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利用人工智能实现了三维矢量全息新技术
上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领导下的未来光学国际实验室宣布，首次利用机器学习反求设计（machine-learninginversedesign）实现了三维矢量全息（Three-dimensionalvectorialholography）的新概念。
据介绍，这项发明是光学全息技术领域的一次重大突破，其提供的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。
相关研究成果于4月18日凌晨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。
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。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，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。
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。一直以来，精确产生任意三维矢量光场是一个世界性难题，因其需要十分复杂的反求设计，超出了人类知识和经验的边界。
顾敏院士指导的科研人员利用机器学习反求设计率先实现了三维矢量全息，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。
“通过机器学习的人工智能新科技，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，”顾敏院士说，“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。”
文章第一作者任浩然博士（目前在德国慕尼黑大学从事洪堡博士后研究）说：“机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。我们研究证明训练后的人工神经网络可有效地、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。”
这项发明还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。顾敏院士说：“这项发明作为光学全息技术领域的一项重大突破，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。”
该项工作得到了墨尔本皇家理工大学（RMIT）人工智能纳米光子学实验室以及计算机科学系的大力支持。
上海理工大学
2021-04-11
一种提高食用菌基质利用率的处理方法
本发明涉及食用菌基质领域，具体涉及一种提高食用菌基质利用率的处理方法。本发明通过将化学试剂溶液均匀喷洒在木质纤维素上，经密实化制粒后，进行堆置反应，得到木质纤维素物料；再将木质纤维素物料与其他辅料混合制成食用菌基质，用于食用菌栽培。本发明通过添加化学试剂，再结合密实化制粒处理，通过破坏木质纤维原料内部复杂的木质纤维素结构显著提高了木质纤维素物料的酶消化率，使得食用菌菌丝更容易侵入木质纤维素。本发明进一步优化了密实化制粒处理的密度和堆置时间之间的协同关系，提高了食用菌基质物理结构的稳定性，进而提高了食用菌基质的利用率，最终显著提升了食用菌的产量及其生物学效率。
南京工业大学
2021-01-12
一 种利用乙醇还原制备多面体纳米钯材料的方法
本发明涉及一种利用乙醇还原制备多面体纳米钯材料的方法，采用简易加热装置，在常压环境中以水为主体溶剂，添加少量乙醇作为助溶剂和还原剂，在 65-80℃温度条件下一步合成多面体纳米钯材料，以表面活性剂-大分子复合体系为软模板，低温合成多面体形貌纳米钯材料。本发明是一种方便且比较环保的技术，工艺条件温和，无需复杂设备，操作简单，不需要高温和有毒有机相为溶剂或助剂，制得的多面体纳米钯材料产率高，多面体形貌产率为 83~94%，且颗粒尺寸范围在 10~35nm 之间，尺寸分布集中，可以进行大量生产，具有较好的应用前景。
安徽理工大学
2021-04-13
稻米糊粉（白糠）高值化利用关键技术及装备集成
稻米糊粉是大米加工过程中的重要副产物，主要包含稻米糊粉层和亚稻米糊粉层，营养价值十分丰富，含有大量的蛋白质、膳食纤维、维生素和矿物质，其营养素含量是精白米的数倍到几十倍不等，是十分优良的食品原料及配料。稳定化加工后价格 0.6-1 万元/吨，开发成产品则利润更高，具有十分可观的经济效益。 但稻米糊粉层中的脂肪酶和过氧化物酶在碾米过程中极易激活，产生脂肪酸败现象，这是限制其商业化应用的主要因素。绝大多数富含糊粉层的米糠未被有效分离，与米糠一起以 0.2 万元/吨左右的低价出售用作饲料，未充分发挥其附加值，是一种巨大的资源浪费。
本项目针对传统稳定化方法处理稻米糊粉层得到产品货架期短、食味品质差、成本高等缺点，通过差异化分级、梯度瞬时灭酶等关键技术的研发，成功解决了稻米糊粉的稳定化问题，并成功挖掘其高值化商业卖点，将其作为功能性配料开发了代餐食品、固体饮料、烘焙以及面制品等系列产品。该项目的研究成果对于提高稻米附加值，促进大米加工企业创利增收，延伸稻米产业链具有重要意义。
江南大学
2021-04-11
蚬类水产品精深加工综合利用增效技术
蚬类是一种双壳类软体动物，其肉味鲜美，营养价值高。又因其有通乳、明 目、去湿毒等功效，可为中药药材。目前，除鲜食外，我国对蚬类产品的开发利用主要以鲜冻产品和干货产品为主，深加工领域并不很成熟，存在较大发展空间。该技术是以蚬类水产品为资源，开发天然调味核心基料。基于生物酶解与热反应等系列技术，制备富含风味增强肽的高档湖鲜调味产品，在去腥的同时保留 鲜味，有效提升食品的湖鲜特征香气和醇厚感。 该产品具有十分广阔的应用前景，可应用于方便食品调料包、汤包、火腿肠、 罐头等多种产品。目前，湖鲜味调味食品主要以鱼、虾、蟹等为原料，蚬类风味较为少见。江苏戚伍水产发展股份有限公司，建有 10 万亩高邮湖野生水产品基 地，具有丰富的蚬类资源；拥有功能齐全、配套完善的万吨级冷链物流中心，为 实现天然湖鲜调味食品的产业化提供了有力保障。 本技术项目的实施是提升调味食品安全和品质的重大突破，可提高水产副产 品的附加值，大大缩短我国调味品产业与发达国家的差距，提升我国食品企业的市场竞争力和出口创汇能力。
江南大学
2021-04-11
人工智能技术赋能5G超声设备
新冠肺炎常规通过病史、CT等进行病情评估，但重症病房应用超声不便，还需要评估重症患者的心脏等多器官，然而操作者绝大多数不是专业超声医生，这为如何在治疗重症患者的过程中更好地发挥超声的作用提出了难题。深圳国际研究生院袁克虹团队与深圳华声医疗技术股份有限公司合作，用人工智能技术赋能5G超声设备，增添采集心肺关键标准切面的导航以及关键参数的自动测量等功能，辅助医生对重症病人进行动态评估和治疗。 袁克虹团队与深圳华声医疗技术股份有限公司1月中旬组成研发团队，在已有合作工作的基础上，针对新冠肺炎重症患者临床超声的迫切需求开展联合攻关，半个月就获得了较好的成果。该技术从2月初开始在武汉协和西院等多家医院使用，在一定程度上辅助了医生对重症患者进行疾病的动态评估和治疗指导。 目前该技术正由国家感染性疾病临床研究中心（深圳市第三人民医院）牵头开展进一步研究，将完善和改进现有功能，优化远程诊断流程，实现超声为医生治疗重症患者提供更智能、更可靠、更专业的帮助。
清华大学
2021-04-10
建筑用相变储能复合材料及其制备方法
利用物质在相变过程中吸能和释能的特点，实现能量的储存和利用。相变储能具有 储能 密度高、储能温度容易控制和选择范围广等优点。 本发明提出了一种储能功能耐久、成本低廉、适用范围广的建筑用相变储能复合材 料及其制备方法，复合材料以密实度比较高的气硬性或水硬性的胶凝材料为基体，其中 分散多孔材料集料。集料与基体的体积比为 0.4~1.5；在多孔材料集料中储存有机相变 材料，储存量为 30~70％重量比；建筑物构件可具备超过 10 MJ/m3 左右的储能密度；相 变温度可以在 15~60℃之间调节，满足建筑物取暖和制冷的要求。
同济大学
2021-04-11
长寿命高储能的可充电锌离子电池
可充电电池按照电解液可分为有机系和水系。其中水系电池具有制备工艺简单、无起火爆炸之风险。本项目研制了一种水系锌离子电池，负极为锌片，正极为基于导电聚合物和碳材料的复合物，不含重金属，电解液是中性水溶液。该储能器件具有高比容量，长循环寿命之优点。其能量密度高于目前商业化的铅酸电池，连续充放电1万次后容量保持率为100%，即使用寿命约为现有电池的10-20倍。该产品安全环保、成本低，可用于大规模电网储能、汽车启动电源、电动交通、UPS电源等领域；除了能够取代目前占据市场份额第二位的铅酸电池，由于较高的功率密度，在某些应用领域又可替代超级电容器。
北京航空航天大学
2021-04-10
化工装置设备用能诊断与换热网络优化
主要对加热炉、换热器、再沸器、冷却器等用能现状进行热力学计算分析与评价，诊断出能量利用薄弱环节及用能瓶颈，确定歧化装置各换热单元设备用能效率及系统薄弱环节。 编制了换热网络夹点技术优化设计软件，以及基于VB与Matlab混合编程的夹点技术软件，获得国家软件著作权。采用夹点技术对化工生产装置换热网络进行用能合理性分析，考虑换热网络变动的复杂程度和经济性，并提出切实可行的优化改造方案，包括采用高效换热器进行换热网络调优与热回收，可明显的减少公用工程的使用量，节能效果显著。对化工系统工艺流程存在的用能不完善环节，通过研究对反应器出料系统、塔进料系统和塔顶气与塔底液系统进行用能分析，提出流程再造方案，并进行可行性分析研究。可应用于炼油、化工、石油化工、制药、生工等行业。
华东理工大学
2021-02-01
天津大学研发出能愈合、变色的新型智能材料
日前，天津大学封伟教授团队成功研发新型智能材料。这种新材料很“聪明”，不仅能变色，还有形状记忆和自愈合功能。
天津大学
2022-02-23