一、所属领域 人工智能，精密自动化，生物分析与检测，环境微生物检测，工业微生物检测，细胞组织分析检测。 二、项目介绍 1. 痛点问题 微生物的识别、计数和定性分析一直是食品、医药和生物行业的重要一环。传统的人工检测方式劳动强度比较大，且检测主观性强，标准难以统一，计数和检测结果不准确；在对环境的微生物监测中，人工方法只能做到抽样检测，无法做到持续性检测。 近两年行业巨头们（如GE，安捷伦，赛默飞等）开始推出图像识别技术的微生物检测设备，其结果来自直观影像，分辨率高，操作难度低。但是这些设备目前采用的光学显微镜倍数都在800倍以下，只能进行计数，如果要完成相关定性分析，需要在800倍以上的放大倍数获得单细胞微生物的清晰图像（如酵母菌，大肠杆菌）。但800倍放大倍数对应的有效视场只有200微米*200微米，对计数和活性统计分析又不具备足够的采样数量。目前国内外设备均没有解决好这个问题，对微生物进行定性分析的准确率低，无法满足市场需求。 2. 解决方案 本项目针对微生物和细胞活体检测中缺乏有效参照物的技术难点，根据显微扫描设备的结构，将全景化视域重构技术和微米级电机结合，解决了镜头大幅平移过程中的自动对焦难题和微生物溶液动态环境中的影像拼接难题，在保证1000倍放大的基础上，获得的有效视场增加到10毫米*10毫米的范围；再通过自动化图像采集和拼接，得到完整的微生物图像；然后结合传统的图像分割以及深度学习图像识别的优势，小样本高精度动态完成微生物的类型识别，计数，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 竞争优势分析 与国内外的主流检测设备对比，本项目技术优势主要体现在： 1）独创的微生物影像全景化视域重构技术，实现0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大视角； 2） 解决微生物影像领域小样本智能识别和智能检测的难题； 3） 检测目标、检测内容、检测流程和逻辑可通过自然语言定制，提高设备功能通用性； 4）计数准确率超过人工计数，准确率超过国内细胞计数仪器一个数量级； 5）第一台按照国家微生物计数检测标准开发研制的微生物计数仪。 本项目的第一代产品样机与国内外同类产品对比，主要性能优势和技术优势如下： 在食品行业，本项目获得了青岛啤酒北京密云分厂的啤酒原液和相关酵母菌种，针对生产用酵母菌采集了大量实拍图像数据，优化后的酵母菌计数和出芽率算法识别率均在95%以上。 4. 发展规划 按照三步走的方式来设定发展规划： 1）基于全景化视域重构技术，构建第一代检测仪器，首先进入门槛最低的食品微生物检测市场，对啤酒和发酵乳企业提供酵母菌检测计数技术和设备； 2） 利用已有技术积累，进入环境微生物检测和高校实验室市场； 3）最后以食品和环境检测市场为根据地，进入门槛最高的生物医药检测市场，提供微生物检测和组织检测的相关设备。 5. 知识产权情况 已申请3项专利。 三、合作需求 1）寻求500-800万元天使投资； 2）寻找高校研究所，食品工业和环境检测领域的客户、渠道伙伴； 3）寻找生物医药，医学临床领域的客户、渠道伙伴和产品测试环境。 四、团队介绍 科研团队： 1）周悦芝 博士 清华大学计算机系研究员，项目负责人，在边缘计算和深度学习等领域有丰富的开发经验和杰出的研究成果，在面向医学影像的AI图像分析方面曾发表多篇论文，申请或获得多项国家发明专利。 2）黄权伟 清华大学计算机系硕士，负责图像分割及细胞识别等相关算法研发。 3）梁志伟 清华大学计算机系硕士，负责深度学习算法加速研究和实现。 五、联系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果编号：20230055

该项目2016年获得国家技术发明二等奖。属兽医药理与毒理学研究领域。为保障动物源食品安全，成果发明兽用抗菌药和违禁化合物残留高效检测核心试剂及产品、多组分残留物痕量加速溶剂萃取和恒温萃取技术，解决了兽药残留高效、快速、高通量检测的一系列关键技术问题。共获授权发明专利39件，制订国家标准19项，备案产品17个，保藏物种41种，专家鉴定为国际领先水平成果8项，国际先进水平成果4项；获省部级技术发明和科技进步奖一等奖4项，其他奖3项；培养博士生11人、硕士生59人，各类技术人员2000余人次。 该项目在农业、卫生、质检和贸易系统使用面达40-50%，在全国500多家大中型养殖企业的使用率达60%-70%，全国兽药残留超标率由使用前5-10%下降到现在1%以内，为养殖业年均挽回经济损失159.23亿元(据中国农科院农业经济研究所测算)。项目完善了国家兽药残留检测技术体系，提升了兽医科技自主创新能力，对保障食品安全、应付重大突发事件、打破国际技术壁垒、维护经济社会稳定等做出了贡献。 成果完成时间：2012年

中科院武汉物数所针对现有食品检测技术中存在的检测技术方法不完善等关键问题，建立了无需进行复杂样品前处理及样品分离的，高效、快速和全面的食品检测评价新技术，可全面、实时监测食品产业链中的各个环节。 市场预期：应用于食品检测领域，预计经济效益在千万级别。

本发明提供一种基于磁表征的铁磁性材料表面轮廓检测识别方法，该方法先将磁敏元件以 0-5<i>mm</i>的提离距离靠近待检铁磁性材料表面，拾取近表空气域内磁场特征，并转化为电压信号；再采用电压信号幅值比较识别判断法，或者检测信号波形图方法进行表面轮廓识别判断。本发明为非接触式提离检测方式，可以实现在线轮廓检测识别；检测手段能够直接穿透灰尘及污垢等物质而不受干扰，不需要高的待检测表面清洁度及检测工况环境光线要求。该方法原理是基于铁磁性材料在加工完后的剩磁在地磁场作用下的磁表征现

氧化石墨烯具有独特的二维结构、丰富的表面官能团及P型半导体性质。通过氧化石墨烯与ZnO纳米片及SnO2纳米纤维进行复合，大幅度提升了其对丙酮、甲醛等特异性气体检测。其敏感性能的提升归因于氧化石墨烯和半导体材料二者的协同效应。相关研究解决了现有技术中的半导体气体传感器检测限和选择性较低的问题。

在国家“973计划”等项目支持下，经过十余年持续攻关，首次在国际上成功研发了适用于多温区与含硫含砷等复杂烟气的新型平板式高效SCR脱硝催化剂的核心配方与成套生产技术，包括平板式宽温差/低温、高温、超强耐磨、抗砷中毒、抗碱金属中毒、联合脱硝脱汞等催化剂，解决了传统脱硝技术难以适应燃料多变、灵活调峰、复杂烟气的核心难题；首次在国内成功研发了V2O5-WO3(MoO3)/TiO2型平板式中温SCR脱硝催化剂的核心配方、成型工艺与成套生产线，突破国外技术封锁，形成了国内首项具有自主知识产权的成套技术，催化剂指标优于国外产品，整体达到国际领先水平；在常规SCR脱硝工程技术基础上，攻克了脱硝系统减阻设计、SCR流场优化等技术难题，同时创新性地开发了还原剂氨精准制备、催化剂寿命精准预测、脱硝系统智能化管控等技术，形成了高效低能耗SCR脱硝工程设计技术，实现了SCR脱硝系统的安全、高效、低能耗和稳定运行以及智能化精确管控，推动我国平板式SCR脱硝技术由全面依赖进口到国际领先的跨越。   图1 新型多温区低能耗平板式SCR脱硝技术 依托上述核心技术，成立了校学科性公司—北京华电光大环境股份有限公司（新三板挂牌上市），并成功进行了大规模推广应用。公司旨在为燃煤发电、钢铁、化工等行业的复杂烟气脱硝提供系统解决方案，目前已在浙江、湖北等地建设有3条平板式SCR脱硝催化剂生产线（图2），年生产能力30000 m3以上，并且还可根据不同行业用户的实际需求调整催化剂配方设计，优化生产设备参数，打造量身定制式产品的售前、售中和售后“管家式”服务。   图2 自主研发的平板式SCR脱硝催化剂生产线 目前，本技术和产品已成功应用于火力发电、钢铁冶炼、废弃物焚烧、化工等行业的脱硝工程，催化剂寿命超过24000小时。科技日报两次头版报道了本技术及产品，人民日报、光明日报、中国能源报、北京电视台、中国电力企业联合会、人民网等媒体也进行了跟踪报道。技术成果通过了中国电机工程学会成果鉴定，整体达到国际领先水平，荣获2019年度国家科技进步二等奖、2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）一等奖、第十五届中国国际工业博览会铜奖、第七届中国技术市场金桥奖、第十六届中国国际高新技术成果优秀产品奖等奖项，创造了显著的经济、社会和环境效益，为打赢“蓝天保卫战”、助力我国生态文明建设做出了重要贡献。

已有样品/n一种新型功能型黑茶发酵技术与产品开发。　　成果简介：一是以夏秋鲜叶为原料，为夏秋鲜叶资源高效开发利用提供了一条有效途径；二是开发出一种富含高活性GA成分的发酵茶，GA成分具有显著的抗癌抑癌、抗氧化、杀病毒、美白等功效；三是该发酵茶还富含其它多种活性有机酸成分；四是该产品可以食用，也可以泡饮。　　应用前景：我国大量夏秋茶树鲜叶资源丰富，大部分未得到开利用，利用其开发生产功能型黑茶，原料来源丰富且价格低廉，开发前景广阔。尤其是当前环境条件恶化，我国癌症爆发率持续上升，人们对养生健身需求巨大。

该成果提出了一体化泵站筒体内流态及整机受力干涉分析模型，研发了一体化泵站底部圆弧肋条、阿基米德螺旋栅和自循环冷却潜水电泵，解决了泵站自清洁和重载润滑冷却关键技术难题； 提出了供排水泵站封闭式进水池优化设计方法，研发了新型三角锥、 1/4椭圆锥形台、 倒 T 型、 倒 π 型坝等消涡措施， 解决了城市供排水泵站大尺度回流漩涡技术难题，提高了泵站运行稳定性； 构建了城市排水泵站护坡自嵌式挡墙压顶块和植生型挡土块，解决了泵站护坡稳定与生态矛盾的难题。提出了城市排水系统雨水井盖处智能增排装置，提升了城市路面

ε-聚赖氨酸是由 25-35 个 L-赖氨酸通过其 α-羧基与 ε-氨基缩合形成的一种同型氨基酸聚合物，分子量在 2500-4500 Da。目前，ε-聚赖氨酸主要作为一种食品防腐剂被广泛应用于日本、韩国、美国和欧盟。2014 年 4 月，我国卫计委也正式批准其在我国食品加工业中的使用。本项目通过 10 多年的技术攻关，聚焦于产生菌筛选、高产菌选育、发酵过程优化与调控、产物的分离提取与精制等研究内容，获得了具有完全自主知识产权的系列高产菌，实现了实验室（5 L）-中试（1 m3）-试生产（10 m3）不同规模的 ε-聚赖氨酸发酵生产，并建立了与发酵规模相匹配的 ε-聚赖氨酸高效提取和精制工艺。

生化分离介质应用于生物医药和生物工程领域，特别是单克隆抗体药物等产品的生产过程。本成果开发应用“gel in a shell”复合结构设计，形成陶瓷/琼脂糖复合刚性生化分离介质，具有不可压缩性，操作流速高，密度高，易装柱，配基密度高等特性。此外，在蛋白质纯化功能基团的开发方面，本成果能提供包括 rProtein A 等亲和配基、疏水类配基、离子交换类配基等主要层析产品，能够达到进口产品的质量。