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三维细胞培养材料及服务
人体中的绝大多数细胞生活在三维的环境中，细胞必须通过细胞-细胞以及细胞-细胞外基质之间的相互作用，获得各种生化和机械信号，才能维持其正常的生理活动。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
体外细胞模型是生物医学研究领域必不可少的工具。众所周知，人体中的绝大多数细胞生活在三维的环境中，细胞必须通过细胞-细胞以及细胞-细胞外基质之间的相互作用，获得各种生化和机械信号，才能维持其正常的生理活动。大量研究表明，细胞与细胞外基质以及细胞与细胞之间的相互作用对于调控细胞的迁移、增殖和分化有重要的作用。一般使用的二维单层培养的细胞缺乏这样的信号传递，不能很好地模拟体内细胞的微环境。相反，在三维细胞培养体系中细胞与外部环境之间的相互作用大部分得到重建。因此，三维细胞体系可更好地模拟真实组织中细胞的行为。课题组多年致力于三维细胞培养的研究，开发了多种三维细胞培养技术，可为从事生物医学研究的单位和课题组提供用于三维细胞培养材料和工具，或进行相关的技术服务。
南开大学
2022-08-11
牵引供电三维虚拟实训系统
本成果来自有重大应用前景的横向项目，经四川省科技厅鉴定，达到国际先进水平。该系统首次将基于动作捕捉的人机交互技术、沉浸式显示技术引入牵引供电系统培训，提高了设备认知和系统培训演练的真实度；利用虚拟现实技术实现了虚拟培训与实际变电所、接触网运行系统的有机融合，实现了牵引供电系统的高效、集约化培训；研发了实时高效、自由可控的牵引供电系统业务流程解析引擎，实现用户自由定制业务和功能扩展。
西南交通大学
2016-06-27
基于单幅图像的三维模型重建
Ø 计算机图形学、虚拟现实和电子游戏等领域的快速发展，导致对具有高度真实感的三维模型的需求与日俱增。本项目充分利用镜面对称约束，同时利用特征点作为位置约束以及添加透视投影等约束，通过最小化线性约束下的曲面二次目标函数实现曲面重建，最后进行纹理提取，从而获得逼真的三维模型。该技术具有输入信息简单，建模速度快，真实感强等优点，目前已经获得“基于单幅图像的光滑对称曲面重建方法”国家发明专利授权。
北京理工大学
2021-04-14
人工智能实现三维矢量全息
我国科研团队首次利用机器学习反求设计（machine-learning inverse design）实现三维矢量全息(Three-dimensional vectorial holography)新技术的相关研究成果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。
这项光学全息技术领域的突破性研究，由上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领衔的未来光学国际实验室完成。研究中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。
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。研究人员介绍，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，科学家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。
但精确产生任意三维矢量光场仍是一个世界性难题。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。顾敏科研团队利用人工智能的机器学习反求设计，解决了这一难题，率先实现了三维矢量全息，并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。
顾敏介绍，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。“通过人工智能机器学习的新技术，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。”
机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。文章第一作者任浩然博士说：“我们研究证明训练后的人工神经网络可有效、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。”
此外，这项发明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。顾敏表示，“这项发明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，同时也为人们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。”
上海理工大学
2021-04-11
三维扫描仪OpticScan-DL
产品详细介绍OpticScan 通用系列 三维扫描仪 先临三维自主研发的OpticScan 通用系列 三维扫描仪，特别适用于复杂曲面、柔性物体或易磨损的模具、样品、工件的测量和检测。主要运用于：● 物体三维形状信息的获取，如三维测量、三维测绘、三维扫描、三维数模档案、多媒体内容创建；● 产品的设计与研发，如CAD 设计、数字化加工、逆向工程、逆向设计；● 三维检测，如CAV 和CAE分析特性1、精确- 精度检测方法依据德国光学扫描仪测量检验标准VDI/VDE2634制定，单面精度最高可达7μm；- 可生成高密度点云资料，工件表面精细部位清晰表达；- 系统具有对测量产生的噪音点进行修剪、剔除功能，确保测量精度 2、曲面信息轻松获取- 先进非接触拍照式测量技术，轻松获取曲面信息，满足对复杂曲面、柔性物体的测量与检测要求；- 单面扫描时间小于5秒，可在瞬间获得高精度的三维数据，提高测量工作效率3、安全、便捷- 保护易磨损的模具、样品、文物等贵重物品不受损害；- 安全白光技术，不伤害人眼；- 尺寸小，可灵活移动，对大型或重型工件的也能方便的进行测量；4、测量范围自由切换- 四目系列三维扫描仪可自由切换扫描范围，且无须再次标定 5、 经济性- OpticScan 通用系列三维扫描仪适用的领域广泛，无论是工业零配件还是日常消费品，无论是文物还是首饰，都能应付自如；- 品质过硬而价格合理，让客户在投入最少化的前提下实现利益的最大化OpticScan-D双目系列产品型号 OpticScan-DL-Classic 单面扫描范围 400mm×300mm(可调节) 单面测量精度 0.04mm-0.02mm 平均采样点距 0.3mm-0.2mm 扫描物体尺寸 500mm~1500mm，1500mm以上(配合三维摄影测量系统) 扫描方式 白光，非接触式（拍照式）输出格式 ASC，STL图像分辨率 131万像素（根据客户需求，可升级为200万，300万或500万像素） 单面扫描时间 小于5S 拼接方式 标志点全自动拼接 适用领域 大型汽车零部件、模具、铸件、文物、雕塑，整车，飞机部件、内饰等(可配合三维摄影测量系统 使用) 更多详情请见-http://www.shining3d.com/zh-cn/3dscanner.html
先临三维科技股份有限公司
2021-08-23
三维扫描仪DentalScan-L
产品详细介绍义齿三维扫描仪-DentalScan 义齿扫描系列 DentalScan义齿扫描系列三维扫描仪，是先临三维研发的国内第一款拥有自主品牌的全自动牙科专用三维扫描仪，填补了国内义齿三维数据获取方面没有自主设备的空白。 该系列三维扫描仪主要用于牙齿模型的扫描与测量，得到精确的牙齿几何结构数据，可用于补牙、牙齿的修复和矫形等牙科医疗专业领域。该设备同时也适用于珠宝首饰等精细物件的三维扫描。特性（DentalScan义齿扫描系列三维扫描仪） 1、全自动扫描 ，轻松获取物体数据2、可获取高精度、全面的牙齿数据，让牙齿CAD设计更轻松、更准确3、扫描快速，一般来说全颚扫描1分钟，上下颌扫描1分半钟，8颗单独牙齿扫描时间总计只需2分钟，极大的缩短义齿制作周期DentalScan三维扫描仪在义齿制作应用中的流程：● 取硅橡胶印模并翻制成石膏阳模● 将要扫描的模型放置到DentalScan的自动转台上，按下扫描按钮，选择扫描类型后，自动完成扫描● 获得高精度的STL三维数据。STL是行业标准格式，可以与绝大部分CAD和CAM软件无缝衔接● 义齿的CAD设计，包括牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌、种植牙基台等3D设计● CAD设计完成后，CAM软件编写加工刀路● CNC加工或快速成型更详细的义齿三维扫描仪信息，可见：http://www.shining3dscanner.cn/zh-cn/product_dentalscan.html产品规格产品型号 DentalScan-L相机分辨率 130万像素 精度 ＜ 0.015mm 扫描范围 100mm*100mm*75mm 扫描原理 非接触式白光扫描 温度 0℃~30℃ 尺寸 430mm*470mm*600mm 重量 30KG输出 STL 接口 USB 电源 AC220V,50HZ
先临三维科技股份有限公司
2021-08-23
M6三维移动扫描系统
M6是一款3D可自由移动的室内扫描系统，能够在环境中进行快速扫描来捕获室内可视化的所有数据，并可以实现无间断作业，同时实现高采集效率与数据质量。
广州南方高速铁路测量技术有限公司
2022-05-24
微纳米压印光刻工艺及装备
微纳米结构成形是光电子制造中的核心工艺之一。压印光刻克服了传统光学光刻中光学衍射效应的限制，是一种经济、高效、高分辨的结构成形方法。 正在探索的压印工艺方法包括：UV-NIL、模板电诱导自组装纳米成形、电润湿驱动纳米压印等。 正在探讨压印光刻的应用领域包括：集成电路(IC)、微机电系统(MEMS)、生物微流控、光波导、光或磁存储、有机光电子、平板显示等器件的制造。
西安交通大学
2021-04-11
飞秒激光脉冲制备硅基微纳结构光伏材料
太阳能作为一种洁净和相对易于获取的能源在未来的动力产品中将占有越来越大的比份。如何发展高光电能量转换效率、高可靠性和低成本的太阳能电池是目前太阳能利用领域所面临的关键问题。相对于第一代和第二代太阳能电池(转换效率<<50％)，各国科学家纷纷研究不同的应用于第三代太阳能电池的新材料和新结构，目标是使光电转换效率大于5 0％。近年来，一种具有微、纳米量级特殊结构的光伏材料成为太阳能电池的研究热点。利用飞秒脉冲激光在极短的持续时间内激发出极大的峰值能量，其在硅片的相互作用过程中具有很强的非线性效应，聚焦烧蚀硅表面很小的一块面积，形成规则排列的微纳米结构。这种微纳米结构由于表面积增大，对入射光波有很大的吸收，且对光的敏感性提高了数百倍，这些性质对我们提高光电转换效率具有很大的指导意义。这种材料与本底未处理材料的性质相比，材料带隙减小，对光的敏感性提高了数百倍，这使得其对波长为250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比传统材质的硅的比重低。这些奇特的光电和物理性质能进一步提高太阳能电池的光电转换效率。根据光吸收效率，激子光量子效率，化学电势效率以及填充因子计算总的光电转换效率，普通硅基太阳能电池光电转换效率只有1 5％，而基于微纳结构光伏材料的太阳能电池转换效率可望达到50%-60%。 针对国民经济可持续发展在太阳能光伏技术方面的重大需求，发展利用超短脉冲激光制备具有优异光电转化效率的微纳结构光伏材料的新方法，以及通过探测光伏材料中非平衡载流子的能带结构及微分负电导等特性，探知光伏材料的光电转换效率，从而筛选出转换效率较高的微纳结构光伏材料，最终在发展新型、高效太阳能电池的新原理和新技术方面取得创新性突破，为我国研发具有自主知识产权的高效第三代光伏电池打下坚实基础。
上海理工大学
2021-04-11
在片上微纳激光器精确集成领域的研究
北京大学“极端光学创新研究团队”发展了一种高精度的暗场光学成像定位技术(位置不确定度仅21 nm)，并结合电子束套刻工艺，实现了片上量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的精确、并行、无损集成。这种微盘-银纳米线复合结构同时具有介质激光器与表面等离激元波导的优势，因此不仅具有介质激光器的低阈值与窄线宽特性，而且具有表面等离激元波导的深亚波长场束缚特性。基于这种灵活、可控的制备方法，他们实现了片上微盘激光器与表面等离激元波导间多种形式的精确可控集成，包括切向集成、径向集成以及复杂集成，并且对量子点无任何加工损伤；进一步，通过同时集成多个片上微盘激光器与多个银纳米线表面等离激元波导，他们获得了多模、单色单模以及双色单模的深亚波长(0.008λ2)相干输出光源。这些高性能的深亚波长相干输出光源可以容易地耦合并分配至其它深亚波长表面等离激元光子器件和回路中。因此，这种灵活、可控的精确集成方法在高集成密度的光子-表面等离激元复合光子回路中具有重要应用，并且这种方法可以拓展到其它材料和其它功能的微纳光子器件集成中，为未来光子芯片的实现提供了一种可行的解决方案。 该工作于2018年5月发表在Advanced Materials上(Advanced Materials 2018, 30, 1706546)，并以卷首插画(Frontispiece)的形式予以重点报道。文章的第一作者为北京大学物理学院博士研究生容科秀，陈建军研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创新中心和极端光学协同创新中心等的支持。 图1. 片上胶体量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的精确、并行、无损集成。
北京大学
2021-04-11