一、项目简介 当前虚实融合技术面临的重大挑战可以归结为以下两个关键科学问题：（1）非配合虚实环境的无缝融合与交互自然呈现。（2）云环境下虚实融合环境的语义理解、统一表达与应用软件快速定制。为解决上述两个关键科学问题和技术瓶颈，本项目重点研究了自然虚实融合呈现的硬软件技术和装置，构建虚实融合应用流程框架和规范，创新云软件定制和服务模式，实现应用示范。充分利用移动、穿戴式设备的多传感器优势以及云端结合方式进行三维结构的重建、语义标注、识别理解与信息关联。 二、前期研究基础 目前已发表论文10篇，包括4篇期刊论文等（包括TIP、TMM等权威期刊论文）。申请专利3 项。 三、应用技术成果 1）基于搜索的图像深度估计，相对误差低于传统方法，对训练集的需求小于基于深度学习的方法。 Make3D数据集的深度估计结果2）基于双模深度玻尔兹曼机（DBM）的三维场景物体检测框架，给出了RGBD训练数据不足的难题，流程如下 3）基于序列约束的哈希算法在不同比特率情况下均取得了很好的效果。 在LabelMe和Tiny100K上使用不同哈希比特率的效果

自疫情发生以来，对于劳动密集型的制造业企业来说，尽可能减少工人聚集和交叉接触成为企业复工复产的重要保障。但在生产经营活动中，必要的沟通、协同、信息互通和反馈指导不可避免，这其中涉及了离散制造的多个部门（销售、采购、计划、生产、仓库、财务等）、多个生产工序以及多个工种。北大信息技术高等研究院智能工厂实验室利用工业领域企业级数据中台的优势，全面整合企业生产经营环节的关键数据，并利用数据智能对齐、行业知识图谱等关键技术，实现面向制造业的全流程可溯源的透明管控线上生产链，迅速帮助企业集中获得每一个线下关键生产环节的实时进度，并且能够细化到订单、生产设备、运行情况等细节，同时根据挖掘算法提供有效的智能辅助决策建议，在高效保障生产经营管控的同时，最大化地减少不必要的人员聚集，实现数据中台的指挥室作用，快速实现复工复产，有效提升生产效能。 拟解决的核心问题： 1、无法在生产环境外远程下单，下单效率低； 2、工厂远程管控困难，无法掌握订单的详细生产进度，并预测交期，难以面向JIT及时交货； 3、对生产缺少全维度统计掌握，需要跨系统反复查询； 4、在线实时分析困难，缺少必要的预测辅助参考； 5、生产环节无法自下而上进行反馈； 6、多源异构数据融合困难； 7、缺少人工智能的辅助决策。 预期实施效果： 1、移动端远程下单，基于混合云架构，实现内外网数据互通； 2、移动端跟单进度，多源异构数据融合，实现生产环节全流程线上实时可见； 3、生产数据实时监控，关键指标实时汇总，实现工作进度量化可见； 4、形成线上闭环数据看板，在线辅助指导生产经营； 5、沉淀大数据资产，形成工业领域企业级数据中台； 6、实现订单生产智能逾期预警、订单销量智能预测、原材料动态库存优化。

研制了国际首例稳定可逆的单分子光开关器件（ Science ,  2016 ,  352 , 1443;  J. Phys. Chem. Lett. ,  2017 ,  8 , 2849）；观察到了低温下联苯基团由于σ单键的旋转产生的精细立体电子效应（ Nano Lett. ,  2017 ,  17 , 856）；研究了分子间主客体相互作用的动力学过程（ Sci. Adv .,  2016 ,  2 , e1601113），揭示了羰基和羟胺反应形成酮肟的分子机制（ Sci. Adv. ,  2018 ,  4 , eaar2177），证实了利用单分子电学检测方法研究单分子反应动力学的可行性，为实现单分子化学反应的可视化研究迈出了重要的一步。他们利用硅基单分子器件实现了具有单碱基对分辨率的DNA杂交/脱杂交动力学过程的研究（ Angew. Chem. Int. Ed. ,  2016 ,  55 , 9036）；在单分子水平上揭示了分子马达水解的动力学过程（ ACS Nano , 2018 ,  11 , 12789），展现了单分子器件在单分子生物物理研究方面的可靠性。

围绕未来能源需求特性辨识、场站/设备智能监测、能效优化管理3项核心内容，开展研究并提出以下3个核心创新点，创新点一为基于数据驱动的需求侧用能行为特性辨识及容量价值评估方法，有效解决了需求侧用能行为特性分析难度大、精确度差、有效性低的问题，为能源电力系统容量规划和优化投资提供了科学依据；创新点二为基于数据挖掘计算的多元设备状态监测与需求侧能效优化技术，解决了需求侧用能设备运行状态监测能力差、管控水平低的问题，实现提质增效；创新点三为基于数据高效融合计算的场站环境监测及虚拟现实交互技术，有效解决了各种环境参数大量冗余导致的监测结果误差大的问题。 平台可应用于包括智能设备制造与销售、能源设备在线监测、能源设备全寿命周期管理、能源站点智慧运行维护、用能负荷预测、能质能效分析与应用等。

翟继先课题组此次发布的数据库（Arabidopsis RNA-seq database, ARS）整合了来自GEO、SRA、ENA和DDBJ数据库的20,068个拟南芥RNA-seq数据，提供了“Google-style”在线查询工具。该研究对所有文库进行了基因表达水平定量和共表达网络分析，并将所有文库进行分类，总共涉及1176个突变体、1102种处理条件、12个组织和176个发育时期，同时也对突变体和处理条件分别同对应的对照组进行差异表达分析。

利用硅基单分子器件研究了分子马达水解的动力学过程，发现了无标记的电学检测方法观察到的分子马达的转动速度要比荧光标记的方法快一个数量级（ACS Nano 2018, 11, 12789）以苯环为骨架、芴基为核心的共轭分子，并在末端修饰上氨基，通过稳定的酰胺键将带有羰基官能团的功能分子连接在石墨烯电极之间，通过使用自主搭建的高速电学测试平台对化学反应进行了实时监测。大的共轭结构以及酰胺共价键的强耦合保证了分子具有良好的导电性；在化学反应进行的过程中，分子结构的变化将导致分子轨道发生改变，从而影响导电通道，影响器件的电导特性。

随着我国城市化进程，城市的交通愈发拥堵，为此越来越多的城市开始建设地铁轻轨系统。运用安全管理信息系统充分利用当今先进的网络技术和计算机软硬件技术，对信息进行有效的科学管理，帮助领导层及时准确地掌握各项关键业务信息。    系统功能： 整个系统由基础数据、半自动排班、信息发布与查询、出退勤管理、系统管理、车质管理等模块组成。 该系统实现了列车运用管理过程中的列车质量、列车计划、列车乘务员人员派班、人员管理等方面的信息管理问题。具体功能如下： （1）列车乘务员管理方面，将全体列车乘务员个人信息输入电脑，利用电脑进行人员管理，请、销假使用光电指纹仪进行登记，人员动态变化随时都在控制中；制定合理的列车乘务员出乘计划，控制列车乘务员定时定量进行休息，按规定提前时间出勤。列车乘务员的出勤、退勤、请销假都使用光电指纹进行登记，实现了列车乘务员由出乘到退勤一次作业过程的有序可控； （2）实现了对列车走行公里、运用日志的统计、对人员动态、人员考勤的统计、安全公里、安全天数和事故的统计； （3）在运用分析方面的列车次数、交路情况、考勤情况及检修情况的统计等全由微机完成，显示及时准确，将车辆段配属及支配的列车输入电脑管理，及时跟踪列车动态，为列车的合理运用、检修保养提供科学的依据，保障列车在运用过程中的安全； （4）对列车乘务员安全教育培训、上岗规章制度考核做到每日一题，有利于提高安全意识，加强业务水平的提高； （5）实现了轻轨车辆的各种维修方式的循环调度、各种工作表格的综合管理； （6）通过制定车辆接发车计划实现了对车辆段的现场情况的调度管理。 运行环境： （1）硬件设备 客户端计算机基本配置：处理器PentiumIII800，内存256MB，显示适配器256色，硬盘4GB。服务器计算机基本配置：处理器PuntiumIV2.6G，内存512MB，硬盘40GB。 其他硬件配置：触摸屏、LED大屏幕，语音卡、打印机、交换机。    （2）软件环境 客户端操作系统：Windows XP 系列 服务器操作系统：Windows Server 2003 系列 数据库系统：Oracle 9i 网络协议：TCP/IP Web浏览器：Microsoft Internet Explorer 6.0或者更高版本 运行情况及效果： “运用安全信息管理系统及列车质量管理系统”在天津滨海轻轨车辆段已应用一年，经过与现场的不断沟通，系统功能更加完善，并且运行稳定，大大地提高了管理水平和工作效率。该系统的应用，改变了传统的工作方式，增加生产管理的科技含量，为车辆段工作的高效性及其安全性提供有力的保障，提高车辆段运用安全管理水平及整体工作效率，为领导者的决策提供了科学的依据，促进了轻轨列车管理的自动化水平，推动津滨快轨交通的快速发展。

研究团队从事建筑设备系统调试和洁净环境系统检测认证近 20 年，积累了丰富的实践经验，服务企业上百家，主要有（英特尔、德州仪器、台积电、辉瑞制药、大冢制药、多美滋、阿斯利康、罗氏制药、美药典、中石油，中国华能、美国康宁、德国蔡司等），团队具有建筑深度能源审计、LEED 认证现场测试的专业经验；同时还可协助药企进行 GMP 和 FDA 认证的洁净室检测服务。

随着我国城市化进程，城市的交通愈发拥堵，为此越来越多的城市开始建设地铁轻轨系统。运用安全管理信息系统充分利用当今先进的网络技术和计算机软硬件技术，对信息进行有效的科学管理，帮助领导层及时准确地掌握各项关键业务信息。 系统功能： 整个系统由基础数据、半自动排班、信息发布与查询、出退勤管理、系统管理、车质管理等模块组成。 该系统实现了列车运用管理过程中的列车质量、列车计划、列车乘务员人员派班、人员管理等方面的信息管理问题。具体功能如下： （1）列车乘务员管理方面，将全体列车乘务员个人信息输入电脑，利用电脑进行人员管理，请、销假使用光电指纹仪进行登记，人员动态变化随时都在控制中；制定合理的列车乘务员出乘计划，控制列车乘务员定时定量进行休息，按规定提前时间出勤。列车乘务员的出勤、退勤、请销假都使用光电指纹进行登记，实现了列车乘务员由出乘到退勤一次作业过程的有序可控； （2）实现了对列车走行公里、运用日志的统计、对人员动态、人员考勤的统计、安全公里、安全天数和事故的统计； （3）在运用分析方面的列车次数、交路情况、考勤情况及检修情况的统计等全由微机完成，显示及时准确，将车辆段配属及支配的列车输入电脑管理，及时跟踪列车动态，为列车的合理运用、检修保养提供科学的依据，保障列车在运用过程中的安全； （4）对列车乘务员安全教育培训、上岗规章制度考核做到每日一题，有利于提高安全意识，加强业务水平的提高； （5）实现了轻轨车辆的各种维修方式的循环调度、各种工作表格的综合管理； （6）通过制定车辆接发车计划实现了对车辆段的现场情况的调度管理。    运行环境：  （1）硬件设备 客户端计算机基本配置：处理器PentiumIII800，内存256MB，显示适配器256色，硬盘4GB。服务器计算机基本配置：处理器PuntiumIV2.6G，内存512MB，硬盘40GB。 其他硬件配置：触摸屏、LED大屏幕，语音卡、打印机、交换机。 （2）软件环境 客户端操作系统：Windows XP 系列 服务器操作系统：Windows Server 2003 系列 数据库系统：Oracle 9i 网络协议：TCP/IP Web浏览器：Microsoft Internet Explorer 6.0或者更高版本    运行情况及效果： “运用安全信息管理系统及列车质量管理系统”在天津滨海轻轨车辆段已应用一年，经过与现场的不断沟通，系统功能更加完善，并且运行稳定，大大地提高了管理水平和工作效率。该系统的应用，改变了传统的工作方式，增加生产管理的科技含量，为车辆段工作的高效性及其安全性提供有力的保障，提高车辆段运用安全管理水平及整体工作效率，为领导者的决策提供了科学的依据，促进了轻轨列车管理的自动化水平，推动津滨快轨交通的快速发展。