我国科研团队首次利用机器学习反求设计（machine-learning inverse design）实现三维矢量全息(Three-dimensional vectorial holography)新技术的相关研究成果发表在国际顶级学术刊物《科学进展》上。该杂志为《科学》(Science)刊物旗下子刊，是一个涵盖所有学术领域的开放性、综合性科学刊物。 这项光学全息技术领域的突破性研究，由上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领衔的未来光学国际实验室完成。研究中基于机器学习的反求设计，可精准且迅速地产生一个或多个任意三维矢量光场，有望应用在超宽带全息显示、超安全信息加密以及超容量光存储、超精确粒子操控等各个领域。 光是一种电磁波，其在介质中传播的同时伴随着电磁和磁场的振荡，被称为光的矢量特性。研究人员介绍，基于光波的横波特性，光的振荡通常被限制在与其传播方向垂直的二维平面上。近些年，科学家研究发现光的振荡可打破传统二维平面的束缚，通过干涉产生纵向光振荡，即形成第三维光矢量。 但精确产生任意三维矢量光场仍是一个世界性难题。在物理学上，通过求解三维麦克斯韦方程可以正向得到一个三维矢量光场分布，但其不可控。顾敏科研团队利用人工智能的机器学习反求设计，解决了这一难题，率先实现了三维矢量全息，并可精确地控制三维全息图像中每个像素点的任意三维矢量状态。 顾敏介绍，这样的操控是全方位的，包括对每个三维矢量光携带的信息进行编码、传输和解码，因而消除了传统二维偏振光的束缚。“通过人工智能机器学习的新技术，我们首次实现了三维矢量光的操控，并将机器学习的算法延伸到光学全息中去。” 机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。文章第一作者任浩然博士说：“我们研究证明训练后的人工神经网络可有效、快速地产生任意三维矢量光场，达到接近百分之百的准确性，极大地提高了光场调控的效率。” 此外，这项发明为光学全息开辟了一条新道路，首次在全息中证明光的三维矢量状态可以作为独立的信息载体，实现信息的编码和复用。顾敏表示，“这项发明不仅为下一代超宽带、超大容量、超快速并行处理的光学全息系统奠定了基础，同时也为人们加深理解光与物质的相互作用（例如粒子操控）提供了一个崭新的平台。”

本项目的研究成果，能够帮助出行者在出行之前提前规划出行路径，在出行之中选择最优出行路径，同时可以获取实时交通诱导信息、服务信息、事故信息等，提高了出行舒适度和自由度；能够将快速路交通流合理的分配到路网之中，提高道路利用率，缓解局部区域交通拥挤，提升系统整体运行效益。另外，所开发的系统将车辆、道路和使用者应密结合起来，不仅能够有效地解决交通拥挤问题，还能对交通事故的应急处理、环境保护和资源的节约等都有显著的效果，最终有利于交通动态及静态信息在最大范围内、最大限度地被交通管理者、出行者、驾驶员所共享，并通过集成挖掘和多方式的交通信息的发布，从而实施整个快速路交通系统的优化运行，实现快速路管理的信息化和智能化。

新型多用途智能伸缩喷灌车主要由三组电动机、悬臂梁、摄像头、横向伸缩管道、竖向伸缩装置、支撑杆电刷、舵机、上电磁水阀、增压泵、二向阀门、备用水箱、含信号接收装置的自动控制系统等组成。横向伸缩管道两端为对称设计，采用对称式悬索实现大范围牵引伸缩，满足不同范围的喷水覆盖；竖向伸缩装置位于支撑杆内，竖向伸缩装置下部与上电磁水阀、增压泵相连通，通过上部电动机的牵引使竖向伸缩装置上升或下降，实现不同高度的喷水灌溉；喷灌车搭载有备用水箱，根据需要加入农药或可溶性化肥，实现“水药肥”一体化喷灌，喷灌车由车载的自动控制系统根据 GPS 信号控制自动前往指定区域，同时借助车载摄像头实时图像校正路线或规避障碍，也可以由专门负责灌溉的人员驾驶至指定的灌溉区域。 该喷灌车通过单片机的自动控制系统控制各个控制元件，实现喷水管道横向、竖向伸缩以及 360°旋转，能够适应不同地形、不同高度农作物的灌溉需求，高效完成各种复杂环境条件下的喷灌任务，提高灌溉水的有效利用率。

主要从事的是挖掘机的液压阀与挖掘机的非线性控制系统的研究。 主要研究成果：1、攻克了电液比例阀结构设计、制造工艺、精度控制等关键技术，解决了中高端装备中的大流量比例动态控制技术难题。2、研究多路阀阀芯阀体材料和表面质量技术要求，通过调质、沉淀强化热处理、形变压缩技术，获得具有高强度和耐磨性的阀体材料，通过微弧氧化技术、化学复合镀和化学转化膜技术，得到高硬度的阀芯材料。3、分析阀体阀芯在传统表面处理工艺中出现的缺陷和弊端，最终采用激光熔覆的表面改性技术提高阀体阀芯表面性能，解决了高压大流量冲击断裂问题。4、提出了面向多工况的电控液压挖掘机控制策略研究；搭建了基于挖掘机实物和三维建模软件的硬件在环挖掘机试仿真验台。5、实现了自动化挖掘机铲斗位置精确控制，提出了通过使用智能算法优化挖掘机控制器的新的控制方法，通过建立仿真模型和试验证明该控制方法的可行性。

智能体感平衡车控制系统是用于独轮车，双轮车，带扶手车，滑板车等各类智能体感车的驱动控制系统，包括硬件系统和软件系统。智能体感平衡车领域，从 2014 年开始兴起，2015 年逐步推广，2016 年有望更加普及。其主要功能是为各类体感车提供安全，稳定的控制。选用合适的主处理器，通过加速度计和陀螺仪进行测量数据和处理数据，进而精确判断车辆倾角，运用最优的控制算法控制电机，进而驱动控制器，实现对智能体感车快速，安全，稳定的驱动控制，同时加入安全保护算法和安全装置，提高安全，可靠性。2015 年，已经完成了主控芯片，电机，驱动器，传感器等的选型，有了数据融合技术和驱动器控制技术等方面的成熟技术积累，并已开发出性能较为稳定的驱动控制板。

产品详细介绍 支持1000个高精度预置（包含水平、俯仰、镜头*1信息） 云台旋转、镜头全变速控制，水平：0.2°~40°/S，俯仰：0.1°~30°/S 大角度拍摄：水平：300°；俯仰：-45°～+45°（可软件限位） 超低噪音设计，全速运转噪声为17dB 智能软启动和停止，确保画面运动平滑稳定 支持KXWELL/VISCA等多种协议 内置稳压电路，当过压、欠压、过流时可对摄像机进行有效保护 内过线设计，视频可通过云台输出，使外部连线更加简洁 支持3G-SDI信号 支持产品在线升级 小体积、大负载、低噪声 支持正装、侧装、吊装安装方式 可选配网络版、光纤版、无线版  支持专业控制器类型 KXWELL：KX-RP8705、KX-RP8810VW/VB、KX-RP8810VW/VB–J2、KX-RP8800-J2、KX-RW8804-J2等 SONY：RM-BR300，AWS-G500等（订购前请说明） PANASONIC：AW-RP555、AW-RP50等（订购前请说明） VISCA协议控制器（订购前请说明） PelcoP/PelcoD协议控制器（订购前请说明） 自动跟踪接入 支持（根据要求定制） 基本功能 水平、俯仰、变焦、聚焦、光圈、远程开关机、远程录像开启及关闭、摄像机菜单参数*2 旋转范围 水平：300°；俯仰：-45°～+45°；支持软件限位 定位精度 相对定位，0.05°±10% 旋转速度 水平：0.2°~40°/S，俯仰：0.1°~30°/S 阻尼软件可调 支持（厂家预设） 预置位 1000个 (包含摄像机水平、仰俯、镜头信息) *1 协议类型*3 KXWELL/VISCA CPSPO*4 支持，用户可自行选择 摄像机供电保护 欠压/过压/过流 3G-SDI信号兼容 支持 在线升级 支持 控制方式 RS422，可选配网络版、光纤版、无线版 控制距离 1.2km 载重 5kg 电源要求 DC19-24V 功率 15W（不含摄像机） 工作温度 -10℃～45℃ 尺寸（长x宽x高） 144   mm×147mm×210mm（不含侧装臂），211mm×147mm×210mm（含侧装臂） 重量 3.8kg

产品详细介绍 支持摄像机远程开关机，摄像机菜单及参数的远程调整*1 具有SDS功能*2 支持1000个包含水平、俯仰、镜头信息的高精度预置位 全闭环设计技术，无上电自检，无累计误差 智能软启动和停止，确保画面运动平滑稳定 支持KXWELL/VISCA等多种协议 内置稳压电路，对摄像机进行有效保护，出现过压、欠压、过流等情况，摄像机电源将无法打开 支持产品在线升级 俯仰轴硬限位自行可调 全方位防绕线设计 支持电动镜头增倍控制 自动/手动光圈可远程切换，手动光圈状态下可远程设定光圈大小，有效解决拍摄主体太亮或太暗问题 内过线设计，视频可通过云台输出，使外部连线更加简洁 小体积、大负载、低噪声 支持正装、吊装安装方式 可选配HDBT版、光纤版、无线版 参数 KX-RP7500、KX-RP8705、KX-RP8810U、KX-RP8800U、KX-RP8910等 水平、俯仰、变焦、远程开关机、（聚焦、光圈、摄像机菜单及参数）*1 支持 水平：300°；俯仰：+90°～-90°；支持软件限位 自行可调（分别为±45°、±60°、±90°） 全闭环绝对定位；0.01°±10% 水平：0.2~45°/S；俯仰：0.1~30°/S 支持（厂家预设） 1000个（包含水平、俯仰及镜头信息） KXWELL/VISCA（可根据需求定制） 支持，用户可自行选择 欠压/过压/过流 支持 支持 标配RS422，TCP/IP；可选配HDBT版、光纤版、无线版 不支持 不支持 标配 标配 6kg DC 19~24V 34W（不含摄像机） -10℃～45℃ 149x126x265（不含托板）   274x126x265（含托板） 4.5kg

产品详细介绍 器材弱电、安全、环保；学习基础电路原理、逻辑编程探究声、光、电、力等物理现象；获得机械、电子、程序、物理相关知识。积木零件包含：基础块、科技块、齿轮、十字轴、轮子、连接线等。电子模块包含：电源、传感器、输入、输出共23个模块。产品配套基础模型的造型卡片及模块说明，配套《教学指南》、《学习指南》用于信息技术教学。 产品模型图片如下图：

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