产品详细介绍 机械臂运动算法STEAM主题课程 项目背景 随着工业 4.0 科技革命的到来，工业机器人已成为工业化程度的重要标志。机械臂是最为典型也是最早出现的工业机器人，它可以代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，提高生产效率的同时避免人身事故的发生。机械臂课程的学习可以培养学生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 在本项目中，学生可借助机械臂运动算法套件与人工智能与编程教学系统，了解关节机械臂和伸缩机械臂的原理及特点，搭建不同类型机械臂并通过编程实现智能控制。 课程性质 这是一门以项目式教学开展的跨学科课程，以基于建构主义理论的 5E 教学模式作为指导，结合了 中小学信息技术课程标准与编程教学特色。 课程目标 1.知识与技能 ⚫  了解机械臂的类型及其在现实生活中的应用。 ⚫  掌握关节机械臂和伸缩机械臂的结构特点，设计并制作相应模型。 ⚫  学习图形化编程或 C++代码编程的基础知识，使模型完成实际任务。 ⚫  掌握机械臂运动算法的设计、编写及调试。 2.过程与方法 ⚫  通过观察、查阅相关资料等活动，培养对信息的有效性、客观性做出判断的意识，发展分析概括能力。 ⚫  通过机械臂模型的搭建和编程，发展编程思维和工程思维能力。 ⚫  在完成模型设计和算法设计过程中，提高分析问题和解决问题能力，养成自学能力。 3.情感态度与价值观 ⚫  了解机械臂在日常生活中的实际应用，萌发将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 ⚫  养成实事求是，尊重自然规律的科学态度。 ⚫  关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响。

虽然目前出现了许多先进技术，但化疗仍然是转移性肿瘤或肿瘤不可切除病变情况的首选治疗方案。传统化疗的药物毒性经常导致患者出现恶心、呕吐、腹泻、肾脏问题和神经病理性疼痛等多种症状，严重影响患者的生活质量。因此，被巧妙设计成靶向肿瘤部位的智能型化疗药物载体应运而生，但最近的研究表明，这些药物仅有极少的药剂量被有效地输送到肿瘤部位，而剩余的大量药物则残留并扩散到了其它重要器官中，造成毒副作用或伴随诱发其它疾病。基于此，韩鹤友教授课题组巧妙地设计了体内光热激活TRPV1通道的Ca2+“瀑布”纳米治疗平台，为肿瘤精准治疗提供了新的策略。团队首先制备了“核”CuS纳米粒子，接着为其表面包被一层生物相容性良好的CaCO纳米“壳”，生成“核壳型”CuS@CaCO3纳米颗粒，最后在CuS@CaCO3表面修饰一层磷脂，形成CuS@CaCO3-PEG纳米治疗系统。其中纳米CuS具有光热转换特性，是构建Ca2+“瀑布”的“开关”，且CuS可增强三维光声成像效果并为肿瘤治疗提供即时诊断的依据。这个治疗体系最突出的优点是不引入化疗药物，因此不用担心化疗带来的毒副作用。TRPV1是一个非选择性的阳离子通道，对Ca2+优先通过，可被热、低pH和辣椒素等外部条件激活后打开。该通道被打开后，大量的钙离子穿过细胞膜进入细胞（钙离子过超载），CuS@CaCO3-PEG纳米系统通过EPR效应被动积累在肿瘤部位，肿瘤的微酸环境导致酸响应的纳米碳酸钙分解，产生大量的钙离子并释放装载的纳米CuS；随后近红外光在肿瘤部位照射刺激CuS迅速产生大量的热，从而激活癌细胞表面的TRPV1离子通道，诱使大量的钙离子内流进入癌细胞。线粒体是细胞的能量工厂，同时也是细胞内钙离子平衡的调节器，它是关乎细胞生存的一种亚细胞器。研究发现，钙离子浓度远远超过其调节能力（钙离子过超载）会导致线粒体功能紊乱、细胞内线粒体膜电势受损、ATP能量产生受阻和各种调节蛋白异常(Caspase-3、Cyt c上调；Bcl-2下调等)，最终使得癌细胞凋亡。本研究提出的Ca2+“瀑布”治疗模式能够同时在肿瘤微酸环境和TRPV1通道过表达的条件下被激活，有助于肿瘤的精确治疗，且不受限于肿瘤的乏氧环境；整个治疗体系没有携带抗癌药物，不用担心治疗带来的系统毒性；由于Ca2+固有的独特生物学效应，正常细胞比肿瘤细胞更能耐受其破坏性影响；在体内释放的光热CuS纳米颗粒还可增强肿瘤的三维光声成像，为肿瘤治疗提供即时诊断的依据。这种钙离子“瀑布”治疗策略有望与其他临床治疗相结合，提高肿瘤治疗效果，降低治疗带来的全身性副作用。论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004220302340

免疫检查点抑制剂在“所有等级毒性”和“3-4级毒性”方面的安全性排序由高到低均为：阿特朱单抗、纳武单抗、帕姆单抗、伊匹单抗、tremelimumab。具体而言，相较于传统治疗，免疫检查点抑制剂所致毒性主要体现在皮肤、内分泌系统、肝脏和肺。单药免疫检查点抑制剂（除tremelimumab外）相较于免疫检查点抑制剂药物联用或免疫检查点抑制剂联合传统治疗具有更高的安全性。       毒性谱方面：tremelimumab 的毒性谱最广最严重，或可导致严重的皮肤、消化系统、内分泌系统不良事件；阿特朱单抗虽然在安全性排行榜上列第一位，但其具有最高的致甲低、恶心、呕吐的风险；帕姆单抗主要导致关节痛、肺炎、肝脏毒性；伊匹单抗所致毒性主要体现在皮肤瘙痒、结肠炎、肾脏毒性纳武单抗的毒性谱最窄最温和，而致甲亢和甲低风险稍高。       综合证据发现：纳武单抗在安全性方面——尤其对于肺癌患者——是最佳的选择。此外，本研究还发现：同一免疫检查点抑制剂药物药物的不同给药剂量在其所致毒性方面一般没有显著差异，但伊匹单抗10 mg/kg/3 wk的风险显著高于3 mg/kg/3 wk。

复发转移是恶性肿瘤死亡的首要原因，循环肿瘤细胞（Circulating tumor cells，英文缩写CTCs）作为从实体瘤原发灶或转移灶脱离进入外周血循环的肿瘤细胞，在恶性肿瘤转移中发挥关键作用。CTCs在血液中极为稀少，约每1亿个细胞中有1个CTCs，其检测技术起点高、要求高，存在技术壁垒，同时深入理解侵袭表型CTCs产生及介导肿瘤复发转移的分子机理，研究CTCs检测临床实践过程中的意义和价值，能够细化、量化肿瘤复发转移模式，是解决恶性肿瘤复发转移这一“老、大、难”临床问题的重要

南开大学在天津市科技发展计划科技攻关项目《建立和应用肿瘤转移相关基因生物芯片筛选抗肿瘤转移药物的研究》的资助下，进行了肿瘤转移相关基因生物芯片的研究，在设计探针后，完成制备了含有213个肿瘤转移相关基因的基因芯片。申请国家发明专利：乳腺癌转移相关基因基因芯片的建立及其建立方法，专利（申请）号：20061013107.3（已公示）。 应用上述基因芯片所进行的大量的研究工作，表明该基因芯片有很好的应用前景。由于该基因芯片的成本低于全基因组芯片，有利于大量推广使用。与科研机构、医院和药厂等

南开大学在天津市科技发展计划科技攻关项目《建立和应用肿瘤转移相关基因生物芯片筛选抗肿瘤转移药物的研究》的资助下，进行了肿瘤转移相关基因生物芯片的研究，在设计探针后，完成制备了含有 213 个肿瘤转移相关基因的基因芯片。 应用上述基因芯片所进行的大量的研究工作，表明该基因芯片有很好的应用前景。由于该基因芯片的成本低于全基因组芯片，有利于大量推广使用。与科研机构、医院和药厂等相关企业合作，大量制备该基因芯片，实现产业化，投放市场使用，可实现良好的社会和经济效益。 应用价值： 基础研究：可应用该基因芯片进行肿瘤转移分子机制的基础研究，筛选与肿瘤转移相关的信号传导途径。 应用研究：可应用该基因芯片筛选抗肿瘤转移的药物；在临床上对切除的肿瘤组织进行检测，进行原代细胞培养的基础上检测对不同化疗药物的敏感性，为临床治疗方案提供依据。

项目背景：我国是食管癌高发国家之一。中晚期食管癌的 5 年生存率不足 20%，而早期食管癌的 5 年生存率可超过 95%。因 此，提高早期食管癌检出率，是改善患者预后、节约国家医疗资 源的有效途径。目前用于食道癌的检测和筛查方法有影像学检测 技术、组织活检、肿瘤血清标识物检测等。这些技术分别由于设 备和技术成本太高，侵入性太强和血清肿瘤标识物(如 AFP、CEA、 CA125 和 CA199 等)对食管癌检测的灵敏度太低，而无法大范围 推广。近年的研究显示表观遗传学在癌症的发生、发展中起着重 要作用。DNA 甲基化异常通常发生在癌症早期，并贯穿癌症的发 生和发展过程，其甲基化状态一旦形成需要受到外界环境较长时 间的持续刺激才会发生改变，因此 DNA 甲基化指标的检测可以作 为癌症诊断、早期筛查以及预后的重要生物指标。本项目拟通过 筛选食管癌相关甲基化基因，建立基于 qPCR/数字 PCR 的食管癌 基因甲基化检测方法，获取检测速度更快、灵敏度更高、特异性 和准确性更强的检测技术，提高食道癌早癌检出率，改善治疗效 果，降低死亡率。并对青岛西海岸地区 45-74 岁癌症高发人群进 行惠民筛查，以提高民众癌症早筛早诊意识，降低未来的发病率 和死亡率，减轻个人及家庭负担，达到惠民的重要意义。同时通 过大样本量的检测，形成完善的食管癌筛查体系，建立食管癌防治新模式。 所需技术需求简要描述：1.对食管癌患者的肿瘤组织样本进 行 qPCR/数字 PCR 分析，筛选出食管癌特异性的甲基化基因，验 证其作为早筛标志物的可行性。2.构建针对食管癌筛查的判断模 型，获取具有更高灵敏度、特异性和准确性的检测方法，实现食 管癌的早期筛查与诊断。3.对青岛西海岸或周边地区 45-74 岁符 合食管癌早筛的人群，进行大规模的食管癌筛查，开展食管癌重 大疾病筛查的惠民项目。  对技术提供方的要求:1.需要具备 qPCR/数字 PCR 平台和高 性能计算机平台等设备，以及掌握 qPCR/数字 PCR 检测技术以及 生物信息分析技术的人员。2.可以提供食管癌患者及正常人群的 组织样本 

本发明公开了一种基于改进差分进化(IDE)算法的电力系统无功优化方法。包括以下步骤：建立电力系统无功优化模型；输入电网参数，形成初始种群，计算种群所有个体的适应度；对种群个体按适应度从大到小排序，设定前Ns个个体为优良群体；以优良群体为基向量，引导群体变异操作；提取优良群体信息，以此确定个体各维变量的交叉概率，指导种群的交叉操作，生成试验向量；比较试验向量与目标个体的适应度，优者成为下一代个体，从而生出新一代群体。本发明的方法收敛速度快、计算精度高、稳定性好、能有效地求解电力系统无功优化问题，可用于电力系统提高电力系统输电效率、降低网络损耗配置实时性运行控制中。

本项目主要研究高温高压环境下基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的气体诊断方法。在对高温高压下2.0 μm 波段的部分CO2 谱线参数及可用于谱线拟合的线型进行实验测量及理论计算分析的基础上，采用中心波长位于2.0 μm 附近的可调谐二极管激光器作为光源，结合固定波长的吸收光谱调制技术，基于通过一对CO2 谱线的谐波信号所实现的对高温高压环境中温度以及CO2 浓度测量的相关研究，建立一种可用于高温高压环境下的温度及组份浓度的测量方法，从而可实现对内燃机气缸等设备的工作过程中燃料利用效率以及CO2 气体排放的诊断。同时所进行的相关高温高压谱线参数和线型的研究，可对HITRAN 数据库中2.0 μm 波段的部分CO2 谱线参数进行补充和矫正，并可为高温高压环境下分子谱线的拟合及模拟寻找合适的线型。 现状特点：可调谐二极管激光吸收光谱技术是利用二极管激光器波长调谐特性，获得被测气体特征吸收光谱范围内的吸收光谱，从而对气体进行定性分析或定量分析的一种新技术。该技术具有高灵敏度、非接触式、实时、动态、多组分同时测量等优点。由于二极管激光器的高单色性，可以利用待测气体分子的一条孤立吸收谱线进行测量，避免了其他分子谱线的交叉干扰，从而准确地鉴别出待测气体。TDLAS 在许多领域有着潜在的重要应用价值，是近年来国际上非常热门的研究领域之一，其主要的应用领域有：分子光谱研究、机动车尾气测量、工业过程监测控制、天然气泄漏及有毒有害气体监测、大气痕量气体检测、医疗诊断、大气气溶胶测量等领域。 技术创新：采用价格较为低廉的2.0μm 波段DFB 型半导体激光器，结合固定波长的调制光谱技术，通过一对CO2 谱线实现对温度及CO2 浓度的测量，在保证探测灵敏度的同时，简化了装置结构，降低了系统成本，有助于仪器便携化和产业化的实现。

该成果采用两亲性多元醇还原的溶剂热法可控制备具有高度单分散性的 Fe3O4 微球，实现了微球尺寸在 50～1200 nm 范围的可调，其>500 nm 的高单分散性的大尺寸磁珠未见文献报道。以 SiO2 等包覆所获得的高单分散性磁珠易于氨基和羧基化，从而在偶联剂（如碳二亚胺）等作用下，易于实现纳米磁珠与 CD45 等抗体的有效结合。目前磁珠表面包被 CD45 等抗体的试验已顺利完成。 该成果提出了纳米磁珠的全尺寸控制合成新思路，在高效包被 CD45 等抗体阴性富集实体瘤循环血液中稀有癌细胞的检