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上科大iHuman研究所在肥胖癥藥物靶點研究上獲重要突破，首次解析 人源黑皮質(zhì)素受體4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶體結(jié)構(gòu)。該成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”為題，于4月24日在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。上科大Stevens課題組博士研究生于靜為文章的第一作者，iHuman研究所創(chuàng)始所長Raymond C. Stevens和密歇根大學(xué)教授Roger D. Cone為共同通訊作者，上科大是第一完成單位。領(lǐng)導(dǎo)這項研究工作的Stevens實驗室專注于多肽配體調(diào)控的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）及與肥胖癥和代謝類疾病相關(guān)受體研究。肥胖癥增加了其它并發(fā)癥的患病風(fēng)險，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘腦中表達(dá)，參與控制食物攝取、能量消耗、體重維持等。實驗和臨床證據(jù)也表明，MC4R是肥胖癥治療的重要靶點。但針對MC4R結(jié)構(gòu)與功能的研究及藥物研發(fā)一直充滿挑戰(zhàn)。通過與密歇根大學(xué)Roger Cone實驗室以及南加州大學(xué)合作者的共同努力，最終解析了人源MC4R與環(huán)形多肽配體SHU9119復(fù)合物2.8埃分辨率的晶體結(jié)構(gòu)。研究團隊發(fā)現(xiàn)鈣離子（Ca2+）結(jié)合在MC4R正構(gòu)結(jié)合口袋中，同時與受體及候選藥物發(fā)生相互作用，這也是首次觀察到功能性Ca2+與GPCR的結(jié)合模式。同時，他們發(fā)現(xiàn)Ca2+有助于穩(wěn)定受體-候選藥物復(fù)合物，并使內(nèi)源性激動劑α-黑素細(xì)胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的親和力和效力得到了極大的提高，但Ca2+對內(nèi)源性拮抗劑刺鼠相關(guān)蛋白（Agouti related protein, AgRP）卻無類似的作用效果。“MC4R是一個神秘而有趣的蛋白分子，還有許多未被發(fā)現(xiàn)的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+復(fù)合結(jié)構(gòu)第一次揭下了MC4R的神秘面紗。”于靜說道，“將對活化狀態(tài)的結(jié)構(gòu)、MC4R與G蛋白、與其它蛋白之間的相互作用，以及同源/異源二聚體形成等方面進(jìn)一步研究”。這項工作由上科大生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院和iHuman研究所的Raymond Stevens與趙素文團隊、密歇根大學(xué)的Roger Cone實驗室以及南加州大學(xué)的科研人員共同開展。

專利名稱：

本發(fā)明屬于機器人結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定領(lǐng)域，并公開了一種利用球桿 儀標(biāo)定機器人結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法。該方法包括下列步驟:(a)安裝標(biāo)定桿 和工具杯，固定標(biāo)定底板和三個中心座，(b)標(biāo)定工具坐標(biāo)系和用戶坐 標(biāo)系，用球桿儀測量三角形 BCD 的邊長，(c)空間預(yù)設(shè) A 點與 BCD 構(gòu) 成空間四面體的邊長求得用戶坐標(biāo)系下的 A 點的坐標(biāo)，(d)利用機器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)與基坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化求得向量^baseO’

本發(fā)明屬于工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃領(lǐng)域，并公開了一種基于 Bezier 樣條的機器人實時拐角過渡方法，包括以下步驟:記錄關(guān)節(jié)空間起始 點,過渡點的坐標(biāo)，笛卡爾空間目標(biāo)點，過渡點的坐標(biāo)，笛卡爾空間的 過渡半徑 R 及最大誤差約束;計算笛卡爾空間過渡曲線起點和終點的 坐標(biāo)和關(guān)節(jié)空間過渡曲線起點的坐標(biāo);計算笛卡爾空間過渡曲線起點和終點速度方向單位矢量;計算笛卡爾卡爾空間過渡曲線中間控制點 的坐標(biāo)，并求解 Bezier 樣條曲線的構(gòu)造函數(shù);最后進(jìn)行速度規(guī)

本發(fā)明公開了一種基于飛秒激光技術(shù)的玻璃表面室內(nèi)清潔機器人及方法，包括飛秒光纖激光器、實 時監(jiān)控系統(tǒng)和控制中心，飛秒光纖激光器、實時監(jiān)控系統(tǒng)均與控制中心相連，其中:飛秒光纖激光器用 來去除玻璃表面的灰塵和污垢;實時監(jiān)控系統(tǒng)包括定位儀器、玻璃厚度檢測儀器、玻璃層數(shù)檢測儀器和 玻璃透光率檢測儀器，定位儀器用來定位玻璃上灰塵和污垢。本發(fā)明機器人置于室內(nèi)即可實現(xiàn)玻璃幕墻 或玻璃窗外表

助老助殘高端服務(wù)機器人，是為了滿足老年人和殘障人士的生活需求、醫(yī)療護(hù)理需求而研制的高科技產(chǎn)品，是在第一代智能護(hù)理床的基礎(chǔ)上開發(fā)的第二代產(chǎn)品，主要包括智能輪椅、智能護(hù)理床、可穿戴設(shè)備、陪護(hù)機器人、康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備、慧明PAD等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品能有效解決隨著人口老齡化嚴(yán)重、年輕群體迫于社會壓力無法全職照看老人以及社會護(hù)理人員短缺等問題。

本發(fā)明公開了一種可穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機器人裝置，包括肩關(guān)節(jié)、上臂、肘關(guān)節(jié)、前臂、腕關(guān)節(jié)和手掌。本發(fā)明機器人裝置有 8個自由度，用來模擬人的上肢關(guān)節(jié)自由度，康復(fù)訓(xùn)練中能夠提供較多的活動度，使人體上肢的主要關(guān)節(jié)都能得到輔助訓(xùn)練；采用可穿戴式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，能穿著于患者身上，舒適性好，并且直接作用于患肢，因此訓(xùn)練的針對性強，效果好。多自由度的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以滿足多種控制方式，可以輔助患肢進(jìn)行單關(guān)節(jié)運動和多關(guān)節(jié)復(fù)合運動的康復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到輔助完成患者的日常生活需要的目的。

國內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的智能助行機器人產(chǎn)品或樣機，但針對下肢功能運動障礙患者的智能助行機器人研究仍然存在一定的局限性： （1）助行機器人對于人體運動意圖的識別研究主要依靠力傳感器，在運動意圖的定義和計算方面的差異較大； （2）基于助行機器人步態(tài)分析方面成果有限，行走能力評估依靠傳統(tǒng)的Holden步行功能分級以及Tinetti平衡與步態(tài)量表進(jìn)行評估，缺乏對步態(tài)參數(shù)的具體量化評估手段； （3）自適應(yīng)參數(shù)導(dǎo)納控制、共享控制及交互力-位置混合控制等方法大多僅能在特定的人機協(xié)同系統(tǒng)滿足使用，故只能用于單一功能的康復(fù)訓(xùn)練，難以滿足不同行走能力用戶的多樣化康復(fù)訓(xùn)練需求。 本成果研究的面向下肢弱肌力人群的智能助行機器人，通過基于機載的力傳感器、激光傳感器、Kinect等設(shè)備，設(shè)計多模態(tài)人機交互接口，獲取人體運動數(shù)據(jù)；基于有監(jiān)督的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)步態(tài)事件分類算法模型提取分析步態(tài)的時空參數(shù)，并且能夠應(yīng)用康復(fù)醫(yī)學(xué)功能評定理論進(jìn)行人體行走能力的智能綜合評估，根據(jù)評估的行走能力切換對應(yīng)的機器人模式。 圖1 智能助行機器人一代 圖2 智能助行機器人二代 圖3 智能助行機器人三代 【性能指標(biāo)】 1）機器人樣機： 人體運動模式識別準(zhǔn)確率≥95%； 跟隨模式相對位置誤差≤15cm，相對角度誤差≤20°； 左腿擺動、雙支撐相左向重心轉(zhuǎn)移、右腿擺動和雙支撐相右向重心轉(zhuǎn)移四個步態(tài)相位識別準(zhǔn)確率≥95%。 2）運動狀態(tài)監(jiān)測及行走能力評估一體化平臺： 正常行走、肢體約束異常狀態(tài)及趔趄、跌倒等緊急狀態(tài)識別準(zhǔn)確率≥90%。

重大裝備是制造強國戰(zhàn)略的重點，水輪機、艦船推進(jìn)器等大型水動力裝備是重中之重。隨著對單機容量和能量轉(zhuǎn)換效率需求持續(xù)增長，大型水動力裝備重量尺寸大、加工空間受限、精度一致性要求高等特征的出現(xiàn)，給加工方式帶來了新的要求與挑戰(zhàn)。“數(shù)控加工”存在結(jié)構(gòu)與位置形式固定、加工覆蓋區(qū)域有限、可達(dá)性低等問題；“人工加工”雖具備靈活性，但存在勞動強度大、工作環(huán)境惡劣、加工精度一致性差等問題。 機器人在位加工具有大行程、高柔性和快響應(yīng)等優(yōu)點，可有效解決現(xiàn)有大型水動力裝備“數(shù)控加工”和“人工加工”存在的受限空間復(fù)雜曲面加工區(qū)域小、柔性差、響應(yīng)慢和精度一致性差等問題。但亟待突破受限空間加工軌跡規(guī)劃、多階模態(tài)加工過程控制、敏捷加工可重構(gòu)裝備等關(guān)鍵難題，以實現(xiàn)大型水動力裝備在位高精高效敏捷加工。 本成果從受限空間高精加工軌跡規(guī)劃、多階模態(tài)高效加工過程控制、人機協(xié)同敏捷加工工藝裝備三個方面開展研究，提出了機器人“加工剛度-力致誤差”評價指標(biāo)，發(fā)明了基于排斥勢場的軌跡規(guī)劃方法，研發(fā)了機器人加工多約束規(guī)劃、視覺跟蹤測量與誤差在線補償?shù)溶浻布K，提出了“顫振穩(wěn)定性-切觸面積”高效加工優(yōu)化新方法，研發(fā)了加工余量、切削負(fù)載自適應(yīng)調(diào)控系統(tǒng)，提出了“操作經(jīng)驗知識遷移-知識驅(qū)動可制造性分析”工藝規(guī)劃新技術(shù)，發(fā)明了國際首臺（套）大型水動力裝備在位機器人加工可重構(gòu)裝備，研發(fā)了大型水動力裝備機器人化全流程加工產(chǎn)線，實現(xiàn)多種水輪機轉(zhuǎn)輪和推進(jìn)器葉片加工效率提升30%以上，水輪機局部加工精度最高可達(dá)±0.1mm。 圖1 機器人加工軟件 圖2 大型水輪機轉(zhuǎn)輪的機器人在位修復(fù)加工系統(tǒng) 圖3 大型艦船用螺旋槳機器人在位加工系統(tǒng)

一種具有儲能效應(yīng)的仿生四足機器人，屬于仿生機器人領(lǐng)域，對現(xiàn)有仿生四足機器人的剛性脊柱進(jìn)行改進(jìn)。本發(fā)明由前軀干、后軀干、脊柱以及前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件構(gòu)成，前后軀干分別與脊柱前后兩端連接，脊柱能夠帶動前軀干相對后軀干轉(zhuǎn)動；前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件的結(jié)構(gòu)相同，分別連接于前、后軀干的左右兩側(cè)。本發(fā)明在前后軀干之間增加了脊柱，整體外形與實際的四足生物更接近，行走時前后軀干通過脊柱的上仰或下俯擺動，能使前后步距更大，提高了機器人行走速度；還可以減小機器人與地面碰撞時的能量損失，提高運動穩(wěn)