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南開大學(xué)在天津市科技發(fā)展計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目《建立和應(yīng)用腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因生物芯片篩選抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物的研究》的資助下，進(jìn)行了腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因生物芯片的研究，在設(shè)計(jì)探針后，完成制備了含有213個(gè)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的基因芯片。申請(qǐng)國家發(fā)明專利：乳腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)基因基因芯片的建立及其建立方法，專利（申請(qǐng)）號(hào)：20061013107.3（已公示）。 應(yīng)用上述基因芯片所進(jìn)行的大量的研究工作，表明該基因芯片有很好的應(yīng)用前景。由于該基因芯片的成本低于全基因組芯片，有利于大量推廣使用。與科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)院和藥廠等

本發(fā)明公開了一種用于光纖與芯片間光信號(hào)傳輸?shù)乃今詈掀?件，包括第一采集模塊，用于引導(dǎo)和收集一階線偏振模式中第一模斑， 第二采集模塊，用于引導(dǎo)和收集一階線偏振模式中第二模斑，耦合模 塊，設(shè)有第一傳輸通道、第二傳輸通道和主通道，第一傳輸通道接收 第一模斑，第二傳輸通道接收第二模斑，并通過模場的空間疊加實(shí)現(xiàn) 從耦合模塊的主傳輸通道輸出一階橫電模。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了將光纖中一 階線偏振模式轉(zhuǎn)化為芯片中的一階橫電模同時(shí)也保證了基模

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)，通過對(duì)關(guān)節(jié)的反復(fù)訓(xùn)練，增強(qiáng)關(guān)節(jié)本體感覺，打開活動(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

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一層絕緣層二氧化硅和波導(dǎo)層，然后在基片上通過光刻、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)低透過率和非晶態(tài)高透過率分別代表二進(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。所以通過測(cè)量輸入輸出光強(qiáng)的能量之比（即透過率），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率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數(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率的變化率進(jìn)行對(duì)比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過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)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設(shè)計(jì)的突觸單元, 經(jīng)過相變材料的作用，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設(shè)置權(quán)重值，而是通過輸出光脈沖進(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專利，以獲得該關(guān)鍵技術(shù)的獨(dú)有權(quán)。 

已有樣品/n該項(xiàng)目所開發(fā)的儀器設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)FNRBCs 準(zhǔn)確、高效、快速、低廉的分離與富集，并進(jìn)行基因組層面的全面分析，為無創(chuàng)性產(chǎn)前診斷技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)科學(xué)研究的深入提供有力的推動(dòng)和支撐平臺(tái)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在該研究領(lǐng)域進(jìn)行了長期的研究工作，積累了大量經(jīng)驗(yàn)，并取得了一定成績。該成果，方法獨(dú)特，效果明顯并成功用于三體綜合癥檢測(cè)。

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification-RFID）技術(shù)被公認(rèn)是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、零售、物流、交通、醫(yī)療、消費(fèi)、旅游、國防等各個(gè)領(lǐng)域。超高頻（UHF）RFID技術(shù)憑借其無源遠(yuǎn)距離多標(biāo)簽快速識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，能廣泛應(yīng)用于智能物流、智能交通、 物品質(zhì)量追溯、公共安全管理、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，顯著提高各行各業(yè)的管理效率，降低成本，具有最為廣闊的市場規(guī)模和發(fā)展?jié)摿Γ殉蔀镽FID及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)下一個(gè)爆發(fā)式增長點(diǎn)。 本團(tuán)隊(duì)在2008年度廣東省重大科技專項(xiàng)的支持下，研究突破了低功耗低壓射頻/模擬/數(shù)字電路及SOC架構(gòu)、高效率整流電路、多標(biāo)簽防碰撞、高穩(wěn)定時(shí)鐘電路等共性關(guān)鍵技術(shù)，掌握了基于CMOS工藝的高識(shí)別靈敏度的超高頻RFID標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)、測(cè)試與驗(yàn)證、質(zhì)量可靠性保障等核心技術(shù)，已獲得授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)、公開的發(fā)明專利申請(qǐng)8項(xiàng)，發(fā)表論文30多篇。自主設(shè)計(jì)開發(fā)出符合ISO18000-6B、ISO18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的四款超高頻RFID標(biāo)簽芯片，通過了賽寶實(shí)驗(yàn)室（工信部五所）的測(cè)試認(rèn)證，超高頻RFID標(biāo)簽芯片測(cè)試性能達(dá)到Impinj等國際主流公司同期同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)開發(fā)出具有溫度感知功能的超高頻RFID標(biāo)簽芯片、具有開關(guān)狀態(tài)數(shù)監(jiān)測(cè)的超高頻RFID標(biāo)簽芯片、具有多傳感器接口的超高頻物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽芯片等樣品。 超高頻RFID標(biāo)簽芯片主要技術(shù)指標(biāo)： ？ 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：ISO18000-6B/6C ？ 工作頻率：840-960MHz ？ 識(shí)別（讀?。╈`敏度：-15dBm ？ 讀寫距離：讀8 米/寫5 米(與天線形式及當(dāng)?shù)責(zé)o線電頻率規(guī)范相關(guān)) ？ 識(shí)別速率：>100次/秒 ？ 存儲(chǔ)容量：256、512、1000bits ？ 前向鏈路速率：10-40kbps（6B）/40-160kbps(6C) ？ 反向鏈路速率：40-80kbps（6B）/160-640kbps(6C) ？ 工作溫度：-40 —850C ？ 數(shù)據(jù)保存時(shí)間：10年 ？ 寫入次數(shù)：100000

傳統(tǒng)的體外生理信號(hào)監(jiān)測(cè)如心電、腦電等基于濕電極在電極皮膚建立穩(wěn)定且低阻抗的接觸,需要凝膠，不易佩戴且容易滋生細(xì)菌感染等。使用干電極是可穿戴和醫(yī)療健康芯片的必然趨勢(shì)。但目前的商業(yè)芯片在干電極下無法使用，存在諸多性能上的缺陷，諸如功耗、輸入阻抗、共模抑制比等方面均無法滿足要求。在對(duì)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究和綜述的基礎(chǔ)上，我們提出了提出一種基于干電極的信號(hào)采集芯片。經(jīng)流片驗(yàn)證，可以提供足夠的空間分辨率，功耗在μW級(jí)別。同時(shí)該技術(shù)采用了實(shí)驗(yàn)室積累多年的低功耗集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)。以下是兩款超低功耗干電極腦電與心電采集芯片及其應(yīng)用場景。其中腦電芯片可以在耳道采集腦電信號(hào)，方便舒適，易于集成，其產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)在逐步推行。

1.本外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品的名稱：LED 芯片高速自動(dòng)分選機(jī)。2.本外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途：用于對(duì) LED 芯片執(zhí)行自動(dòng)分選的裝置。3.本外觀設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：分選機(jī)的整體形狀和圖案，及其操控鍵的形狀和分布。4.最能表明設(shè)計(jì)要點(diǎn)的圖片或者照片：立體圖。5.該裝置的頂面和底面未涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)要點(diǎn)且不常見，故省略俯視圖和仰視圖。

自主設(shè)計(jì)開發(fā)出符合ISO18000-6B、ISO18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的四款超高頻RFID標(biāo)簽芯片，通過了賽寶實(shí)驗(yàn)室（工信部五所）的測(cè)試認(rèn)證，超高頻RFID標(biāo)簽芯片測(cè)試性能達(dá)到Impinj等國際主流公司同期同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)開發(fā)出具有溫度感知功能的超高頻RFID標(biāo)簽芯片、具有開關(guān)狀態(tài)數(shù)監(jiān)測(cè)的超高頻RFID標(biāo)簽芯片、具有多傳感器接口的超高頻物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽芯片等樣品。

超高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心,廣泛應(yīng)用于寬帶通信、數(shù)據(jù)捕獲系統(tǒng)、軟件無線電、射頻消費(fèi)類電子等領(lǐng)域,是國外長期禁運(yùn)的核心電子元器件。