大型空分设备是利用氧、氮、氩组分沸点的不同在精馏塔中使气、液接触，进行质热交换，从空气中分离出氧、氮、氩和稀有气体等产品。如何降低空分生产电耗、提高空分装置运行经济性和操作人员的操作水平一直是钢铁和化工行业关注的重要问题之一。所开发大型空分设备全工况模拟及操作仿真系统具有如下特点：提出了一种考虑主导产品地位的空分产品能耗分摊比例计算方法，解决了国内外长期以来由于氧、氮、氩互为副产品而带来的单个产品能耗无法确定的问题；可进行空分全工况的数值模拟计算和分析；实现了大型空分装置的操作仿真，为空分设备的变工况运行分析与预测、操作人员培训、事故与故障的再现分析、掌握设备运行的极限操作参数提供平台。该系统已在国内众多大中型企业得到推广应用。

  在国家自然科学基金、863计划的资助下,面向生物医学工程的微操作机器人系统,在系统设计与实现、显微图像处理与深度辨识、超微量定量注射等方面取得了数项原创性研究成果,获天津市技术发明一等奖和国家技术发明二等奖。该系统中的相关技术获得多项专利成果,ZL200510016296.7:基于显微图像处理的微操作工具深度信息提取方法及装置,Z1200410018840.7:微量注射自动控制统,ZL031299245:全数字细分型高精度步进电机控制器,zL97121702.5:用于生物医学工程的微操作机器人.    在国家863计划重点项目资助下,该微操作机器人系统已经进入生命科学领域的示范性应用和产业化阶段,主要应用领域包括显微注射、显微切割、病理分析等。    基于微操作机器人的数字切片扫描系统,是针对生物医学切片数字化这一应用目标所构建的自动化微操作系统。通过扫描拼接的方式,将物理切片扫描生成数字图像,可获得原始切片在各种倍数物镜下的所有信息,通过计算机进行显示和操作,模拟真实显微镜下的观察过程。数字切片突破了显微镜视野范围限制,使用户以更全面地观察切片而不丢失细节;易于检索和快速浏览;便于存储和网络信息交流,特别适合于医学的远程诊断和会诊,以及实验教学;可整合资源、节省资金,对于一些难以取得的切片,可通过数字化实现共享,而不用担心由于切片破碎、褪色造成的问题。    该系统的主要技术特点包括:    微米级运动精度的手自一体的电控显微镜载物平台;    高度并行的数字切片扫描策略,20分钟内完成1厘米x1厘米大小的数字切片生成;    海量影像数据存储和检索策略,可实现切片的平滑浏览、无级放缩;    便捷、高效、友好的操作模式设计,系统具有很强的易用性    该系统结构及性能指标:    1.电动载物平台规格参数:      行程:86mmx86mm      重复定位精度:±2um      最小步距:10um      最大运动速度:2000um/s      最小运动速度:1.4um/s      平整度:5um      测角精度:±2arc/s   2.数字切片扫描软件性能及特点:      采用连通区域优先的融合轨迹规划算法,图像融合效果佳;      摄像参数灵活可控,白平衡、曝光、对焦,可采用软件托管的自动控制同时支持手动设置;      支持预设摄像参数,并可按物镜倍数进行分组预设,更换物镜后,可直接调用相应的预设参数;      精确控制微动平台运动定位,重复定位精度达到±2μm;   3.数字切片浏览软件性能及特点:      可对超大图像进行快速加载,并可流畅浏览数字切片。      可拖动浏览,可使图像跟随鼠标移动;      实时标记局部图像的相对位置,实现缩略图辅助定位;      图像逐级放缩,不损失画质;      可对自选的局部标定区域进行测量,测量精度±0.3μm;    物理切片的数字化,开启了针对病理信息数字化处理的大门,借助于显微图蒙处理技术,可以广泛地应用在病理分析、远程医疗诊断、科研教学等诸多以切片为研究目标的在生物医学领域。    我国,随着数字化切片在医学与生命科学领域的日益普及,显微切片自动扫描系统的需求量将逐年扩大。目前,该系统样机已经研制成功,正在进入市场营销阶段。国内外物医学领域同类产品,主要面向大型医疗机构和研究所,一般价格都在40万元人民币以上。基于微操作机器人的数字切片扫描系统,由于具有全部自主知识产权,可以大幅度降低成本,有效打开中低端市场的主导产品。    本项目可极大地降低数字化切片技术的应用门槛，使此项技术在基层医疗单位得到更好的推广应用，促进我国病理切片数字化管理和共享利用水平的提高，有效提升医疗诊断的服务水平，可生产良好的经济效益和社会效益。

南开大学机器人与信息自动化研究所从1992年开始研制用于生物工程的微操作机器人系统，完成国内第一台样机，此后的系列样机，均取得较好的应用效果。此项成果于1999年获得国内最早的微操作机器人系统整体发明专利，并于2001年12月获2000年度天津市技术发明一等奖，2003年3月获2002年国家技术发明二等奖。近年来，针对我国在生命科学研究中对自动化精密仪器与设备的迫切需求，在已有研究成果的基础上，机器人所致力于开发“面向批量细胞转基因及克隆操作的显微注射系统”，该系统具有显微镜全局视野

在国家自然科学基金、863计划的资助下，面向生物医学工程的微操作机器人系统，在系统设计与实现、显微图像处理与深度辨识、超微量定量注射等方面取得了数项原创性研究成果，获天津市技术发明一等奖和国家技术发明二等奖。该系统中的相关技术获得多项专利成果，ZL2005 1 0016296.7：基于显微图像处理的微操作工具深度信息提取方法及装置，ZL2004 1 0018840.7：微量注射自动控制系统，ZL03 1 29924.5：全数字细分型高精度步进电机控制器，ZL97121702.5：用于生物医学工程的

太阳能光伏并网发电系统可用于建筑光伏发电系统或中西部地区中小型集中组网光伏发电站。北京交通大学新能源研究所引进德国SMA公司先进的太阳能光伏并网发电设备，已成功并网运行两年多，掌握了大量光伏电站运行技术经验。 在消化吸收先进技术的基础上，自主研发了3kW光伏并网逆变器。该产品拥有最大功率点跟踪控制，能量输出控制，系统安全保护，孤岛检测等核心技术。此外，北京交通大学为德国SMA公司中国办事处开发了大屏幕光伏并网发电系统演示软件，无需专门的显示设备，可以在家用液晶、等离子电视或家用计算机上实时监控、演示系统状态。该软件目前已经成为该公司逆变器产品的配套中文软件，被广泛使用。 应用范围： 建筑光伏发电系统或中西部地区中小型集中组网光伏发电站。

基于自主路径规划的光伏板表面自适应无水清洁技术。面向光伏板壁面全方位清洁检测的基本需求，针对光伏板表面结构化环境，研究并设计自适应路径规划算法，解决光伏板表面自适应清洁与缺陷检测死角问题，切实提高光伏板表面清洁度与表面检测范围，实现光伏板表面全面深度清洁与检测，最大化降低发电效率损失。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 苟益鹏 机器人产业学院/ 2020/2024 20497214 李川 机器人产业学院/自动化 2020/2024 20416216 张涵琳 机器人产业学院/自动化 2020/2024 20461106 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 徐淑玲 机器人产业学院 院长 智能制造 戴昌志 机器人产业学院 指导老师 人工智能 四、项目简介 目前市面上的清洁车无法做到完全无人化值守，我们希望能解决清洁车全自动化清洁问题。 基于自主路径规划的光伏板表面自适应无水清洁技术。面向光伏板壁面全方位清洁检测的基本需求，针对光伏板表面结构化环境，研究并设计自适应路径规划算法，解决光伏板表面自适应清洁与缺陷检测死角问题，切实提高光伏板表面清洁度与表面检测范围，实现光伏板表面全面深度清洁与检测，最大化降低发电效率损失。同时研究使用与光伏板表面的无水清洁技术，实现光伏表面的无水清洁，减低水资源使用，提升系统应用对环境的友好性。

本实用新型公开了一种无线红外遥控光遗传系统。红外发射端包括电源驱动板、红外发射管灯带、信号源以及5V电源；红外接收端包括红外接收管、3.7V锂电池、比较电路和蓝色发光二极管。利用信号源控制电源驱动板的通断控制红外发射管灯带的亮灭，使得红外发射管灯带的亮度基本相同且同步亮灭，红外接收管接收红外发射管灯带红外发射管的红外信号，经比较电路控制蓝色红外二极管的亮灭，蓝色发光二极管的光信号通过光纤导入生物体细胞内，实现有效的光刺激。本实用新型可实现在实验箱内远距离无线操控，体积小，高度集成，结构紧凑，对于信号源的遥控信号准确及时响应，红外遥控范围大，不会影响到小鼠在大范围内的自由活动，有利于进行大型的行为学实验。

当前市场的外设式3D成像设备，包括VR/AR/MR（头戴式）、3D大屏（眼镜式）等，都是 利用人的双目视差成像，但大多存在屏幕闪烁、高串扰等显示问题，会导致长时间观看易疲劳、 易眩晕等缺陷。 我们采用全新的3D技术，光线通过前偏光板倒置相位差90°后，再经过圆偏振片进行光排 布，使人眼观察到3D影像，相比原有3D屏幕的主动快门显示技术，产品性能有了大幅提高。我 们通过控光模组的重新设计，解决了传统3D屏幕亮度损失大、频闪和有害光未得到有效过滤导致 的眼睛不适等问题，通过3D微纳光场显示系统展现的高清晰、大出入屏深度的影像，结合可按需 定制的 交互方式，可以打造更真实、更触手可及的沉浸式体验，为建构3D行业应用提供全新方 式。

光伏组件生产仿真实训让学员以车间技术人员的身份参与晶硅光伏组件的生产工作。学员按标准生产流程操作车间生产设备、检测生产样品以及了解生产车间的运作与问题返工流程。 一.1.1. 场景设计 场景由组件生产车间、材料准备区、固化房、分选检测区组成。场景素材从多个真实工厂采集而来，高保真还原车间设备与生产流程 场景模型主要包括：流水线传送带、全自动玻璃吸附机、EVA自动铺设机、串焊机、排列机、自动缓存机、EVA/TPT裁剪铺设机、EL检测仪、层压机、全自动修边机、翻转检查机、全自动装框机、灌胶机、全自动固化房、绝缘检测仪、组件IV分选检测仪、电烙铁。材料模型包括：钢化玻璃、EVA、TPT、焊带、156多晶太阳电池片、铝合金边框、玻璃胶、接线盒、助焊剂、MC4接头等... 一.1.2. 互动设计 第一人称视角控制主角场景漫游，学员可以在三维空间中自由活动和观察场景中的物体。 主角走到生产线相关岗位内，出现信息提示，点击弹出全息UI，动态图文与人工智能语音相结合提示关键知识点 与车间工程师对话了解生产相关知识 学员可操作车间里的检测设备，发现问题并进行问题组件返工。

本产品制作工艺简便，材料易得，结构牢固，密封性能好，造价低廉，易于推广，除用于生物，医学领域内的实验研究外，也可用于其他工业生产或生活中。