复旦大学附属中山医院呼吸科是我国无创通气的先行者，在无创通气治疗重症肺炎和急性呼吸窘迫综合征等危重型急性呼吸衰竭中积累了丰富的经验，由时任呼吸科主任钮善福教授带领团队一起研发了适应中国人脸型的第一款面罩——“钮式面罩”。

如何用工程科学的方法复现人手日常的抓握功能是一项挑战性的难题。我们发明了一种能复现人手自然抓握功能的机器人拟人手。它的独特之处在于它仅需四个电机就可驱动5指16关节的拟人手展现出卓越的抓握操作能力。由于独特的设计技术，使用者能够通过有限表面肌电信号（一种非侵入式的手段）随意地控制该手执行他们的运动意图，完成丰富的抓取功能。

项目简介提出采用消除试验电流中电流非周期分量的方法；实现了准确的选相合闸，解决了国内外长期未解决的保护电器瞬动特性调试精确度低的难题；首次提出采用成功率作为保护类电器的可靠性主要考核指标，解决了保护电器保护特性的可靠性考核问题，并提出成功率的双参数验证试验方案；制订出低压保护电器可靠性的系列行业标准，填补了国内外在保护电器可靠性考核标准上的空白。二、技术指标该项目在研究期间出版了专著《低压保护电器可靠性理论及其应用》，发表学术论文38篇，获得发明专利3项，获河北省科技进步一等奖2项，天津市科技进步二等奖1项。于2002年荣获国家科技进步二等奖。研制出贯彻保护电器系列行业标准的试验装置，并在国内检测机构、行业骨干企业建立了可靠性试验平台。三、推广应用情况推动了电器可靠性技术的发展，所制订的标准对提高我国低压保护类电器产品的质量与可靠性水平奠定了基础。在国家电器产品质量监督检验中心等6家检测机构及企业建立了可靠性试验平台，研究成果推广应用到70%的低压保护类电器主要生产厂家。发明专利证书国家科技进步二等奖证书

项目发挥东北大学信息学院计算机科学、电子技术、通信技术、测控技术和自动化方面的综合学科优势，围绕国家重大战略方向和国家重大工程对先进信息技术的需求，以提高采掘业和巷道施工作业安全管理的智能化水平为目标，研究相关物联网技术，采用物联网技术对采掘业和巷道生产作业产过程中的关键设备、作业人员、生产场合进行有效监测和实时信息掌控。一方面，依赖物联网技术实现以较低的投资和使用成本，对生产过程各元素包括人员、设备、环境的“泛在感知”，获取传统方法由于成本原因无法在线实时、全面监测的重要参数；另一方面，利用物联网技术提高采掘业和巷道安全作业规范，保证生产安全运行和人员安全，有效地避免生产过程中出现重特大事故。提升我国采掘业和巷道作业的信息化发展水平，并在实际生产中进行创新应用示范。     该项目是在国家支撑计划重大项目“基于物联网的地铁施工安全风险识别与可视化预警”、教育部基础科研重大创新项目“面向采掘业和巷道施工安全作业的物联网关键技术研究”支持下获得的成果，整个系统包括人员监控子系统、施工结构监控子系统、设备监控子系统、环境监控子系统和基于GIS的大型应急管理决策系统，突破了地下人员和设备精确实时定位技术，结构微应变、微位移精确实时监测技术、实时可靠的工业物联网通信技术。开发的装置包括智能人员监管节点、微位移、微应变监测装置、异构物联网汇聚节点（层间管理主机）等。项目申请了5项专利和两个软件登记，并于2014年获得国家科技进步二等奖。

本实用新型公开了一种可感知碰撞的采摘机器人伸缩臂，包括驱动伸缩部分和至少一组碰撞感知部分， 所述碰撞感知部分包括至少一个碰撞片、至少一个弹簧组件和至少一个开关组件；碰撞片设置于驱动伸缩 部分沿轴向的外部，开关组件设置于驱动伸缩部分的端部，弹簧组件的一端固定在碰撞片上，另一端固定在驱动伸缩部分的端部，弹簧组件的高度大于开关组件的高度。本实用新型结构简单，实现方便，能够提 高机器人整体的采摘效率和成功率。

为了测量Ξ??0 衰变绝对分支比，班勇教授课题组与北京航空航天大学、复旦大学、中科院高能物理研究所合作，利用位于日本筑波市的 Belle 实验收集的 772兆 B 介子对样本，对B− → Λ�−Ξ0衰变进行了单举和遍举测量。数据分析中，利用 ????Belle 实验中 B 介子总是成对产生的特性，在单举过程中，利用神经元网络的方 法使用了 1042 个衰变道首先进行一个B+介子标记，然后再通过Λ�− → p�??−??+,?? ̅ ?? 0 重 建 一 个 Λ� − 粒 子 。 在 标 记 的 B + 介 子 和 Λ� − 粒 子 的 反 冲 质 量 谱 上 观 测 到 了 清 楚??????的Ξ0 的信号，从而确定B− → Λ�−Ξ0 过程的存在并测量其衰变分支比B(B− → ??????Λ�−Ξ0)。在遍举过程中，不再标记信号B+介子，而是在重建Λ�−后，直接通过Ξ0 → ????????Ξ−π+，ΛK−π+和pK−K−π+重建Ξ??0粒子，测量得到以下三个连乘分支比:B(B− → Λ�−Ξ0)B(Ξ0 → Ξ−π+) , B(B− → Λ�−Ξ0)B(Ξ0 → ΛK−π+) 和 B(B− → Λ�−Ξ0)B(Ξ0 →?????? ?????? ?????? pK−K−π+)。结合单举和遍举的测量结果，首次给出了Ξ??0衰变绝对分支比:B(Ξ??0 →Ξ−π+) = (1.80 ± 0.50 ± 0.14)% , B(Ξ??0 → ΛK−π+) = (1.17 ± 0.37 ± 0.09)% 和 B(Ξ??0 → pK−K−π+) = (0.58 ± 0.23 ± 0.05)%。实验测量的结果将会被广泛应用 到和Ξ??0 衰变相关的测量中去。上述测量结果近期以“First Measurements of Absolute Branching Fractions of the Ξ??0 Baryon at Belle”为题在线发表在《物理评论快报》上【Phys. Rev. Lett. 122, 082001 (2019)】，物理学院技术物理系博士生李郁博为该论文的第一作 者、北京航空航天大学/复旦大学沈成平教授为通讯作者。上述研究工作得到了国家自然科学基金委、国家留学基金委和中国科学院 的资助。

泛素-蛋白酶体体系（Ubiquitin-Proteasome System，简称UPS）是细胞内最重要的蛋白质降解通路，对维持生物体内蛋白质的浓度平衡，以及对调控蛋白、错误折叠或受到损伤的蛋白的快速降解起着至关重要的作用，参与了细胞周期、基因表达调控等多种细胞进程，由UPS失常引发的蛋白质新陈代谢异常与众多人类重大疾病直接相关。2004年，Aaron Ciechanover, Irwin Rose和Avram Hershko三位科学家被授予了诺贝尔化学奖，以表彰他们对该降解通路的发现。UPS中蛋白酶体是细胞中最基本的、最重要的不可或缺的、最为复杂的大型全酶超分子复合机器之一，人源蛋白酶体全酶包含至少33种不同的亚基，总原子质量约为2.5MDa。美国FDA批准的多种治疗癌症的药物分子即以蛋白酶体为直接靶标。近年来，随着冷冻电镜技术的发展和应用，人们对这一大分子机器的结构和功能研究得以不断深入。2016年，毛有东课题组与合作者报道了人源蛋白酶体基态的3.6Å冷冻电镜结构及其他三个亚纳米分辨构象，并首次发现一个亚稳态构象的核心颗粒（Core Particle，简称CP）底物转运通道处于开放状态（见PNAS 2016, 113: 12991-12996）。2018年4月，该课题组又报道了6个ATPγS结合状态下的26S动态结构，包括三个CP开放态对应的亚稳简并态近原子分辨（4~5Å）结构（见Nature Communications 2018, 9: 1360）。尽管这些工作揭示了蛋白酶体的基本架构和内在运动行为，但由于缺乏蛋白酶体与底物之间的相互作用，人们对于蛋白酶体如何实现底物降解的原子水平工作机制仍一无所知。此外，尽管冷冻电镜技术近年来广泛应用于分析具有动态特征的蛋白复合体结构和平衡态构象，但对其中间态结构和非平衡构象分析的分辨率水平往往局限在4～6埃或更低，离真正的全原子水平动力学分析还有相当一段距离。 为了真正实现原子水平的蛋白酶体底物降解动态过程的冷冻电镜三维重建和动力学表征，毛有东课题组攻克了两大技术难题。其一，如何在蛋白酶体完成底物降解之前抓到它的所有可能的中间态构象？课题组发展了一种新颖的核酸置换法，利用ATPγS降低AAA-ATPase激酶水解活性的特点，在底物降解中间过程，通过将ATP快速置换成ATPγS，结合快速冷冻的优势，从而扑捉到蛋白酶体在底物降解过程的中间态。其二，如何在从冷冻电镜数据中分析出更多构象的同时，还把分辨率做到3埃甚至更好？课题组通过多年持续努力，发展了多种基于人工智能和机器学习的冷冻电镜图像聚类的新型算法，并针对蛋白酶体的动力学特征，设计了一套极其有效的整合了多种算法的多构象分类流程。通过这两套技术方案的完美结合，课题组成功解析了人源蛋白酶体在降解底物过程中的七种不同的、但差别甚微的、高分辨原子水平的天然态构象（Native states），完整展示了蛋白酶体从泛素结合到去泛素化，再到底物转运的动态过程。与同期在Science上发表的与底物结合的酵母蛋白酶体的4.2-4.7埃冷冻电镜结构（Science doi: 10.1126/science.aav0725，来自加州伯克利分校和Scripps研究所）相比，该Nature论文不仅总构象数量多一倍，全部构象分辨率还高1-2埃。由于Science论文采用了抑制Rpn11去泛素活性的策略，其非天然态结构中底物并不能真正自由转运，所推测的机理仅限于底物转运这一步，对于其他三大Nature论文所回答重要问题均无法给出答案。这体现了该Nature论文不仅在实验方法的原创性上和数据分析水平和质量上，更在科学发现和问题探究的深度和广度上大幅超越了来自Science的竞争性论文。图一 七个利用冷冻电镜解析的精细原子结构完整揭示了从泛素识别、去泛素化反应、转运启动和持续降解的核心功能动态过程。 作为整个蛋白酶体的动力来源与运转核心，AAA-ATPase激酶分子马达展现出了三种不同的核苷酸水解协作模式，6个ATPase亚基协调工作，交替与底物发生相互作用。在去泛素化过程（EB态）中，处于对立位置的两个ATPase亚基Rpt2与Rpt4水解ATP，而Rpt5与Rpt6则释放ADP，ATPase内的底物转运通道被打开，使得底物可以进入轴心通道；与此同时，去泛素化酶Rpn11亚基与泛素及底物发生相互作用，执行其作为去泛素化酶的功能；在转运起始过程（EC态）中，相邻的两个ATPase亚基Rpt1与Rpt5会同时水解ATP，调控颗粒（Regulatory Particle，简称RP）发生大规模转动并释放泛素；在底物去折叠与转运过程（ED态）中，三个相邻的ATPase亚基会分别同步进行ATP的结合、ADP的释放与ATP的水解，这一过程会单向传递下去，将ATP水解释放的化学能转换为机械能，使得相应的ATPase亚基发生刚体转动，推动底物的去折叠和单向输运，同时CP的转运通道入口打开，底物被送入通道中进行降解。这些研究结果为几十年来对蛋白酶体功能的研究提供了宝贵的第一手原子结构和动力学信息，对于理解生物体内蛋白质的降解过程和一系列负责物质输运的ATPase马达分子的一般工作原理具有极为重要的科学意义。

细菌通过多个趋化受体来感受周围不同的化学小分子，主动游动，实现获得更好的生长环境或者实现趋利避害。但不是强的正趋小分子都是很好的可利用营养物质—好闻的不一定有营养，同样，也不是容易代谢的营养就是强的趋化因子—有营养的不一定好闻。细菌在自然界中往往面临多种不同强弱的趋化小分子，多种不同可代谢程度的营养来源的复杂浓度梯度环境中，细菌群落是如何通过趋化行为抉择它们的去向，实现最优化它们的环境适应性与生长速度？细菌在个体与群体的选择上是否有不同？这一基于细菌的生物行为的研究也许对了解复杂的高等生物的群体行为也有所帮助。 北京大学物理学院欧阳颀院士领导的“生物物理”团队的罗春雄研究组在基于微流体细菌趋化分析芯片的实验研究中发现：在反向不同引诱物浓度梯度下，细菌首先趋向聚集于强引诱物而少营养的一端， 但当细胞密度超过一个阈值时，细菌群落部分“逃逸”强引诱物浓度场，游向趋化因子相对弱但可代谢物质富集的一端。这一现象被刻画为细菌群体运动的“逃逸相变行为”。罗春雄研究组通过与美国IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北大定量生物学中心资深访问学者）合作，对此现象涉及的趋化受体间的协作行为进行了系统细致的理论分析和实验论证，发现营养物质通过数量较少的Tap趋化受体进行了响应行为，而且在较大的一个趋化响应参数空间均会出现由细菌密度超过临界密度而产生的逃逸条带（“Escape Band”）行为，该行为可以使得细菌群落在复杂的趋化物浓度场中获得更好的生长优势。相关的定量实验与理论研究以“The escape band in Escherichia coli chemotaxis in opposing attractant and nutrient gradients”为题于2019年1月23日在线发表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）杂志上。细菌群体趋化运动的“逃逸相变行为” 文章第一作者为北京大学定量生物学中心博士研究生张玄麒,通讯作者为北京大学物理学院/定量生物学中心罗春雄教授及美国IBM沃森研究中心/定量生物学中心的涂豫海教授，参与人包括欧阳颀院士，前沿交叉学科研究院博士研究生司光伟，董一名，物理学院博士研究生陈凯悦。工作得到国家自然科学基金委、物理学院介观物理重点实验室、 北京大学定量生物学中心、北大-清华生命科学联合中心的支持。 工作原文连接: https://www.pnas.org/content/early/2019/01/22/1808200116

北京大学物理学院颜学庆教授和卢海洋研究员领导的课题组提出了激光驱动光子对撞机的新方案，该方案每脉冲可以产生3亿个Breit-Wheeler事件，并且所产生的正负电子对发散角只有7度，具有非常好的准直性。同时，背景噪声可以得到有效抑制，信噪比高达1000:1。研究成果以 “Creation of electron-positron pairs in photon-photon collisions driven by 10-PW laser pulses”为题在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。 根据爱因斯坦质能方程和量子电动力学理论，在一定条件下光子（能量）可以转化成物质，这对研究物质的起因有重要的作用。相关的理论研究始于上世纪30年代，直到1997年美国SLAC实验室才首次在实验中观测到多光子碰撞产生正负电子对的过程。然而，对于两个高能光子的互作用过程，也就是常说的光子对撞机，到目前为止还未能在实验中观测到。在光子对撞机中，光子的互作用的次数与光子数目和光子互作用截面成正比，与光子束的脉冲宽度、两束光子束的交叠面积成反比。在过去实验中不能观测到光子的互作用过程是因为已有伽马射线源的流强和亮度还达不到要求。 近年来，随着激光技术的发展，特别是10拍瓦(1拍瓦=1e15瓦)激光器的建成，激光光强将可以达到1e23W/cm3以上。当如此高强度的激光与物质相互作用时，大部分激光能量被吸收并转化成伽马射线辐射源，如果可以有效控制伽马射线的发散角，辐射的伽马射线将会达到前所未有的流强和亮度。 团队研究人员在前期的工作中对产生超高亮度伽马光源进行了深入的研究，首次从理论上系统阐明了微通道结构靶中，纵向电场主导了电子的加速过程，同时电子的横向加速可以得到有效的抑制，因此可以获得高准直性的电子束，当这些电子束在横向场中的相位发生反转时，电子就会在管道边界处产生强伽马辐射。由于电子的发散角决定了伽马辐射的发散角，因此可以获得准直性非常好的γ-ray辐射源。数值模拟中10PW激光所能获得的发散角小于3度，亮度比之前研究报道结果高出两个数量级的伽马辐射源。图1. 激光驱动光子对撞机产生正负电子对的方案设计图2. 本方案可以获得高出之前2-3量级的伽马光源亮度 本工作即基于以上研究成果，将该超高亮度的伽马射线应用于光子对撞机。理论计算结果表明，该方案可以获得超高信噪比（>1000:1）,且每一发正负电子对信号（>1e8）远高于现有测量技术的探测极限。因此，通过该方案可以在实验室中验证光子互作用过程中由能量到物质的转换过程，将提供激光驱动光子对撞机研究的新途径，也将极大的促进双光子BW物理的发展。未来有望依据本方案建设基于重频拍瓦飞秒激光的高亮度伽马源及其应用装置。 北京大学物理学院博士后余金清为论文第一作者。颜学庆教授和卢海洋研究员为通讯作者。论文合作者还包括北京大学的陈佳洱院士、马文君研究员，広岛大学的T. Takahashi教授，高能物理所的黄永盛研究员。该研究工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发专项、挑战计划和中国博士后科学基金的联合资助。相关模拟工作得到北京大学高性能计算平台的支持。相关文章链接：Phys. Rev. Lett. 122, 014802 (2019) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014802Appl. Phys. Lett. 112, 204103 (2018) https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5030942

项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等 项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理 论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结 构技术。项目的主要创新性技术内容如下：1.创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结 构节点复杂等系列技术难题。2.建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件 设计技术。3.建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技 术。4.建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提 出了节点设计技术。5.建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弾塑性有限元高效分析方法，