1.痛点问题 协作机器人与人类共享工作空间，通过直接（即物理上）或间接地与人类交互共同开展操作任务。相比传统工业机器人，协作机器人有更高的安全性和更易于编程的特点，能够通过人类示教部署于各种不同的任务并灵活地与人类配合。随着传统工业机器人带来的效率提升趋于饱和，能够安全配合人类的协作机器人能够进一步提高制造业的生产效率，带来可观的经济效益。然而，现有的协作机器人存在以下两大痛点问题。 问题一：安全和效率之间的权衡一直是人机交互中未系统解决的开放性问题。当存在人机直接接触时，为了保证人的安全，现有的协作机器人是通过中止正在进行的任务、顺从人的干预以保证安全；然而，不论人是有意地干预（即工人直接抓取机械臂来引导其任务）还是无意地接触机器人，都将造成机器人暂停手头工作；直到人类停止干预，机器人才能继续执行它的任务。虽然这种人机协作方式能够保证机器人与工人合作的安全，但因为机器人需要在不同的工作模式之间切换，其工作效率将会受到影响。 问题二：如何提高人的示教效率为协作机器人的另一大痛点问题。协同机器人多用于能够灵活拆装的生产线，以适应新的任务，因此新任务的编程效率很大程度上决定了工作效率。基于人类示教的编程方式具有自然、本能的优势，能够直接传递人类的操作技巧与经验。其中，将示教轨迹参数化为可以编辑修改、适应不同任务的形式是提高效率的核心问题。该示教轨迹不光应该包含机器人末端的运动数据，而且应该包含同时调整的冗余关节运动数据，从而同时完成末端主任务与关节避障任务，以适应工作环境。现有的示教方式未能结合离线示教与在线介入，因此无法适用于需要同时记录机器人末端和关节的示教任务。 2.解决方案 本项成果基于增强现实-触觉感知技术，开发了混合交互接口与人机互补操作算法，以解决上述痛点问题。 ①对于问题一，本项成果提出了自适应视觉控制与零空间阻尼控制的协作框架：在有限视场、未校正相机、关节奇异的情况下，保证了机器人在整个工作空间内的全局稳定性；在不影响机器人末端任务的前提下，允许人类专家随时、安全地介入以改变机器人关节姿态，以应对环境动态变化或突发事件，从而实现了安全与效率并重的人机协作方式。 ②对于问题二，本项成果构建了增强现实-触觉感知的混合接口，让人类专家可以在任务和冗余联合空间进行双手演示，同时记录机器人末端与机器人关节的数据。示教轨迹基于DMP方法进行参数化，能够根据不同任务所需的末端位置、关节角度、运动速度进行自适应调整，在保证末端任务精度的同时完成关节的避障任务。 技术核心： ①基于增强现实-触觉感知的混合交互接口; ②用于双手示教的机器人轨迹学习方法; ③自适应全局稳定控制算法。 预期产品：用于人机互补协同操作的设备与软件 3.合作需求 1)资金需求：本项成果开发的人机互补协作平台，在硬件与软件研发阶段需要资金投入，需约250-500万元人民币； 2)孵化资源：公司研发所需办公及研发场地、实验室、分析与测试实验室等； 3)团队：协作平台开发团队、商务开发与合作团队、财务、法务等支持团队； 4)生产制造企业合作：提供人机协同操作的场景与需求，开展工厂真实环境的测试与部署； 5)基础研究合作：与协作机器人、增强现实、触觉感知方向的国内外基础研究团队合作，开发新的交互设备与算法。

智教高校一站式网上大厅系统构建一个集成化、智能化的在线服务系统，覆盖高校教学、管理、生活等核心场景，高效处理来自学生和教职工的各类申请业务，如学生的请假审批、奖学金审批，教职工的调课审批、报销审批等。审批流程应具备灵活性，可根据不同业务类型设置不同的审批节点和权限。为师生提供便捷、高效、安全的“一站式”服务，推动校园数字化转型。 审核流程具备工作流引擎，支持自定义各项审批流程，包括但不限于：学籍异动、处分审核等。提供伴随工作流程的消息提示功能。可设置工作流程的审批某个角色，流程执行过程中的审批人可以精确指定为角色下的某个用户。 可以根据高校实际业务管理需求及线下一站式大厅地址及布局，自定义预约部门信息、预约地点、办事内容等信息，学生可以通过手机移动端线上查看，并根据个人需求选择。 1、将学校教务、学工、后勤、科研等各部门分散的服务事项整合至一站式网上大厅。通过搜索栏、分类导航等多种便捷查找方式，用户能够快速定位所需服务。针对不同服务类型，定制灵活可变的业务流程，涵盖申请、审核、审批直至办结的全流程，并配备自动提醒机制，保障业务处理的及时性。 2、学校管理部门实现各类申请业务的高效审批。审批流程可根据业务类型灵活设置不同审批节点与权限。 3、打造功能齐全的信息发布平台，学校管理部门可轻松发布通知公告、政策法规、新闻资讯等各类信息。

中国科学技术大学中科院近地空间环境重点实验室陆全明、王荣生研究团队，联合美国加州大学洛杉矶分校卢三博士和其他多家欧美科研机构，在地球磁尾磁场重联触发机制方面取得重要进展。他们结合MMS卫星高分辨率观测资料和数值模拟，发现了地球磁尾磁场重联由电子动力学触发的证据。相关结果10月7日在线发表在《Nature Communications》上。 磁场重联是等离子体中的一种基本物理过程。该过程中，磁能会爆发式地释放、转化为等离子体的动能和热能。日地空间环境中许多爆发式能量释放事件，例如：太阳耀斑、日冕物质抛射、磁层亚暴等，都是由磁场重联导致的。地球磁尾发生的磁场重联，其触发时间只有几秒到几十秒，卫星很难直接地探测到触发阶段的粒子动力学行为。因此，磁场重联触发机制的研究主要来源于理论和数值模拟。 依据理论和数值模拟的研究，地球磁尾的磁场重联触发有两种可能的机制。第一种机制是强驱动环境中电子动力学触发磁场重联。第二种是离子动力学驱动磁场重联。关于两种机制的争论持续了长达半个世纪。研究团队结合高时间分辨率卫星数据和数值模拟，发现地球磁尾位型下的磁场重联触发过程起始于小尺度的电子尺度区域的证据，由该区域内电子动力学行为主导，并导致了进一步的爆发式能量释放过程。这为长达半个世纪的地球磁尾磁场重联触发问题的解决提供了新思路。

项目成果/简介:中国科学技术大学中科院近地空间环境重点实验室陆全明、王荣生研究团队，联合美国加州大学洛杉矶分校卢三博士和其他多家欧美科研机构，在地球磁尾磁场重联触发机制方面取得重要进展。他们结合MMS卫星高分辨率观测资料和数值模拟，发现了地球磁尾磁场重联由电子动力学触发的证据。相关结果10月7日在线发表在《Nature Communications》上。 磁场重联是等离子体中的一种基本物理过程。该过程中，磁能会爆发式地释放、转化为等离子体的动能和热能。日地空间环境中许多爆发式能量释放事件，例如：太阳耀斑、日冕物质抛射、磁层亚暴等，都是由磁场重联导致的。地球磁尾发生的磁场重联，其触发时间只有几秒到几十秒，卫星很难直接地探测到触发阶段的粒子动力学行为。因此，磁场重联触发机制的研究主要来源于理论和数值模拟。 依据理论和数值模拟的研究，地球磁尾的磁场重联触发有两种可能的机制。第一种机制是强驱动环境中电子动力学触发磁场重联。第二种是离子动力学驱动磁场重联。关于两种机制的争论持续了长达半个世纪。研究团队结合高时间分辨率卫星数据和数值模拟，发现地球磁尾位型下的磁场重联触发过程起始于小尺度的电子尺度区域的证据，由该区域内电子动力学行为主导，并导致了进一步的爆发式能量释放过程。这为长达半个世纪的地球磁尾磁场重联触发问题的解决提供了新思路。

01. 成果简介 由于节能减排的要求，许多回收工业余热作为热源进行城镇供热的供热改造方案得到了较快的发展和广泛的认同。采用板式换热系统的一次网回水温度高于二次网回水温度，使得整个系统的一次网回水温度较高，难以回收低温的工业余热。同时，一个换热站带多栋建筑的供热模式难以实现分栋独立调节，无法避免冷热分配不均所带来的热量损失。 本成果公开了一种楼宇式吸收式换热站，由吸收式换热器、补水定压装置、二次循环泵以及站内一次网水路和二次网水路组成为一体化换热站，一次网进水进入后分为两个支路，一个支路连接吸收式换热器的热侧进口，另一个支路连接补水定压装置的进水口，吸收式换热器的热侧出口经流量计与换热站一次出水口连接；二次网回水进入后经水处理装置后分为两个支路，一个支路连接吸收式换热器的冷侧进口，另一个支路连接补水定压装置的出水口，吸收式换热器的冷侧出口连接二次循环泵的进口，二次循环泵的出口连接换热站二次出水口。 相比北欧流行的传统楼宇式换热站，改变了最基本的换热设备，将普通楼宇式换热站的板换改为吸收式换热器，从而可以使得一次网回水温度比二次网回水温度要低，温差达到15K到25K，相比我国目前已经在部分集中换热站应用的卧式吸收式换热器，实现了分楼栋的供热，大大减小了换热站占地面积，取消了传统的集中的热力站，从而可以实现分栋楼宇式供热，增加了单栋建筑的调节性能，同时实现了分栋热量计量。 楼宇式小型吸收式换热器示例和优势02. 应用前景 楼宇式吸收式换热站可以代替传统集中热力站，放置于每栋楼前或地下室为单栋楼供热。03. 知识产权 成果涉及1项授权专利。04. 团队介绍 清华大学建筑节能研究中心成立于2005年3月，由中国工程院院士江亿领导，旨在推动我国建筑节能事业的发展及实现。自成立至今已承担和完成了国家重大科研任务14项、省级部委科研任务6项。在所完成的科研成果中，有2项获国家级奖项，7项获省部级科技奖励，申报了25项国家发明专利。共出版教材和专著10余本，发表论文百余篇。05. 合作方式 技术许可。06. 联系方式 邮箱：zhysh@tsinghua.edu.cn

该方案针对寒旱区户厕用水不便、冬季上冻、清掏成本高等问题，提出了一种创新解决方案。通过太阳能加热技术与柔性材料结合，有效减缓冬季上冻问题，同时提高粪便堆肥发酵效率，确保极寒天气下的正常使用。方案优势如下： 人性化设计：粪便无害化处理减少蚊蝇滋生和异味，提升农村人居环境。温感座圈、扶手、置物架及太阳能照明等设施，提高冬季如厕舒适度和老年人如厕安全性。 环境友好：便器无需用水，粪尿经无害化处理后可直接还田利用，降低环境污染风险和碳排放。 经济可持续：相比同类设备，施工和使用成本显著降低。高效防冻措施减少施工复杂度，太阳能加热和好氧堆肥技术降低水电支出，减量化处理减少清掏频率，便于农民自行还田利用，进一步降低维护成本。 获得UNICEF（联合国儿童基金会） 2024imaGen Ventures全球挑战赛，最终十佳项目（中国唯一团队），获得国际可持续专家一致好评，5月份正式发布。

感官控制的人机交互(human-machine interface, HMI)可以在人和外界 设备之间建立新的自然交流途径，有利于提高人们的生活品质，例如，有意识 地眨一下眼睛，即可开/关电灯。传统的采用眼为微弱的体表生物电信号，却 忽略了眨眼引起的太阳穴附近皮肤的微小运动。本项目采用摩擦纳米发电技术 (triboelectric nanogenerator, TENG ),设计一种微运动 / 位移传感器 (mechnosensationalENG, msTENG),对于该微小运动的探测有极高的灵敏度 (数百倍于同步眼电信号)，并且相对于传统的眼电探测电极具有更好的耐久 性和稳定性。通过与眼部巧妙的附着方式，获取高灵敏度和持久稳定的眨眼 信号采集，并将此眼部微动传感器用于人机交互，构建了眼动控制家用电器 和眼动虚拟打字界面等人机交互系统。这一研究的开展，给感官控制人机交 互领域注入了新的设计理念，使得通过眨眼来控制外部设备有希望从实验室走 向我们的日常生活。 关键技术： (1)  基于摩擦纳米发电技术的眼部微动传感器设计(包括工作模式的选择, 摩擦材料、电极材料的选择及加工等)以及器件制作工艺水平，都将直接影响 传感器的灵敏度、稳定性、美观舒适性，这在整个系统中是最为关键的技术。 (2)  眼部微动传感器在眼部周围附着方式的设计，需要保证器件的灵敏度、 信号的稳定性和操作的方便性，并考虑使用上的舒适美观。这是这项技术能否进 入人们实际生产生活的重要因素之一。 (3)  基于眼部微动传感器的人机交互界面的开发，要求功能适用、界面友 好、操作简易、性能稳定，便于正常人群和闭锁综合征LLock-in，)患者等特 殊人群的使用，这是这项技术具有重要应用前景的关键技术之一。创新点： (1)     首次将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动高灵敏传感器作为替 代传统生物电传感器应用于感官控制的人机交互系统，为人工智能领域注入了 新的传感器设计理念。 (2)     将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动眼部微动传感器巧妙地固 定在眼镜架上，并做到位置可微调，对比传统的眼电传感器将多电极贴在眼部 附近，不仅美观舒适、成本低廉和操作简单，而且采集的信号灵敏度高，信号 输出稳定可靠。 (3)     摩擦电和静电感应耦合的传感技术，采用的单电极信号采集，直 接采集微运动引起的电信号，从信号采集源头上突破了传统的生物电信号采集 弊端(采集多电极间势差变化信号)，可提高传感器的灵敏度数百倍。因此，避 免了传统眼电系统中精准识别算法的开发和严格操作技术的培训等。市场及经济效益分析： 基于摩擦纳米发电技术的微动传感器制作成本低廉，因其高灵敏度和 可靠性带来的后端设备简化，以及其操作的简易性和侃戴的美观舒适性，都 将促成该项研究成果走出实验室服务于广大群众，特别是渴望与外界因此具有非常大的市场价值。恢复交流的特殊疾病患者们，而这一群体在中国高达20 万人并有逐年上升的趋势。

本发明公开了一种仿人机械臂体感控制系统及控制方法，引入 臂型角来定义手臂肩关节、肘关节和腕关节形成的平面与参考平面的 夹角大小。通过手掌和肩关节的位置差来确定手臂末端的位置，手臂 末端的姿态通过手掌、拇指和手掌末端形成的平面与肩关节坐标系的 相对姿态来确定。得到人体手臂的臂型角以及手臂末端的位置和姿态， 就可以由控制系统计算出机械臂的七个自由度的角度，从而实现机械 臂的精确控制。本发明与现有技术相比，具有以下优点:基于手臂臂 型角的仿人机械臂体感的控制方法，将人体手臂的位置和姿态进行了 完整的定义，

本发明公开了一种仿人机械臂体感控制系统及控制方法，引入 臂型角来定义手臂肩关节、肘关节和腕关节形成的平面与参考平面的 夹角大小。通过手掌和肩关节的位置差来确定手臂末端的位置，手臂 末端的姿态通过手掌、拇指和手掌末端形成的平面与肩关节坐标系的 相对姿态来确定。得到人体手臂的臂型角以及手臂末端的位置和姿态， 就可以由控制系统计算出机械臂的七个自由度的角度，从而实现机械 臂的精确控制。本发明与现有技术相比，具有以下优点：基于手臂臂 型角的仿人机械臂体感的控制方法，将人体手臂的位置和姿态进行了 完整的定义，

F-120无人直升机是北航技术团队自主研发的多用途无人直升机。该机型最大起飞重量130kg，最大航时2小时，在可靠性连续测试中，其MTBF（连续无故障时间）可达到7小时。该机于2010年完成设计，拥有独创的水冷散热系统、气动与冷却的融合设计、采用体积小，重量轻，振动小的转子发动机等多项先进领先技术。该无人机可以执行海面、湖面、高海拔地区等复杂环境的超视距飞行任务，应用领域广泛，包括对地侦查/观测、电力/管道巡检、数据/中继通信、农业/林业测绘、航空测绘/摄影、警用反恐/防暴等多个领域。 该无人机经试验改进，以其优异的气动效率、重量效率、续航能力及操稳特性受到农业部和航空植保企业的高度重视，在农用无人机领域是目前国内载荷最大、性价比最高的无人直升机。该机喷药40亩农田只需15分钟，是传统小型无人直升机作业效率的3倍以上，符合我国精准农业、规模化经营的发展趋势。