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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
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
利用污泥生产环保燃料
技术简介
污水厂产生的污泥容易腐化发臭，目前国内的污泥处置方法主要填埋和土地利用，处理过程中存在着卫生安全隐患和二次污染问题。针对这一现状，研发出一种利用污泥生产环保燃料的方法，可作为锅炉燃料，不仅达到了无害化处理污泥的目的，还充分利用了污泥热值，生产成本低且燃烧性能良好等优点。
图1 实验所用污泥样品
图2 污泥型煤燃料
创新点及性能指标
以污泥为主要成分，加入发酵菌发酵，降低污泥的有害组分和毒性，同时加入具有吸附污泥中异味作用的高效低成本吸附剂，即可能够提高污泥的热值，又减少污泥燃料产生异味，提高了污泥燃料环保性能。
山东科技大学
2021-05-11
大豆生物加工与高值化利用关键技术与产业化
我国是世界上最大的植物油料加工和消费国，总量近 1.5 亿吨，在国家食品安全体系中举足轻重。植物油料加工长期以来以压榨法和浸出法制油、碱溶酸沉制蛋白、化学精炼油脂为技术主线，普遍存在：1）加工条件剧烈、能耗高、溶剂残留、环境污染；2）蛋白功能性差、组分高值化利用率低；3）生物精炼连续性差、附加值低等共性关键问题。本项目在国家自然科学基金重点项目、国家“863 计划”、国家科技支撑计划等重大项目支持下，历经 13 年持续攻关，以现代生物技术为手段，突破植物油料生物解离关键技术为核心、组合发明生物解离产物及油脂的高值化利用成套技术，形成了植物油料全产业链新一代加工技术体系。
项目已获授权发明专利 45 件，申请国际专利（PCT）3 件，出版著作 10 部，发表相关论文 205 篇（SCI/EI106 篇），主持制定或参与国家、行业标准 10 项。项目已获中国轻工业联合会技术发明一等奖、中国发明协会发明创业成果一等奖、黑龙江省技术发明一等奖、中国食品科学技术学会技术发明一等奖等省部级以上科技奖励 14 项。
项目技术主要用于生产有机大豆油脂、大豆蛋白肽以及大豆膳食纤维等产品，项目目前已通过中试实验。项目计划投资预计 2 亿元，建设规模为加工原料豆 20000 吨/年，项目达产后预计年销售额为 3.6 亿元人民币。通过该项目的实施，将打破了国外在高端油脂和蛋白产品生产上的技术垄断，增强了企业的核心竞争力。
东北农业大学
2021-05-10
利用浮选尾矿回收磷并生产石膏晶须和氯化镁技术
中试阶段/n本项目解决浮选尾矿污染、回收磷资源并生产石膏晶须和氯化镁技术问题。可以尾矿中98%的磷、利用95%的钙和99%的镁，生产的石膏晶须长径比达到5080，氯化镁达到工业一级品标准，具体技术指标如下：。相关概述：(1)特点：资源回收率高，成本低；(2)适用矿：浮选磷尾矿；(3)废水废气回收利用，无环境污染；(4)能高质利用磷尾矿。。生产条件：陶瓷反应釜；蒸馏釜；结晶釜；回水池。。支持额度：。500。万元。承接单位：。湖北省。项目进展：。本项目解决浮选尾矿污染、回收磷资源并生产石膏晶须和氯化镁技术问题。可以尾矿中98%的磷、利用95%的钙和99%的镁，生产的石膏晶须长径比达到5080，氯化镁达到工业一级品标准，具体技术指标如下：相关概述：(1)特点：资源回收率高，成本低；(2)适用矿：浮选磷尾矿；(3)废水废气回收利用，无环境污染；(4)能高质利用磷尾矿。生产条件：陶瓷反应釜；蒸馏釜；结晶釜；回水池。。项目基本内容：。我国能利用的磷矿资源中，都需要选矿，产生大量的浮选磷尾矿而在成环境污染；本项目利用磷尾矿和副产盐酸和磷酸回收磷酸，生产石膏晶须和氯化镁，所用原料为负成本，回收磷可以直接用于复合肥生产、石膏晶须为高质原料，氯化镁用于高档陶瓷或阻燃剂的原料。能满足环保、节能，效益的要求。因此有广泛的市场前景。生产1吨尾矿成本约600元，产出1200元1200元/吨，效益明显。本项目解决浮选尾矿污染、回收磷资源并生产石膏晶须和氯化镁技术问题。可以尾矿中98%的磷、利用95%的钙和99%的镁，生产的石膏晶须长径比达到5080，氯化镁达到工业一级品标准，具体技术指标如下：相关概述：(1)特点：资源回收率高，成本低；(2)适用矿：浮选磷尾矿；(3)废水废气回收利用，无环境污染；(4)能高质利用磷尾矿。生产条件：陶瓷反应釜；蒸馏釜；结晶釜；回水池。
武汉工程大学
2021-04-11
微流芯片及利用微流芯片制备聚合物微球技术
已有样品/n该项目所开发的仪器设备可以实现对FNRBCs 准确、高效、快速、低廉的分离与富集，并进行基因组层面的全面分析，为无创性产前诊断技术的发展及相关科学研究的深入提供有力的推动和支撑平台。项目团队在该研究领域进行了长期的研究工作，积累了大量经验，并取得了一定成绩。该成果，方法独特，效果明显并成功用于三体综合症检测。
武汉大学
2021-01-12
高附加值电镀废液重金属回收利用技术及关键装备
电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属，广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业，对高新技术的实际应用和国民经济的发展具有重要的作用，对长三角地区的经济发展也起到举足轻重的作用。
南京工业大学
2021-01-12
优质牧草鸭茅在西南地区的综合利用配套技术
鸭茅（Orchardgrass ）是世界著名温带多年生牧草，目前被广泛利用于重庆三峡库区和云贵川等地。本 套成果包含鸭茅的规范种植、种子生产、平衡施肥、促进种子发芽技术、混播技术、混合青贮及家畜利用 等，技术体系完整，应用情况良好。 该配套技术成果包含重庆市地方标准2项、著作1部、sci收录论文4篇,5项国家发明专利。已发布的重庆 市地方标准为“鸭茅种植技术规范“（标准发布号DB50/T477-2012）和“鸭茅种子生产技术规程“（标准 发布号DB50/T478-2012 ）,集成三峡库区中高海拔地区以鸭茅为主的人工草地混播技术并申报国 家发明专利（申请专利号：201210164309.5 ） 0获得4项国家发明专利授权:一种促进鸭茅种子发芽的方 法、鸭茅的施肥方法、一种鸭茅的施肥方法、一种提高鸭茅种子发芽率的方法；研发团队还针对鸭茅开展混 合青贮并评估其饲用价值，开发岀针对山羊和绵羊的饲料配方，获得较好的家畜生产效果。 该成果在三峡库区及贵州省等地得到较好推广转化。
西南大学
2021-04-13
微切变-助剂互作技术高效利用天然活性物质的研究与应用
该技术是在物料处理过程中，固体原料颗粒团经过微切变，细胞表面产生新鲜切面，助剂与活性物质之间发生基团或分子间的相互吸附或作用，改变活性成分的微观性能，增加水溶性，活性成分产量比传统加工方法提高70-350%。运用该技术得到的微切助粉，粒径在0.5-40μm，粒度细微，口感细腻，活性物质便于动物机体消化、吸收和利用，无需进一步加工，即可直接用作功能性添加剂（食品和饲料）或用于制备特殊功能产品，效果明显，成本低廉。目前全球中草药市场需求量为每年160亿美元，估计到2010年将达到200亿，我国中草药市场
大连理工大学
2021-04-14