研究团队面向生命科学发展的迫切需求，研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能的，集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 南开大学机器人与信息自动化研究所于1992年在国内率先开展面向生物医学工程的微操作机器人研究，并于1996年研制成功国内第一台面向生物医学工程的微操作机器人系统，2002年获得微纳机器人领域第一个国家技术发明二等奖。 近些年来，研究团队面向生命科学发展的迫切需求，研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能的，集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪。研究团队利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程，并致力于提高克隆操作发育率。首先，通过在核移植过程中分析细胞受力，提出了基于最小力的细胞拨动方法，攻破了自动化核移植最大的技术屏障；其次，探索了面向减小细胞伤害的微操作方法，提高了胚胎发育中最关键的指标——囊胚率；最终，在2017年，将510枚利用该仪器完成核移植的重构胚移植到代孕猪中，并于2017年4月底分两胎生下17头小猪。这是世界首例由机器人完成核移植操作的克隆猪，该成果已被国家自然科学基金委及新华社、人民日报、中央人民广播电视台等媒体进行报道。

产品概述： 中医推拿实训教学系统：包含真实成人大小背部推拿模型与中医推拿实训教学系统，模型采用硅胶外皮，手感逼真，解剖标志明显，可多次重复进行推拿手法练习。背部模型内置精密压力传感装置，实时与电脑进行互联通信，结合最新的计算机三维技术，通过虚拟仿真技术，将推拿学的手法、力度、频率参数等进行呈现，并可进行穴位学习，加深穴位认知，还可通过考试考核检验学习成果，方便对比教学。 一、实训功能 *1.1、推拿力度：通过平滑模糊的热力色块展示推拿区域推拿力度的大小；柱形图实时体现推拿练习的力度值大小，可与标准值对比学习。 1.2、标准频率：动态实时波形图反馈推拿标准频率、力度等内容，方便对比。 *1.3、操作频率：动态实时波形图实时反馈推拿力度的变化，同时数据显示单位时间内推拿的次数。 *1.4、实时视频：可以通过自带摄像设备实时录制影像，方便学生查漏补缺，及时纠正错误。 *1.5、实时实训：在仿真背部模型上进行推拿练习，获取推拿的部位、力度、区域边界，同时软件上3D虚拟人体同步显示此次推拿手法的各项数据。 1.6、手法展示：推拿操作时可在虚拟仿真软件里面实时反馈。 1.7、推拿部位：在仿真模型背部施力或力度变化时，虚拟仿真软件的三维部位实时反馈。 *1.8、区域边界：对按摩区域的认知，通过实时实训检测对比区域边界。 1.9、推拿手法：包含多种推拿手法的视频教学，可调节视频倍速与音量。 *1.10、范例录制：教师端自定义范例并储存，学生端以此作为练习和考核标准。 1.11、实训考核：推拿手法配合仿真背部模型进行推拿实训考核。 二、软件功能 *2.1、推拿手法：包含①基本手法：一指禅推法、一指禅偏锋推法、㨰法、揉法、摩法、推法、按法、点法、拿法、拨法、抖法、屈伸法、背法、擦法、抹法、指压法、捏法、搓法、拍法、击法、弹法、振法、摇法、拔伸法、扳法（脊柱扳法）、其他扳法等视频教学；②复式和特殊手法：拿揉法、牵抖法、推摩法、扫散法、捏脊法、踩蹻法等视频教学；每种手法都详细注解了该手法的定义、术式、要领、应用、按语等内容； *2.2、穴位认知包含十四经络和经外奇穴及其所属穴位≥800个（包含双侧），点击穴位可直观了解穴位所在位置。针对每条经络及穴位的点位、解剖位置、主治病症、异常情况均有详细释义，并可以利用三维虚拟数字人体交互操作使用。 2.3、经络循行：通过三维动效形式展示，可直观了解人体经络循行。 *2.4、可对数字模型进行放大，缩小，平移，一键初始状态，一键返回主页面，一键从前、后、左、右、上、下六视图切换等多种操作。 2.5、系统设有多种背景颜色适配多种场景。 2.6、语音功能：针对详细注解内容，进行对应的语音讲解。 2.7、透明功能：可一键透明皮肤，肌肉，骨骼，也可以调节不同层级的透明度，利于学习针灸腧穴对应的内部解剖结构。 *2.8、身体层级：可对皮肤、肌肉、骨骼、脏器、血管、神经等解剖系统进行隐藏和显示。 2.9、文字介绍：点击任意腧穴都可以显示其名称，介绍等信息。 2.10、即触即显：任意点击某个腧穴，系统立即显示其名称及对应结构注释。 2.11、骨度分寸：以《灵枢·骨度》里的人体各部的分寸为基础，用于腧穴定位的方法。根据当前学习的穴位，一键获得根据骨度折量定位法得出的位置信息，更方便腧穴认知。 2.12、对称穴位：不仅可以学习单侧的经络穴位，更方便进行对侧穴位的认知学习。 2.13、截图：可对系统界面进行截图保存。 *2.14、常见的危险穴位具有特殊标记，详细信息包含针刺异常情况表现及情况处理。 三、考试管理功能参数 *3.1、教师端功能 试卷管理：可以调用内置试题库，编辑试题组成试卷。 学生管理：学生信息的导入和编辑管理。 考试结果：实时查看考核结果。 智能分析：通过对考试结果的分析，方便教师掌握学生实际状况。 *3.2、学生端 考试模式设置：可以实时接收试题库，实时进行考试。 实时提交：实时显示考核结果并记录进个人中心，方便查看。 实时视频：通过自带摄像设备进行推拿实训视频实时录制。 3.3、个人中心 个人考试记录：可以查看推拿练习记录、考核记录详情，也可删除相关记录，方便进行针对性的练习。 记录详情：可以查看操作记录回放及各项具体操作数值变化。 个人注册登录：登录个人账号查看个人相关信息。 个人设置：可以针对性的进行个性化设置。 四、智能化教学管理系统 1、可将教师机的屏幕信息实时分享到学生机上，此过程中，学生机无法进行其他操作。 2、可将某一学生机的屏幕信息分享到其他学生机或教师机上。 3、教师机可给学生机分发文件、图像和视频。 4、教师机可单独给某个学生机发送文本消息。 5、教师机可远程控制学生机界面。 6、教师机可截取任意学生机屏幕界面。 7、教师机可锁定学生机操作。 8、教师机可对学生机进行远程的开关机。 9、教师机可远程打开学生机的网站和启动程序。 五、配置清单 1、多功能一体台车：符合人体工程学设计的一体台车。 2、电脑一键开机，启动带有灯光提示，可旋转屏幕支架。 3、电脑配置：intel i5处理器、 8G 内存、 SSD高速固态硬盘、独立显卡支持高清输出、24寸高清显示器。 4、人体高仿真硅胶背部模型一个，硅胶材质，手感真实，可触及脊椎等骨性标志。 5、仿真背部设备随电脑主机的供电情况而开启与关闭。 六、中医推拿实训仿真系统V1.0 一套

产品详细介绍全光谱太阳光Q-Sun进口氙灯老化试验箱模拟室内或户外光照引起的破坏作用。氙灯发出的光包括紫外线、可见光和红外线。经过滤的氙弧光是测试颜料、染料和油墨等产品的光稳定性的最佳方法，这些产品对太阳光中的长波紫外线和可见光敏感。相对湿度控制Q-Sun的许多型号具有相对湿度控制功能。当材料经受物理压力时，它们试图与周围环境保持湿度平衡，这时相对湿度会影响材料的降解。相对湿度同时也会影响样品干燥的速度。 水喷淋 使用纯净水直接喷淋来模拟户外潮湿侵蚀的影响。水喷淋可设定在光照或黑暗循环进行。除了起到氧化作用，水喷淋还可引起热冲击和/或机械腐蚀。使用双喷淋功能模拟酸雨侵蚀为了研究汽车面漆酸蚀问题，BASF和Q-Lab共同开发了一个新的测试方法，叫做BASF加速酸蚀测试(Q-Sun BAAT)。该方法利用Q-Sun Xe-3-HDS (双喷)和酸雨溶液。 经过几年的研究，Q-Sun BAAT测试是唯一公认有效的酸雨测试方法。这个方法已经显示户外测试结果与实验室400小时的结果之间存在极好的相关性。有关Q-Sun BAAT测试的详细信息请参考技术。Q-Sun Xe-3氙灯试验箱选配件湿度控制. 只有Q-Sun Xe-3氙灯人工气候模拟箱可以实现相对湿度控制。这些型号同时控制、监控及显示相对湿度、黑板温度和箱体温度。水喷淋： 在Q-SunXe-1和Q-SunXe-3中都可以进行水喷淋测试，且即可在光照循环又可在黑暗循环下进行。喷嘴位于曝晒箱的顶部。背喷.：一些SAE测试方法中要求背喷，水可以同时喷到样品的正面及背面。双喷：只有Q-SunXe-3可以实现双喷，可以往样品上喷淋另外一种溶液，如酸雨溶液或肥皂溶液。大的外部储水罐、离心泵及过滤片可以安装在一个轻便的推车上。制冷机.：Xe-1和Xe-3型号都可安装制冷机。当测试对热量敏感的材料时，制冷机可提供低温。Xe-1和制冷机是一体的，所以制冷机起到了测试箱“底座”的作用。而对于Xe-3，制冷机是一个单独的配件，需要另外的空间。了解更多信息请访问http://laohua.hjunkel.com/P-107.html 或致电400-680-8138

产品详细介绍量程：10mL～9999mL；分度值：1mL；精度：±2.5%；工作电压：AC220V±10%；工作环境：温度0～40℃  　湿度≤90%RH

产品详细介绍量程：10mL～9999 mL；分度值：1mL；精度：±1%F.S；工作电压：AC220V±10%；工作环境：温度0～40℃  　湿度≤90%RH；

脉冲红外热波（热像）无损检测设备以闪光灯为热激励源，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和金属板壳结构内部缺陷检测的可视化、数字化、定量化的检测设备。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击缺陷；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱胶；铝蒙皮和金属板背面的腐蚀；热障涂层的内部脱粘、厚度不均；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备是自行研制的设备，具有自主知识产权。 技术指标：1. 脉冲能量：3000～6000J；2. 图像分辨率：320*240；3. 检测时间：10～20s；4. 单次检测面积：300mm*200mm以上。

调制红外热波（热像）无损检测设备以频率可调的余弦波(Look-in法)或阶跃函数方式对检测对象进行连续光热激励，以红外热像的相位信息检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和多层胶接结构内部缺陷检测的可视化检测设备。与脉冲热像法相比检测设备简单、检测深度更深，但检测时间较长。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱粘；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备是自行研制的设备，具有自主知识产权。 技术指标：1. 加热功率：1000～4000W；2. 图像分辨率：320*240；3. 检测时间：20-300s；单次检测面积：300mm*200mm以上。

研究了分子给体单元调控对荧光性能的影响。由于染料发射波长越长越有利于增加穿透深度，于是增加了一个连接S单元的噻吩作为第二给体（D2）。噻吩的引入可以增加分子的共轭长度从而使荧光波长红移，但导致QY下降。进一步对连接受体A的第一给体单元（D1）进行结构调控，首次以辛烷噻吩作为D1。相对应的染料IR-FTAP在水溶液中QY高达5.3%，明显优于其它给体单元。 通过分子动力学模型与密度泛函理论的计算，发现憎水性的辛烷噻吩相较于其它D1单元可以有效减少共轭骨架中心与水分子的作用。计算结果也进一步证明了水中的QY与骨架中心与水分子的相互作用紧密联系。 还在IR-FE分子的基础上引入一条PEG链并在其他三条侧链引入羧基得到分子IR-FEPC。IR-FEPC可以高效的与重组人绒毛膜促性腺激素共价连接。斯坦福大学戴宏杰课题组等成功将这一探针应用于卵巢三个阶段的促黄体生成激素受体的特异成像

本项目创新性提出利用七台电缸作为模压机构的伺服驱动元件，相比国外气缸驱动的玻璃模压成形设备，更有利于对模压速度、模压位置与成形压力的精密控制。设备使用的工业控制系统，比可编程逻辑控制器更利于对模压成形过程进行工艺调试、条件优化以及对工艺数据的导入导出。此外，设备还对加热模块进行了进一步优化，有更宽的温度调控范围。 课题组通过技术攻关，在模具材料制备、微纳模具超精密加工与微纳光学器件超精密模压成形方面，已经形成了具完全自主知识产权的玻璃模压加工工艺。基于开发的全电机伺服驱动精密模压成形机，可实现在可见光玻璃和红外玻璃材料上加工自由曲面透镜、非球面透镜、微沟槽、微柱面镜阵列、微棱镜阵列、微透镜阵列等光学器件。对于国内微纳光学器件制造意义重大。 红外场景模拟器产品是应用于红外图像探测设备产品的质量检测。目前红外图像产品大量应用于防务和民用，在防务上主要用于目标的全天候探测，民用主要在火灾监控，安防监控，高压输电线路监控，医用疾病诊断，工业生产过程监控等应用领域。所以对红外成像设备的质量检测方面的应用需求也随之大幅度增加。北京理工大学为国内数不多的生产研究厂家之一，研究水平处于领先地位。 红外目标模拟器的核心器件是自主研发的基于MEMS技术的可见光/红外动态图像转换装置，利用MEMS工艺制作的转换芯片可以将可见光图像转换为红外图像，这种器件在结构和制作工艺等方面都相对简单，而且成本低，尤其是这种方法可以解决导引头探测器与图像生成器之间扫描体制难以匹配的问题。经过三十多年的研发，可见光/红外图像转换芯片的技术已经成熟，可以为红外目标模拟器的研发提供稳定的技术支持。研制的红外动态场景模拟器在国内处于领先地位，技术水平处于国际先进。产品的小量定制生产已经成功，已投入运用。 图1：本项目研发的样机