧協(xié)同增材制造系統(tǒng)控制功能與工藝數(shù)據(jù)庫(kù)； 2）可實(shí)現(xiàn)金屬構(gòu)件組織、性能預(yù)測(cè)及成形質(zhì)量主動(dòng)控制，并顯示構(gòu)件材料 CCT圖； 3）模型解析、拓?fù)渲貥?gòu)時(shí)間低于10分鐘，切片輪廓精度優(yōu)于±0.1mm，單層切片時(shí)間＜2s。 4）支持2000萬(wàn)以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空間曲面模型的路徑規(guī)劃，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6軸機(jī)器人+3軸龍門式床身協(xié)同控制的9軸工藝路徑規(guī)劃，成形效率達(dá) 1800cm3/h，全程誤差≤0.5%，路徑輸出方式為G代碼、機(jī)器人離線編程代碼； 7）工藝數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋控制系統(tǒng)參數(shù)及工藝及材料參數(shù)，并建立典型工藝參數(shù)，加工誤差范圍≤0.5%；