针对学习门槛高、教学开展难、实验原理阐述不明等问题，应用仿真技术形象展示系统器件及运行逻辑。

产品详细介绍[系统简介] 东方中原中学仿真实验系统软件是一个操作简单，内容丰富的为学生提供真正动手探究的模拟实验操作平台；软件主要有实验目的详述栏目、实验器材陈列栏目、实验步骤栏目、实验模拟栏目、注意事项栏目、同步练习栏目、实验测试栏目和视频演示栏目。主要的科目有：初中的化学、物理、生物、高中的化学、物理、生物；让学生通过虚拟的探究实验活动可验证所学的理论知识，掌握实验技能，提高动手操作能力，培养观察能力、分析能力。 一、为什么要用中学仿真实验系统　 　　1、学生在家里由于无法复制学校的实验室环境，传统形式的实验的预习和复习较难展开，完全依靠学生的想像力，预习和复习效果不理想，效率过低。 　　2、传统理化生教学与实验教学传递渠道单一，互动性不强：传统数教学模式大多是教师先把理化生教学与实验教学中的定理和实验步骤详细地安排好，甚至连结论也预先告知学生，然后由老师讲解（动手做），学生看，内容枯燥，形式单一，不能形成互动和调动学生主动参与的积极性。 　　3、反应抽象的理论及定理，宏观、微观、危险的种种实验，传统理化生教学与实验教学没有有效的辅助工具和仿真环境，难以讲解和表现。例如理化生的各种抽象的定理、公式及规律；化学学科的危险实验；物理学科中无法有效地表现出声波、电场的性质，万有引力作用、牛顿第一定律等一些抽象的规律、原理。老师讲解起来非常困难，学生也难以理解。 　　4、部分传统实验过程无法控制。一些反映速度比较快的实验往往是学生没有看仔细就结束了，但由于实验条件的限定又不可能重复地进行演示。 二、设计理念及内容 　　为了更好的促进学校信息技术与课程整合，国内领先的教育软件研发企业——北京东方中原教育科技有限公司结合国际先进的教育理念，开发了《中学仿真实验系统》。该系统通过了中央电教馆、暨南大学、北京师范大学专家及实验学校师生的努力，综合应用了最新的课程理念、课程标准、最新教育技术、信息技术，创造了国家教育部新课程标准学习软件的最新研发模式和产品标准。该系统实现了学科老师以使用信息技术为主的演示型教学和学生自主学习型教学统一模式，是学科老师得力的实验制作工具，优秀的课堂教学平台，也是学生自主性和探索式学习平台。 中学仿真实验系统可以很好的满足老师与学生，教与学两方面的要求。中学仿真实验系统实现了信息技术与理化生学科教学，信息技术与理化生实验教学很好的“融合”。 它是传统实验的必要补充和延伸，是中学理化生教学与实验教学的新模式。 　　中学仿真实验系统共有物理、化学、生物三科，囊括新课标初中物理、化学、生物教材几乎所有学生实验内容。中学仿真实验系统每一个实验都按照模拟的科研活动来设计，同时又让学生掌握实验的基本技能、操作规范、自我测评。例如有实验目的、实验器材药品、实验步骤、实验模拟、注意事项、同步练习、实验测试等栏目，中学仿真实验系统栏目都详细、生动、形象的帮助学生对实验的理解和操作。其中，实验模拟是主要内容，是一个用虚拟现实技术开发的模拟实验室。学生通过鼠标可以轻松操作整个实验过程，例如实验仪器的组装、操作，实验化学物品的取出和放置，实验过程控制等；同时，实验现象逼真且有趣味性，不但让学生做实验如若身临其境，而且还集娱乐与探索科学知识溶合于一体。这套软件本着操作通用易学、生动形象的设计理念，为用户展示了一个界面友好、数据准确、内容丰富的实验操作平台。中学仿真实验系统让学生通过实验活动验证所学的理论知识，掌握实验技能，提高动手操作能力，培养观察能力、分析能力、想象设计能力、创新能力和科学探究的能力。中学仿真实验系统应用思路如下： [系统特点] 1、不受实验仪器、实验场所的限制。特别能实现现实中难以完成的实验，如取用昂贵验材料、购买高价的实验仪器等。实现将实验带回家，预习、复习操练实验。 　　２、互动性强、为使用者提供了一个完全自由的教学平台和实验平台，满足学生参与实验、探究性学习的要求。激发学习理、化、生的兴趣，降低学习难度，提高学习效率。 　　3、中学仿真实验系统的实验仿真生动、形象。实验中所有器材物品均由3D技术生成，配套逼真声音效果，整体内容绘声绘色。 　　4、中学仿真实验系统综合应用了最新的课程理念、课程标准、最新教育技术、信息技术,模拟科学研究，培养科学探究能力和创新精神。 　　5、中学仿真实验系统实验过程中不会出现意外事故，保证实验顺利进行，没有安全性、危险性的顾虑。 　　6、中学仿真实验系统是教育部中央电教馆的国家级课题成果，专家的智慧结晶是你信心的保证。 　　7、中学仿真实验系统与学科特点紧密结合，可以根据教学和实验对象设置参数，充分发挥自主性。老师和学生可以随意设置实验对象参数。将实验对象的变化规律呈现出来，起到化无形为有形、化抽象为形象的作用。 　　8、中学仿真实验系统采用智能仿真计算，使其动画与数据完美结合：具备数据后台处理功能，依据各学科教学要求进行设计，将各种定律内置在软件中，系统实时自动精密计算实验数据。              

本发明公开了一种用于激光解吸离子化质谱的螺旋二十四面体结构基底，该基底为三维网络状结构，表面覆盖一层贵金属，能与激光发生耦合，吸收并转移激光能量到待测分析物分子，使之脱附并裂解成带电荷的分子碎片。所述的螺旋二十四面体结构(Gyroid结构)服从以下关系：其中L为螺旋二十四面体结构的周期，t调节螺旋二十四面体结构的形貌。

随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起，数据量呈现爆炸式增长，传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时，摩尔定律逐渐放缓，单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限，通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构，将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统，实现计算能力的飞跃。 目前被广泛使用的经典冯·诺依曼计算架构下数据存储与处理是分离的，存储器与处理器之间通过数据总线进行数据传输，在面向大数据分析等应用场景中，这种计算架构已成为高性能低功耗计算系统的主要瓶颈之一：数据总线的有限带宽严重制约了处理器的性能与效率，且存储器与处理器之间存在严重性能不匹配问题。忆阻器存算一体系统把传统以计算为中心的架构转变为以数据为中心的架构，其直接利用阻变器件进行数据存储与处理，通过将器件组织成为交叉阵列形式，实现存算一体的矩阵向量乘计算。忆阻器存算一体系统可以避免数据在存储和计算中反复搬移带来的时间和能量开销，消除了传统计算系统中的“存储墙”与“功耗墙”问题，可以高效、并行的完成基础的矩阵向量乘计算，未来极有潜力成为支撑人工智能等新兴应用的核心技术。 清华大学吴华强教授团队实现了材料与器件、电路设计、架构和算法的软硬件协同等多方面原始创新，解决了系统精度损失等被广泛关注的难题： 材料与器件创新。科研团队选择了电学特性稳定的二氧化铪作为忆阻层核心材料，提出了通过插入少量氧化铝层来固定离子分布、抑制晶粒间界形成的新理论，提出了引入热增强层的新原理器件结构，成功抑制了忆阻器非理想特性的产生。 电路设计创新。开发了一套忆阻器与晶体管的混合电路设计方法，提出“差分电阻”设计思想，采取源线电流镜限流设计，抑制了忆阻器电路中可能产生的各种计算误差。 算法创新。提出了混合训练算法，仅用小数据量训练神经网络并只更新最后一层网络的权重，即可将存算一体硬件系统的计算精度达到与软件理论值相同的水平。 “技术链”创新。从“单点技术突破”拓展到“技术链突破”，开发了针对忆阻器存算一体芯片的电子设计自动化（EDA）工具，打通了从电路模块设计到系统综合再到芯片验证的设计全流程。 上述理论和方法发表于《自然》《自然·纳米技术》《自然·通讯》等国际顶级期刊，以及被誉为“集成电路奥林匹克”的“国际固态电路大会”等顶级学术会议。研究成果被“国际半导体技术路线图”和30多部综述文章长篇幅引用。团队已在该研究方向申请国内外专利72项，其中30项已获得授权，知识产权完全自主可控。 团队已研制出全球首款忆阻器存算一体芯片和系统，集成了8个忆阻器阵列和完整的外围控制电路，以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了计算设备的算力。全系统的计算能效比当前主流的人工智能计算平台——图形处理器（GPU）高两个数量级。团队还设计了一款基于130nm工艺研制的完整忆阻器存算一体芯片，在MNIST数据集上计算速度已超过市面上28nm工艺的四核CPU产品近20倍，能效有近千倍的优势。

项目成果/简介:随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起，数据量呈现爆炸式增长，传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时，摩尔定律逐渐放缓，单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限，通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构，将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统，实现计算能力的飞跃。

 本项目针对光伏发电分散式接入电网的模式，设计了对电网友好可控的带储能装置的多端口变换器光储一体能源系统。应用环境有公共建筑、工业厂房和居民家庭等有公共电网的地方，或者无公共电网但有电力需求的地方如偏远山区、海岛等，该光储能源系统能够经过自我调节和控制与大电网互为支撑，向重要负载不间断供电等功能。 本项目成功开发50Kw光储一体能源系统，系统含有光伏端口、电池端口和交流端口，光伏组件通过Boost变换器接入直流母线；蓄电池通过双向DC/DC变换器也接在直流母线上；变换器的交流端口可以接电网，也能为三相负载供电，逆变器采用三相四线制结构，直流母线分裂电容的电压均衡由均压桥臂（S11，S12）平衡。本系统有三大特征：采用双路光伏MPPT输入，使安装在不同方向的光伏阵列最大限度获取太阳能；能量采用直流母线汇聚形式，降低了系统损耗和效率；负载接口分为重要负载和可控负载接口，确保系统维持对重要负载的供电，实现能量的平衡自治。 项目具有重大的科研价值，项目成功实现产品转化，将应用于海南某小区几个单元的供电系统，实现能量自给自足、余电上网模式，开启绿色环保、低碳节能的新用电方式。

高级机电一体专家1名

01. 成果简介 仿生体模从力学、声学等物理性质上模拟人体软组织，能够直观反映出组织的影像学特征，因此可广泛应用于超声设备校准、临床操作训练等。针对超声成像和超声弹性成像，目前已经发展了一些体模制备方法。为了克服现有技术存在的问题，如材料毒性，难以降解，以及仿生制备非均匀体模（如肿瘤体模和皮肤体模等）界面强度不够等问题，本研究经过多年的反复试验，在理论分析和数值仿真指导下进行实际制作千余次，发展出一种无毒、可降解多功能仿生体模制备技术，所制备的体模性能参数包括但不限于： 体模尺寸：体模最小特征尺寸可从数毫米到数十厘米之间变化，覆盖各种人体组织的特征尺寸； 体模熔点：体模熔点可在20摄氏度到90摄氏度之间调控，覆盖肿瘤热消融时的升温目标(典型值约为43—65摄氏度)。 体模杨氏模量：体模的杨氏模量可在3KPa到500kPa之间调控，覆盖人体主要组织(如皮肤、血管、肝脏等)的杨氏模量变化范围。 仿生微结构：体模内部可包含直径3mm～20mm的球体或截面直径3mm～20mm的圆柱体。能够仿生模拟含肿瘤、神经纤维等结构的软组织。 可3D或4D打印：实验表明，本体模材料可作为3D或4D打印的打印墨水，从而打印出具有复杂微结构并可对外界激励作出响应的仿生体模。      肿瘤仿生体模   皮肤体模 02. 应用前景 临床医用软材料耗材，超声设备校准、临床操作训练等。03. 知识产权 相关成果已申请发明专利保护。04. 团队介绍 团队主要研究领域为超声弹性成像、软材料和生物材料力学、接触力学、计算力学等，项目负责人为教授、博士生导师。参与和承担973、国家自然科学基金重点项目和面上项目等科研项目多项。科研成果发表SCI论文120余篇，申请专利20余项。05. 合作方式 商务合作。06. 联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn y-zheng17@mails.tsinghua.edu.cn