感官控制的人机交互(human-machine interface, HMI)可以在人和外界 设备之间建立新的自然交流途径，有利于提高人们的生活品质，例如，有意识 地眨一下眼睛，即可开/关电灯。传统的采用眼为微弱的体表生物电信号，却 忽略了眨眼引起的太阳穴附近皮肤的微小运动。本项目采用摩擦纳米发电技术 (triboelectric nanogenerator, TENG ),设计一种微运动 / 位移传感器 (mechnosensationalENG, msTENG),对于该微小运动的探测有极高的灵敏度 (数百倍于同步眼电信号)，并且相对于传统的眼电探测电极具有更好的耐久 性和稳定性。通过与眼部巧妙的附着方式，获取高灵敏度和持久稳定的眨眼 信号采集，并将此眼部微动传感器用于人机交互，构建了眼动控制家用电器 和眼动虚拟打字界面等人机交互系统。这一研究的开展，给感官控制人机交 互领域注入了新的设计理念，使得通过眨眼来控制外部设备有希望从实验室走 向我们的日常生活。 关键技术： (1)  基于摩擦纳米发电技术的眼部微动传感器设计(包括工作模式的选择, 摩擦材料、电极材料的选择及加工等)以及器件制作工艺水平，都将直接影响 传感器的灵敏度、稳定性、美观舒适性，这在整个系统中是最为关键的技术。 (2)  眼部微动传感器在眼部周围附着方式的设计，需要保证器件的灵敏度、 信号的稳定性和操作的方便性，并考虑使用上的舒适美观。这是这项技术能否进 入人们实际生产生活的重要因素之一。 (3)  基于眼部微动传感器的人机交互界面的开发，要求功能适用、界面友 好、操作简易、性能稳定，便于正常人群和闭锁综合征LLock-in，)患者等特 殊人群的使用，这是这项技术具有重要应用前景的关键技术之一。创新点： (1)     首次将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动高灵敏传感器作为替 代传统生物电传感器应用于感官控制的人机交互系统，为人工智能领域注入了 新的传感器设计理念。 (2)     将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动眼部微动传感器巧妙地固 定在眼镜架上，并做到位置可微调，对比传统的眼电传感器将多电极贴在眼部 附近，不仅美观舒适、成本低廉和操作简单，而且采集的信号灵敏度高，信号 输出稳定可靠。 (3)     摩擦电和静电感应耦合的传感技术，采用的单电极信号采集，直 接采集微运动引起的电信号，从信号采集源头上突破了传统的生物电信号采集 弊端(采集多电极间势差变化信号)，可提高传感器的灵敏度数百倍。因此，避 免了传统眼电系统中精准识别算法的开发和严格操作技术的培训等。市场及经济效益分析： 基于摩擦纳米发电技术的微动传感器制作成本低廉，因其高灵敏度和 可靠性带来的后端设备简化，以及其操作的简易性和侃戴的美观舒适性，都 将促成该项研究成果走出实验室服务于广大群众，特别是渴望与外界因此具有非常大的市场价值。恢复交流的特殊疾病患者们，而这一群体在中国高达20 万人并有逐年上升的趋势。

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 史雨杰 电信院/自动化 2019.9/2023.7 201931072537 李耀辉 电信院/机器人工程 2019.9/2023.7 201931072628 刘忠跃 电信院/自动化 2018.9/2022.7 201831073203 王怡欣 电信院/自动化 2018.9/2022.7 201831073423 孟泽涛 电信院/自动化 2018.9/2022.7 201831073302 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 李杰 电气信息学院 讲师 人工智能 四、项目简介 本项目基于虚实交互技术、仿生机器狗运动控制、机器视觉、机器算法等方面展开研究。其目的在于增强虚实场景下机器狗与现实环境的交互能力，使其更快速地适应复杂地形，并借助机器视觉丰富其应用性。机器狗采用Jetson-Nano为主控板，其上运行ROS系统，采用分布式运行rosserial_arduino、rosbridge实现机器狗运动控制和虚拟场景通信的环节；利用SLAM技术精确构建地形图样，模拟人的真实视觉功能并通过图像摄取装置赋予机器狗，使机器狗能够对图像信号进行获取和识别，并通过数字化处理以实现其在多目标环境下的个体追踪功能以及对人体的姿态识别功能。

朱立新博士，山东沂南县人，中科院自动化所所博士、美国密歇根州立大学博士后，目前任北京师范大学互联网教育智能技术及应用国家工程实验室高级工程师，互联网教育智能技术及应用国家工程实验室学习环境设计与评测实验室联席主任，研究生导师。 曾经在中国科学院、美国密歇根州立大学（MSU），从事芯片研发、VR硬件、物联网等工作，在英特尔公司、美国科胜讯半导体、国内北斗星通公司、武汉梦芯科技公司、爱奇艺VR公司，从事过数字电视芯片、手机芯片、电力线上网芯片、北斗导航芯片及其终端、物联网、教育机器人、VR一体机、人工智能等领域等研发工作。 曾经作为主要技术工程技术研发总监，参与了国内某一线品牌VR一体机芯片评估选型，硬件设计研发，嵌入式软件研发，应用层软件研发，歌尔工厂的生产，产品品牌的线上和线下技术咨询，围绕产品的融资。

朱立新博士，山东沂南县人，中科院自动化所所博士、美国密歇根州立大学博士后，目前任北京师范大学互联网教育智能技术及应用国家工程实验室高级工程师，互联网教育智能技术及应用国家工程实验室学习环境设计与评测实验室联席主任，研究生导师。 曾经在中国科学院、美国密歇根州立大学（MSU），从事芯片研发、VR硬件、物联网等工作，在英特尔公司、美国科胜讯半导体、国内北斗星通公司、武汉梦芯科技公司、爱奇艺VR公司，从事过数字电视芯片、手机芯片、电力线上网芯片、北斗导航芯片及其终端、物联网、教育机器人、VR一体机、人工智能等领域等研发工作。 曾经作为主要技术工程技术研发总监，参与了国内某一线品牌VR一体机芯片评估选型，硬件设计研发，嵌入式软件研发，应用层软件研发，歌尔工厂的生产，产品品牌的线上和线下技术咨询，围绕产品的融资。

中试阶段/n该技术可以解决云平台上的虚拟机节点因为宕机故障，导致节点上 运行的业务应用会中断或者运行状态丢失的问题。该技术包含本地热备 和远程灾备两种模式。本地热备支持局域网上的虚拟机节点之间的备份 和故障切换；远程灾备支持广域网上位于两个不同物理位置的虚拟机节 点之间的备份和故障切换，从而满足业务应用的容灾需求，在某个物理 位置上的服务器发生整体损毁时，保证业务应用的连续性。 主要技术指标：实现双虚拟机热备，主节点发生故障后，备份节点 自动激活，实现快速透明切换，节点间切换不影响对外提供服务，本地

Ø  成果简介：高频响伺服系统综合测试台能够分别在空载和负载条件下，对伺服系统的稳态性能和动态性能进行测试分析。该系列测试台具有测试频率范围大，动态精度高的优点。测试台采用新型加载方式，有效消除伺服系统加载过程中的多余力，有效提高了加载精度和测试精度，最大测试频率可达60Hz，尤其适用于高频响伺服系统的测试。Ø  项目来源：自行开发Ø  技术领域：测试与控制Ø  应用范围：用于各

系统覆盖面大，数据率高(17.5kbps)、便于移动，性能可靠，价格低廉。其高速数据传输性能按每秒一刷新考虑，可为45条线路站牌提供数据信息，另外还可为交通诱导等信息服务方面提供方便。 市场应用前景： 基于调频广播副载波的数据传输系统在国内外早已有成功运行的先例，国内也有股票、差分GPS信息、交通诱导方面有很多运用。目前开发的电子站牌乘客信息服务系统已被北京公交、长春公交等地看好，相信会在智能交通(ITS)方面做出应有的贡献。 与国内外技术水平比较： 调频广播副载波数据传输系统属国内领先，达到国际同类水平的技术。基于此系统的电子站牌尚属首家。

成果简介：高频响伺服系统综合测试台能够分别在空载和负载条件下，对伺服系统的稳态性能和动态性能进行测试分析。该系列测试台具有测试频率范围大，动态精度高的优点。测试台采用新型加载方式，有效消除伺服系统加载过程中的多余力，有效提高了加载精度和测试精度，最大测试频率可达60Hz，尤其适用于高频响伺服系统的测试。 项目来源：自行开发 技术领域：测试与控制 应用范围：用于各类伺服系统的综合性能测。 现状特点：核心技术国内领先 技术创新：测

聚焦计算机实验室上机管理核心业务，覆盖机房上机全场景应用(上课上机、专项上机、自由上机)。简化实验室上机资源分配流程，提供高效易用的上机管理和服务，通过数据分析与挖掘、可视化呈现等手段，为机房管理者日常运营管理，以及实验室建设效果展示，提供了有力的数据支撑，方便信息化管理者实时掌握应用的数据变化，有效合理的运营决策。 方案架构 服务器端:系统服务器程序、用户认证服务程序 客户端:支持部署在多种架构(VDI/VOI/IDV)的云桌面和PC桌面中,客户端负责接收服务器指令 管理端:通过浏览器访问,统一远程管理大规模的上机终端设备,支持跨校区管理 微信小程序:学生通过手机微信小程序,完成上机课程查询和上机预约 方案组成 上课上机管理 [应用场景]：适用于学校不同专业实验课程上机安排，根据排课课表进行上机 [上课上机流程]：教师申请课程任务⇒管理员执行排课⇒准备上课上机⇒指定桌面，执行上课⇒提醒学生下课，上机结束 专项上机管理 [应用场景]：适用于临时申请实验机房，比如:专业实操训练、校外招聘考试、学期末考试等上机需求场景 [上课上机流程]：教师提前申请⇒上机实验室和时间申请成功⇒准备专项上机⇒指定桌面，执行上机⇒提醒学生下课，上机结束 自由上机预约管理 [应用场景]：适用于非上课上机和专项上机时段外，都可以灵活安排对外开放，学生自由预约上机,资源充分利用 [上课上机流程]：学生提前预约⇒预约时间到，学生登录上机⇒预约时间结束，提醒下机 价值优势 1）多种上机模式 提供多种上机模式，满足不同的实验机房上机应用需求，提高实验机房资源利用率。 2）灵活上机排课，上机联动 课程排课支持按校区排课,便于大项目跨校区应用；到点按课表执行上课上机，可自动切换进入指定桌面系统。 3）多维度上机数据分析 提供“实验机房应用分析”，包括终端使用时长、桌面并发数、桌面访问次数、软件使用次数等分析，以及“学生上机时长分析”、“课程考勤╱课程课时分析”。 4）多形态终端桌面统一管理 可以统一管理不同形态终端桌面，包括VOI、VDI、IDV云桌面，以及PC桌面，统一纳入上机桌面，进行集中管理。