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人工智能实现三维矢量全息
我国科研团队首次利用机器学习反求设计（machine-learning inverse design）实现三维矢量全息(Three-dimensional vectorial holography)新技术的相关研究成果发表在国际顶级学术刊物《科学进展》上。该杂志为《科学》(Science)刊物旗下子刊，是一个涵盖所有学术领域的开放性、综合性科学刊物。这项光学全息技术领域的突破性研究，由上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领衔的未来光学国际实验室完成。研究中基于机器学习的反求设计，可精准且迅速地产生一个或多个任意三维矢量光场，有望应用在超宽带全息显示、超安全信息加密以及超容量光存储、超精确粒子操控等各个领域。光是一种电磁波，其在介质中传播的同时伴随着电磁和磁场的振荡，被称为光的矢量特性。研究人员介绍，基于光波的横波特性，光的振荡通常被限制在与其传播方向垂直的二维平面上。近些年，科学家研究发现光的振荡可打破传统二维平面的束缚，通过干涉产生纵向光振荡，即形成第三维光矢量。但精确产生任意三维矢量光场仍是一个世界性难题。在物理学上，通过求解三维麦克斯韦方程可以正向得到一个三维矢量光场分布，但其不可控。顾敏科研团队利用人工智能的机器学习反求设计，解决了这一难题，率先实现了三维矢量全息，并可精确地控制三维全息图像中每个像素点的任意三维矢量状态。顾敏介绍，这样的操控是全方位的，包括对每个三维矢量光携带的信息进行编码、传输和解码，因而消除了传统二维偏振光的束缚。“通过人工智能机器学习的新技术，我们首次实现了三维矢量光的操控，并将机器学习的算法延伸到光学全息中去。”机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。文章第一作者任浩然博士说：“我们研究证明训练后的人工神经网络可有效、快速地产生任意三维矢量光场，达到接近百分之百的准确性，极大地提高了光场调控的效率。”此外，这项发明为光学全息开辟了一条新道路，首次在全息中证明光的三维矢量状态可以作为独立的信息载体，实现信息的编码和复用。顾敏表示，“这项发明不仅为下一代超宽带、超大容量、超快速并行处理的光学全息系统奠定了基础，同时也为人们加深理解光与物质的相互作用（例如粒子操控）提供了一个崭新的平台。”
上海理工大学
2021-04-11
高精度三维物体轮廓测量系统
由西安交通大学精密工程研究所自行研制开发的逆向测机系统是逆向工程（RE）领域的关键设备之一，是先进制造技术的重要组成部分。它主要用于工业产品的快速开发和快速制造过程，它的推广与应用将给企业界带来一种全新的生产制造模式。本研究所研发的逆向测机系统是利用先进的非接触光电测试手段，并运用现代图像采集和处理技术对三维物体进行扫描测量，高效率地获取物体的三维轮廓信息
西安交通大学
2021-01-12
高精度三维轮廓测量仪
本测量仪是利用三角测量法中的光刀测量法原理，对传统的接触式三坐标测量机进行改造。通过对物体进行激光线扫描测量，由CCD摄取物体三维轮廓信息，再对测量数据进行处理、加工，形成标准的CAD/CAM文件，为数控加工及快速成型系统提供可靠的数据模型。本项目得到了国家重点实验室改造基金的资助。
西安交通大学
2021-01-12
三维量子霍尔效应获得实验验证
卢海舟和谢心澄课题组在拓扑半金属中利用费米弧和“虫洞隧穿”构成的Weyl轨道，提出了一种新的三维量子霍尔效应机制。拓扑半金属是拓扑物相的新成员，具有拓扑保护的表面态，被称作费米弧 (如图4所示)。费米弧是拓扑半金属拓扑保护的表面态的费米面。在拓扑Weyl半金属中，有4个面可以有拓扑保护的表面态。由于拓扑约束的原因，每个面的表面态只是半个二维电子气。相对的上下表面的费米弧电子气可以通过Weyl点连接起来，组成一个完整的二维电子气，这是非常奇异的物相。 既然费米弧也是一种二维电子气，它们是否可以有量子霍尔效应？要研究这个问题，首先要明白什么是形成量子霍尔效应的关键，那就是电子的回旋运动 (如图3左图所示)。电子回旋运动的量子力学描述等价于谐振子，因此会形成等间距的朗道能级。朗道能级在边界发生能量畸变，才会有边界态提供无耗散的电子输运和量子霍尔化电导，即量子霍尔效应。 目前，已经有多个拓扑半金属实验观察到霍尔电阻的量子化平台。这种新奇的三维量子霍尔效应的研究才刚刚开始。直接观测到如图8所示的奇异边界态分布将是未来的一个挑战方向。
南方科技大学
2021-04-13
一种机械三维密码门锁
一种机械三维密码门锁，其方舌(11)后部两侧向下伸出的卡条与密码舌(20)后部的圆盘槽(21)配合，密码舌(20)的形状与锁盒(10)前侧板的密码舌孔(26)的形状适配；密码舌(20)及圆盘槽(21)后部的轴贯穿水平的中块(22)的水平轴孔；中块(22)四角的竖孔中穿有竖杆(23)，竖杆(23)的两端分别与固定在锁盒(10)上的上块(24)、下块(25)相连构成密码舌架；密码舌架分别与竖向拨动机构、纵向拨动机构、旋转拨动机构相连。该密码门锁的制备工艺要求低，制造成本低，且使用方便，安全性好，可靠性强。
西南交通大学
2016-07-04
三维场景自动生成与绘制（技术）
成果简介：研究基于二维电子地图的大规模三维场景自动生成方法。基于用 户输入的二维目标标定和素材库，实现三维场景快速生成、编辑和简化。主 要研究虚拟环境仿真中的关键技术及应用，针对大规模虚拟环境的特殊问题，研究了大规模仿真实体的实时绘制、内外存实时调度、模型简化算法、 硬件自适应算法等，实现了大规模虚拟战场的实时漫游。 项目来源：合作开发 应用范围：从事与虚拟现实仿真及其应用系统开发与生产的企业、研究所 等。 现状特
北京理工大学
2021-04-14
三维细胞培养材料及服务
人体中的绝大多数细胞生活在三维的环境中，细胞必须通过细胞-细胞以及细胞-细胞外基质之间的相互作用，获得各种生化和机械信号，才能维持其正常的生理活动。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
体外细胞模型是生物医学研究领域必不可少的工具。众所周知，人体中的绝大多数细胞生活在三维的环境中，细胞必须通过细胞-细胞以及细胞-细胞外基质之间的相互作用，获得各种生化和机械信号，才能维持其正常的生理活动。大量研究表明，细胞与细胞外基质以及细胞与细胞之间的相互作用对于调控细胞的迁移、增殖和分化有重要的作用。一般使用的二维单层培养的细胞缺乏这样的信号传递，不能很好地模拟体内细胞的微环境。相反，在三维细胞培养体系中细胞与外部环境之间的相互作用大部分得到重建。因此，三维细胞体系可更好地模拟真实组织中细胞的行为。课题组多年致力于三维细胞培养的研究，开发了多种三维细胞培养技术，可为从事生物医学研究的单位和课题组提供用于三维细胞培养材料和工具，或进行相关的技术服务。
南开大学
2022-08-11
牵引供电三维虚拟实训系统
本成果来自有重大应用前景的横向项目，经四川省科技厅鉴定，达到国际先进水平。该系统首次将基于动作捕捉的人机交互技术、沉浸式显示技术引入牵引供电系统培训，提高了设备认知和系统培训演练的真实度；利用虚拟现实技术实现了虚拟培训与实际变电所、接触网运行系统的有机融合，实现了牵引供电系统的高效、集约化培训；研发了实时高效、自由可控的牵引供电系统业务流程解析引擎，实现用户自由定制业务和功能扩展。
西南交通大学
2016-06-27
基于单幅图像的三维模型重建
Ø 计算机图形学、虚拟现实和电子游戏等领域的快速发展，导致对具有高度真实感的三维模型的需求与日俱增。本项目充分利用镜面对称约束，同时利用特征点作为位置约束以及添加透视投影等约束，通过最小化线性约束下的曲面二次目标函数实现曲面重建，最后进行纹理提取，从而获得逼真的三维模型。该技术具有输入信息简单，建模速度快，真实感强等优点，目前已经获得“基于单幅图像的光滑对称曲面重建方法”国家发明专利授权。
北京理工大学
2021-04-14
地面三维激光扫描技术与工程应用
本书概述了三维激光扫描技术的概念与原理,分类与特点,研究现状与应用领域,阐述了点云数据的获取方法与精度分析,简要介绍数据处理的主要流程与基于点云的三维建模方法等.
江苏海洋大学
2021-05-06