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高速列车主动式被动保护及轨迹保持技术
列车碰撞事故造成的重大人员伤亡触目惊心，世界各国都在致力于研制耐冲击吸能列车来耗散冲击动能，由于受到列车载重、车钩及结构外形的限制，传统设计方法只能被动挨撞。本成果创新性地提出了列车主动式碰撞吸能保护体系，突破了车辆被动安全保护的技术局限，解决了与列车碰撞能量耗散及运行轨迹保持相关的三个关键技术问题。
1.列车碰撞主动式被动保护技术
研发列车碰撞主动式被动保护下，力流/能量流协同控制的能量耗散技术及主被动吸能装置，突破了车钩等装置对吸能结构的限制，拓展了吸能结构变形空间。克服列车碰撞时头车破坏严重的短板效应，挖掘列车的吸能潜力，在不改变车辆主体结构的情况下，仅地铁列车的安全碰撞速度可以达到36km/h，吸能能力比标准提升107%。重联动车组在36km/h碰撞速度下结构依然完整，吸能提升约100%。
2.列车碰撞轨迹自保持技术及装置
构建了碰撞防偏/爬—防脱轨—防掉线三重安全保护系统，包括被动凸凹嵌套动态自适应对心防偏/爬、多点约束防脱轨、结构剪切耗能防掉线三大关键技术，实现碰撞过程中车体自动对心，减少爬车事故的发生；突破了世界范围内没有防脱轨装置的局限，有效避免脱轨、倾覆造成的二次碰撞及列车掉线等后继事故，构建列车碰撞轨迹自保持技术体系。已应用于400km/h高速列车、城轨列车、自适应转向架的碰撞轨迹保持设计。
3.全行程渐进塑变技术及低峰值力吸能结构
针对吸能结构残余行程长、初始峰值力过高、撞击力波动剧烈等致使人员伤亡问题，研发了结构全行程线性渐进塑变吸能、初始撞击力抑制两大技术，发明了撞击力平滑、初始峰值力低、压缩率高的系列吸能结构，吸能结构压缩率和压缩力效率均达90%以上且变形有序，解决了有限空间内高能量耗散难题。
中南大学
2022-12-22
智能自主移动机器人技术与系统
系统地研发和掌握了智能自主机器人高精度运动控制、环境感知与地图构建、多视角目标识别与跟踪、自主定位、导航和路径规划、仪表智能识别以及自动报警、高效人机交互等核心技术和整套系统集成能力。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
系统地研发和掌握了智能自主机器人高精度运动控制、环境感知与地图构建、多视角目标识别与跟踪、自主定位、导航和路径规划、仪表智能识别以及自动报警、高效人机交互等核心技术和整套系统集成能力。主持研制的铁路牵引变电站巡检机器人实现工程化，在西成客专成功、北京地铁试运行并辐射到地铁牵引供电、动力发电等设施的安全监控与运营维护和智慧农业应用。铁路变电所智能机器人巡检系统主要由智能巡检机器人、铁路变电所智能机器人监控中心、数据的智能处理和机器人充电房等部分组成，具备完全的自主知识产权;具有与铁路牵引供电SCADA系统无缝连接功能，是引领无人值守牵引变电站新模式的核心装备之一，该机器人系统解决了铁路变电站巡检自动化程度低，人工劳动强度大的问题，同时谱系化该机器人可为城市轨道变电站巡检提供新模式。
西南交通大学
2022-09-13
重组改造枯草芽孢杆菌高产脂肽集成技术
1.痛点问题
表面活性素是一种枯草芽孢杆菌脂肽，分子结构含7个氨基酸环肽及13-16个碳链长度的脂肪酸，作为脂肽家族生物表面活性剂的代表性分子，具有优异的表面/界面活性、稳定性及抑菌、杀虫等性能。因此，其在石油开采、工农业、医药、日化等领域展现出了非常广阔的应用前景。
但发酵产率低严重制约了表面活性素的工业化生产和应用。研究表明，野生菌株的产量通常为1g/L以下。培养基和培养条件优化后，产量提高也很有限。菌株的基因工程改造方面也比较困难。表面活性素（脂肽）合成机制为特殊的非核糖体肽合成机制，基因簇很大，长度达到26Kb以上。因此很难实现异源表达，只能进行基因组原位突变改造。其分子结构中既包含氨基酸、也包括脂肪酸，因此代谢途径也很复杂。此外，发酵培养过程中，严重的起泡和泡沫溢出问题也制约了工业化的进程。
2.解决方案
化工系于慧敏教授团队从南海底泥等特殊环境中筛选获得了产表面活性素野生枯草芽孢杆菌，进一步采用原位编辑超强启动子工程、特点氨基酸和脂肪酸代谢工程和营养细胞-芽孢调控综合策略，成功构建高产表面活性素的无休眠枯草芽孢杆菌超级细胞工厂，并进一步打通了高产表面活性素新工艺，获得了表面活性素液体和粉末产品。
3.合作需求
本项目寻求有志于在石油开采、工农业、日化洗涤等不同应用领域进行脂肽（表面活性素）新产品开发的企业开展合作，尤其是在上述不同领域具有孵化资源或资金，在工程化、产品化所需的场地、实验条件等方面具有生产和销售优势或经验的企业。也寻求对不同应用场景具有共同开发兴趣的企业开展技术合作。最后，也希望与一些高科技园区进行对接，推动产品生产线建设。
清华大学
2022-09-23
多域物联网安全服务关键技术及应用
以多域物联网安全保障为目标，围绕海量差异化设备安全保障、虚实孪生映射与数据受控管理及跨域微服务图谱建立与动态安全组合三个方面展开研究，取得了“接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构、信息物理空间融合云端数字孪生架构、多域物联网微服务可信提供体系结构等三项技术发明，形成了多域物联网安全服务体系。
（1）“接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构
采用“跨域协同认证、内生特征融合”的技术思路，提出了“接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构，发明了基于深度学习的物理层设备认证与跨层协同认证方法，设计了海量差异化设备的跨域综合接入认证协议，屏蔽了物联网设备差异性，实现十亿量级差异化设备的高效跨域身份可信管理；实现了海量差异化跨域设备的安全管控，构建了大规模物联网设备的信任管理体系。
（2）信息物理空间融合的云端数字孪生架构
采用“虚实空间映射、数据受控共享”的技术思路，提出了信息物理空间融合的云端数字孪生构建架构，发明了信息物理空间实时精确映射方法、跨域数据受控共享与延伸控制方法，实现了大规模海量物联网系统的有序管控，建立了多域物联网安全生态系统。
（3）多域物联网微服务可信提供体系结构
采用“关联关系跨域、编排组合动态”的技术思路，提出了多域物联网微服务可信提供体系结构，发明了海量微服务关系图谱建立方法、微服务跨域动态编排与安全组合方法，设计了复杂物联网应用开发环境，实现多域物联网应用的敏捷开发与自动生成。解决服务自动柔性编排与按需动态加载的问题，实现应用快速开发与自动生成、海量微服务关联关系的预处理，与满足 Top-K 的自动化服务组合方法相比，平均处理时间降低11.5%，准确率达到 99%。
图 1 项目总体设计框架图
图 2 “接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构
西安电子科技大学
2022-10-31
低成本、单目实时三维地形重建技术
本成果创造性地将即时定位与地图构建技术、多传感器融合技术、稠密建图技术进行融合，构建了一个功能完善、应用前景广泛的三维重建系统。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
三维地形相比二维平面能提供更多关于场景的信息，具有更广阔的应用场景。现有的三维地形重建系统为了追求更高的重建精度，往往在后端优化上消耗大量时间，使得重建效率难以保证。此外，一些三维重建系统还需要激光雷达、深度相机等传感器来获取额外的信息，使得系统具有高昂的成本。
本成果的特点分述如下：
创新性。本成果创造性地将即时定位与地图构建技术、多传感器融合技术、稠密建图技术进行融合，构建了一个功能完善、应用前景广泛的三维重建系统。
实时性。传统的三维重建技术往往需要大量的优化时间，重建实时性难以保证。本成果针对此问题，平衡了建图时间和建图精度的问题，实时进行三维地形重建。
低成本。本成果基于单目相机和惯性测量单元进行三维地形的重建，搭载在无人机等飞行平台，不需要额外的传感器和设备。
北京理工大学
2022-08-16
新型阳极氧化法种植体表面处理技术
影响骨整合性能的诸多因素中，种植体的表面特性是重要因素之一。因此，开发先进的牙种植体表面处理技术和工艺是成功开发具有竞争力的种植体系统的重要技术保障。瑞典的Nobelbiocare公司于2000年推出采用阳极氧化工艺制备的TiUnite表面，成为该公司的特色技术，在商业种植体生产企业中独树一帜。TiUnite表面具有0.5~3 μm的火山口状的微孔，主要含晶相二氧化钛和磷元素，具有良好的骨传导性。该表面的缺点是表面的孔径过小，根据仿生学观点，最优的表面应该具有类似自然骨吸收表面形貌。本项目通过采用新的电源模式和新的电解液配方，在钛种植体表面构建出类似骨吸收陷窝的微米凹坑结构形貌（15~40 μm），进一步采用二次阳极氧化法和碱热处理法制备亚微米微孔结构和纳米结构，最终获得仿生微米-亚微米-纳米复合多孔形貌。该技术有望成为新一代的种植体表面处理技术。
四川大学
2016-04-18
异种骨-RAD16-Ⅱ-RGD分子自组装技术
课题确定了具有我国资源优势的封闭群内江猪为异种骨供体，初步摸清楚了猪骨异种抗原的分布规律，探讨了酶消化和超声等技术手段在脱异种抗原方面的优缺点，从体内和体外等途径比较上述方法处理后的猪源异种骨理化特性和成骨活性，为下一步实验研究积累了关键数据。
四川大学
2016-04-21
瘦肉精胶体金免疫层析快速检测技术
项目研究背景及内容： 欧美日等西方国家在实施富国强民的规划中， 非常重视食品的质量与安全。 目前我国尚不具备像发达国家那样的对食品 质量体系进行全面控制的机制。针对我国食品生产、加工和流通过程中影 响食品安全的检测、控制和监测等关键技术及设备、标准，进一步加强和 建设我国食品安全的支撑体系。 本项目组在短短 2 年的时间内研制并开发出具有自主知识产权的、 国 际先进水平的瘦肉精快速检测技术
南昌大学
2021-04-14
隧道掘进机关键技术及其产业化
硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
本项目历经10余年产学研用联合攻关，攻克了TBM设计制造关键技术。解决了TBM“掘不动、掘不快、掘不准”三大国际行业难题，实现了TBM自主设计制造和产业化生产。该项目突破的关键技术包括高效破岩刀盘刀具、大扭矩多源驱动与脱困技术、掘进方向精准调控。
硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。未来10年，我国需用TBM开挖的隧道达2万公里，占全球市场80%以上。立项之初，我国TBM长期被国外垄断，单台TBM售价高达3~5亿元。即使采用国外TBM也存在地质适应性差、故障率高、工期拖延严重乃至人员伤亡等严重问题。
项目成果孵化了铁建重工和中铁装备国内两家龙头企业，产品主要技术指标达到或超过国际同类产品，替代了进口，出口到黎巴嫩、秘鲁、越南等国家，累计生产3-10m 系列TBM 产品百余台套，占国内新增市场份额93%，取代了美国罗宾斯、德国海瑞克成为全球TBM 最大制造商。
浙江大学
2022-07-22
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