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机器人运动避障与虚拟形象合成技术
1.痛点问题
拟人化的智能体，在人类生活中开始起到越来越重要的辅助工作、提升生产力和情感交流等作用。具体形式包括实体化的机器人和虚拟的数字人形象两种形式。
在实体化的机器人技术中，由于各行业场景范围的多样性，移动机器人的避障问题是阻碍机器人广泛应用的一大痛点。
（1）基于视觉信息和深度强化学习来解决移动机器人避障问题，会因为仿真数据与真实数据的较大差别而导致泛化性能不足，使得真实场景下的避障的成功率下降。
（2）目前避障问题中的深度强化学习往往需要针对不同复杂程度的场景重新训练或者再训练模型，难以训练出适用各种密度场景的通用模型。
（3）基于雷达的深度强化学习避障方法受限于成本、功耗和仿真的难度等，往往使用单线雷达。但单线雷达仅能对某个固定的平面进行检测，如果移动机器人具有较高的高度，只对某个平面检测无法实现完美的避障。
此外，随着虚拟形象在金融、文旅、医疗、零售等领域的推广与应用，数字虚拟形象产业应用路线逐渐清晰，但仍存在产业链相对割裂、产品与需求匹配度低、生产成本高效率低、虚拟形象交互能力弱的问题。
2.解决方案
针对现有技术存在的问题，本成果的解决方案从两方面入手。首先，在移动机器人避障方面，本成果设计了一种同时结合单线雷达与单目相机的避障方法框架，并设计了新的更有效的深度强化学习模型。其次，本成果还提供一种虚拟形象说话视频生成方法及系统，使用深度学习方法，基于训练好的深度神经网络语音模型,对预设音频文件进行预测处理,通过在说话视频生成过程中引入三维人脸信息,并结合神经网络模型生成头部姿势自然转动且具有个性化说话习惯的说话视频。上述算法可搭载于通用硬件平台，构建低成本高效的虚拟形象视频生成系统。
基于以上科研成果，本项目将致力于国民经济各主流行业的数字化转型，在人工智能、机器学习、计算机视觉技术等领域持续积累智能场景应用创新技术，结合优秀的前沿技术整合与应用开发融合能力和深厚的市场推广能力，全力打造智能巡检/服务/协作机器人和虚拟人平台等软硬件一体化解决方案。以实体机器人并搭载虚拟说话人虚体，通过实体、虚体相结合的方式打造独一无二、具有全新体验的智能巡检/服务/协作机器人，提高智能巡检/服务/协作过程中交互的效率与质量。
合作需求
寻求在清洁能源、储能、新能源等行业智能运维部门和相关企业合作，对相关技术进行推广应用，在清洁能源、储能、新能源等行业中部署巡检/服务/协作机器人以及虚拟人服务平台，打造无人值守范例，赋能智能化运维，共同推动行业进步。
清华大学
2022-07-08
蔗糖多酯合成制备与精制工艺及装备技术
蔗糖多酯是世界新一代的酯类化合物，是优良的乳化剂和食品添加剂。蔗糖酯产品，被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂标准委员会，确定为环保、安全、绿色、优质的食品添加剂产品。我国目前只有蔗糖单酯工业化产品，没有蔗糖多酯产品。经过300多次工艺研究与工业实验，研究开发出---蔗糖多酯制备、精制、环保的工艺与装备技术。为我国生产急需的优质、环保、安全的蔗糖多酯工业化提供了一条先进的技术途径。
北京航空航天大学
2021-04-13
异硬脂酸催化合成关键技术
C18饱和支链脂肪酸（异硬脂酸）是一种具有支链结构的长链饱和脂肪酸，分子式与硬脂酸相同，但是常温下呈液态。异硬脂酸及其酯在合成润滑油、液压油、燃料添加剂、高档化妆品、高分子材料、表面活性剂、纺织、涂料和医药等工农业生产的许多行业以及军事、航空等方面都有广泛的应用。异硬脂酸的生产只局限在欧洲的少数几个规模较大的油脂化工企业，如英国Corda、比利时 Oleon 等。在国内，一方面尚无企业掌握异硬脂酸生产技术，另一方面异硬脂酸产品需求逐年增长，2016 年我国进口异硬脂酸产品超过 10000吨。这样的局面造成异硬脂酸产品市场的供求严重失衡，价格居高不下。尤其在国内，该产品是典型的卖方市场，2019 年异硬脂酸国内的市场价格达到 6.5 万人民币/吨，利润惊人！
近年来，江南大学自主研发了异硬脂酸合成工艺，以廉价的工业油酸为原料，经催化异构化、氢化合成异硬脂酸产品，可将异硬脂酸的生产成本控制在 1.5 万人民币/吨以内，同时产品质量达到 Corda 和 Oleon 的现有水平，发展前景广阔。
技术指标：
拥有低成本、高活性催化剂制备的核心技术；
掌握催化异构化、氢化关键技术参数；
掌握产品纯化分离技术；
催化合成异硬脂酸的收率超过 70%；
在小试基础上，开展 1000 倍工艺放大实验，效果良好。
项目成熟度：
1）小试成熟；
2）工艺放大：已经成功完成 1000 倍工艺放大实验；
3）产品成本：采用江南大学自主研发的合成工艺生产异硬脂酸，生产成本低于 1.5 万人民币/吨。
江南大学
2021-04-13
天然产物合成揭示出新的生源合成途径
探索天然产物生源合成途径对于天然产物合成以及化学生物学研究具有重要意义。例如生源合成途径中的“环化/后期氧化”（cyclization/late-stage P450-mediated oxidation）策略被运用于一系列具有抗癌活性二萜的全合成中。生源合成上，从共同的生源前体香叶基香叶基焦磷酸（GGPP）出发，通过萜类环化酶（terpenoid cyclase）催化的多步碳正离子环化和重排反应可产生各种二萜类天然产物，例如抗癌药物紫杉醇 （Taxol）、巨大戟醇（ingenol）和抗生素截短侧耳素 (pleuromutilin)。因此，人们对二萜类天然产物的生物合成和仿生合成进行了广泛的研究。 香茶菜属（Isodon）二萜是一类结构复杂的多环活性天然产物，迄今为止已分离鉴定出1000多种该家族天然产物。与诸多其他二萜天然产物一样，其生源合成是从GGPP出发，通过一些列酶促环化反应得到共同的生源前体随后通过碳正离子重排得到已知的香茶菜属（Isodon）二萜结构，包括ent-kaurane型，jumgermannenone型和ent-beyerene型。生源推测不同类型香茶菜属二萜的骨架之间的转化也是通过碳正离子重排实现的。例如最初的生源途径认为，jungermannenone 型是从ent-kaurane 型通过两种可能的碳正离子重排而来。
北京大学
2021-04-11
液化气/天然气切割与焊接机具
切割与焊接是各行各业广泛采用的金属加工形式。 其中，气割与气焊是利用可燃气体在燃烧时放出的热量加热金属和进一步实现对金属进行切割或焊接的一种气体火焰加工方法。由于气割和气焊具有设备简单、使用灵活方便和比其它焊割方式（例机械切割）效率高、能在各种部位实现焊割作业等特点，目前应用还十分普遍，特别是广泛用于钢板下料、铸件冒口切割和较薄的工件及熔点较低的有色金属的焊接。 在气体焊、割中，传统的氧－乙炔焰切割与焊接技术目前在我国还占据着大约90％以上的市场，但是由于乙炔是由电石与水反应生成的，而生产电石要消耗大量电能和其它一些贵重工业原料，加之乙炔还是重要的化工原料，可以进一步合成多种化工产品，因此将乙炔作为工业燃气烧掉不仅对资源是一种浪费，而且对环境有着严重污染，所以如果能广泛使用天然气或液化气（液化石油气）代替乙炔进行火焰切割和焊接，将不仅可以收到节约能源、降低成本（80％以上）的效果，而且十分有利于资源的合理利用和环境保护。 本技术已在大庆、新疆、吉林、胜利等几个油田获得工业应用，并已取得了国家专利，专利号为：射吸式液化气、天然气焊炬，实用新型专利98 2 04699.5和射吸式液化气、天然气焊割两用炬，实用新型专利98 2 04670.5 应用于油田、铸造、机械、建筑等行业的大批量切割或焊接，一切天然气或液化气方便的地方的切割或焊接。 其优越性在于：切割质量高，环境污染轻，投资少 使用性能比乙炔安全可靠
北京科技大学
2021-04-11
生物合成谷胱甘肽
谷胱甘肽（glutathione, GSH）是由谷氨酸（Glu）、半胱氨酸（Cys）和甘氨酸（Gly）通过肽键形的三肽化合物，为生物体中含量最丰富的小分子巯基醇类化合物，具有重要生理功能，可用于抗辐射、肿瘤、癌症、氧中毒、衰老和协调内分泌的治疗，并是临床上大规模使用的保肝类药物，还广泛用于食品、运动营养学、保健品和化妆品，市场前景广阔。国内的GSH生产工艺开发多沿用国外公司的发酵方法，但发酵法到目前为止未能取得突破，因此没有成功产业化生产，目前国内制药企业所用的GSH制药原料全部依赖进口。本项目为华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室研制，通过构建反应速率快、转化率和生产水平高的重组菌株，开发优化培养工艺，可以实现谷胱甘肽发酵水平达到3500 mg/L，生产强度超过250mg/L/H，达到国际先进水平。在实验室规模效果良好，小试工艺成熟，相关技术已申请中国专利，具有自主知识产权。
华东理工大学
2021-04-13
SO2和NH3尾气净化新技术
在化工及环保等领域中气液传质是重要的一个基本过程之一。气液传质在传统的气液传质设备如各种塔器和搅拌槽等在重力场下除与气液接触面的大小、气液流动状况、气液本身的物性因素等有关外，还与重力加速度g密切相关。Onda等关联了大量气液传质数据，分别提出了液相、气相传质系数的经验关联：液相传质系数，而气相传质系数与g无关。Vivian等通过对湿壁塔气体吸收过程的研究，Norman等利用溶质渗透理论，都导出。但在重力场中g是一个恒定的有限值，因此在重力场中，无论采用何种新填料，如何改进塔和釜的结构，改变气液进出口以及塔中的流动状况都不能从根本上大幅度提高传质效率。 70年代未，英国帝国化学公司（ICI）受美国宇航局在太空失重时传质不可能发生这一实验结果的启发，设计出了一种超重力新型传质设备—旋转填充床（Rotating Packed Bed, 简称RPB）。 RPB超重新型传质技术的问世将导致传质设备发生革命性的变化，它通过提高离心力，使重力场中的g转变为旋转加速度g/，这一加速度不再是常数，其大小由转速和床层结构决定，以突破重力场下g的限制而强化体积传质系数，又由于超重力场独特的操作方式，可以使填料的有效相界面积增大，最终使液相体积传质系数得以增大，从而大幅度提高传质速率。 本技术就是利用超重力场设备对脱硫技术难题进行了深入的研究，开发了超重力场脱除气体中二氧化硫、氨气技术。
武汉工程大学
2021-04-11
超声、微波辅助水热合成氧化锌基的纳米复合颗粒用于气敏传感器的应用
使用超声、微波辅助水热合成的方法制备出不同相貌的ZnO、Cr ZnO、CoO ZnO等纳米复合颗粒，通过复合和掺杂改性，分别构建p-n结和形成催化活性位点，提高气敏性能。
上海理工大学
2021-01-12
燃烧合成氮化硅基陶瓷的产业化技术
在高技术陶瓷领域，先进陶瓷占有极其重要的地位，在诸多的先进陶瓷中，氮化硅基先进陶瓷以其高强度、高韧性、高的抗热震性、高的化学稳定性在先进陶瓷中占有独特的地位，是公认的未来陶瓷发动机中最重要的侯选材料。并且在国际上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷轴承已经形成相当规模的产业。任何一个跨国刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列产品，足见其在机加工行业中具有不可替代的地位。 但是，影响氮化硅陶瓷推广的一个主要因素，是氮化硅粉末价格昂贵，这是由于传统的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生产周期长，生产成本高。本项目采用具有自主知识产权的创新的燃烧合成技术，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化硅复合粉末，具有耗能低，生产周期短，杂质含量低，生产成本低等特点，具有广泛的应用前景。 燃烧合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高温合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化学反应自身放热合成材料的新技术，基本上（或部分）不需要外部热源，通过设计和控制燃烧波自维持反应的诸多因素获得所需成分和结构的产物。 自1990年以来，本项目负责人等针对燃烧合成氮化硅陶瓷产业化的一系列关键问题，在气-固体系氮化硅基陶瓷的燃烧合成热力学、动力学和形成机制等方面进行了深入研究后得到的创新成果。 采用本项目的技术，可以生产符合制作先进陶瓷要求的从全α-Si3N4相到高β- Si3N4相，及不同配比的氮化硅粉末，还可根据用户要求，用此技术生产α-Sialon，β-Sialon和其它各种氮化硅基的复合粉末。粉末的质量优良而稳定。 应用于航天、航空及机械行业等，用于制作氮化硅陶瓷刀具、氮化硅基陶瓷轴承、耐磨耐腐陶瓷涂料等。
北京科技大学
2021-04-11
燃烧合成氮化铝基先进陶瓷的产业化技术
氮化铝（AlN）陶瓷具备优异的综合性能，是近年来受到广泛关注的新一代先进陶瓷，在多方面都有广泛的应用前景。例如高温结构材料、金属溶液槽和电解槽衬里，熔融盐容器、磁光材料、聚合物添加剂、金属基复合材料增强体、装甲材料等。尤其因其导热性能良好，并且具备低的电导率和介电损耗，使之成为高密度集成电路基板和封装的理想候选材料，同时氮化铝—聚合物复合材料也可用作电子器材的封装材料、粘结剂、散热片等。氮化铝在微电子领域应用的市场潜力极其巨大。氮化铝还是导电烧舟的主要成分之一，导电烧舟大量地用于喷涂电视机的显象管等器件、超级市场许多商品包装用的涂铝薄膜，有着广泛的市场。但是，影响氮化铝基陶瓷的推广的主要因素之一，是采用传统方法合成氮化铝粉末，耗能高，生产周期长，生产成本高。本项目采用具有自主知识产权的创新技术，采用燃烧合成技术制取优质的氮化铝陶瓷粉末，具有耗能低，生产周期短，杂质含量低，生产成本低等特点，具有广泛的推广价值。 燃烧合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高温合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化学反应自身放热合成材料的新技术，基本上（或部分）不需要外部热源，通过设计和控制燃烧波自维持反应的诸多因素获得所需成分和结构的产物。 自1994年以来，本项目负责人等针对燃烧合成氮化铝陶瓷产业化的一系列关键问题，在气-固体系氮化铝基陶瓷的燃烧合成热力学、动力学和形成机制等方面进行了深入研究后得到的创新成果。 本项目来源于国家教委高校博士点专项科研基金项目（1994.3-1997.3）。 本项目以应用基础研究成果“燃烧合成氮化铝基陶瓷的应用基础研究”已于1999年通过专家函审。 采用本项目的技术，可以生产符合制作先进陶瓷要求的氮化铝粉末，还可根据用户要求，用此技术生产氮化铝基陶瓷粉末。粉末的质量优良而稳定。 氮化铝广泛应用于高温结构材料、金属溶液槽和电解槽衬里、熔融盐容器、磁光材料、聚合物添加剂、金属基复合材料增强体、装甲材料、高密度集成电路基板、电子器材的封装材料、粘结剂、散热片、导电烧舟等。
北京科技大学
2021-04-11