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

拉普拉斯域光学乳腺影像系统（LD－DOT）是一种基于漫反射光成像原理的功能成像手段。有别于基于形态学进行诊断的传统医学成像手段，它利用不同病变的乳腺组织对光的漫反射程度的不同，通过得到双乳全局血管微循环特征参数的定量分布来诊断组织病理属性（正常/良性/恶性）以及分布范围，探测深度可达6厘米以上，扫描过程安全快速，结果直接客观，是一种经济高效的诊断乳腺病变的无创方法。

技术分析（创新性、先进性、独占性） 传统水下机器人主要有两大类：一种是无人有缆机器人，由于其受缆限制，通常用于定点取样和观察，探测距离有限；第二种是无人无缆机器人，主要用于长距离测绘作业，无法进行定点作业。 目前，上述两种机器人都有较为成熟的应用和商业产品。本项目提出的是一种复合型无人潜水器，综合了两种机器人优点，既可实现定点作业，又可进行长距离探测和测绘作业。目前，国际上仅美国有所研制，国内仅2家单位在研制，包括上海海洋大学。 本项目由一个潜水器本体、一个中继站、一个综合控制系统和一套布放与回收系统四部分组成。各部分之间通过线缆连接构成完整的无人潜水器系统。 已研制复合型无人潜水器两台，其中第二台设备国产化率在90%以上；

水陆两栖小型水面无人船是依靠遥控和自主航行的无人、智能化观测平台，内置两套螺旋浆推进模块，机动性高，航速大，高速可达5m/s，搭载高能可充电锂离子电池组，最大续航8小时，内置无线通讯及卫星通讯双通讯系统，无线通讯可达10公里，内置高精度GPS定位系统，实时显示无人船体位置，内置前视测距模块，实时定位前方障碍物距离并进行及时的避障。无人船采用泡沫材料，质量轻浮力大，整体质量25Kg，适合一至两人操作，可搭载多种传感器进行深度测量、地形探测、管路检查、泥位测量、水质监测等工作。 小型无人船等轴侧模型 小型无人船侧视模型 小型无人船俯视模型 小型无人船样机 水陆两栖拖浅轮装置

项目背景：微小型无人装备以其操作方便、成本低的优 势在现代战争中扮演着越来越重要的角色。光电侦察探测载 荷作为其重要的配件，需求也日益增长。对比美军，我军微 小型无人装备仍处于发展初期，具有巨大的发展潜力。同时， 在军用领域，微小型无人装备在战争中的应用场景不断拓 展，消耗属性强，需求空间大。在微小型无人装备上应用成 熟以后，将逐步将此技术拓展到其他应用场景，包括气象、 勘探、测绘以及电力巡检等。本研究主要是面向单兵侦察或 察打一体无人载具配套的光电观瞄装置。要求装置体积小、 重量轻、成本低、全天候。本装置具有目标识别、目标跟踪、 自动/手动控制、可见光和红外光双模式任意切换功能。 所需技术需求简要描述：1.白光相机跟踪指标：1.5km 以内对 4*6m 目标稳定跟踪；2.红外相机跟踪指标：800m 以 内对 4*6m 目标稳定跟踪；3.稳定平台稳定度：2mrad；4.整 机重量：≤500g；5.整机功耗：≤15W；6.工作温度：-40~65℃。  对技术提供方的要求:1.在自动控制领域具有深厚的算 法研究能力与工程实践经验，有机器人、机械臂以及工业自 动化装置产品开发经验者优先。2.在图像处理领域具有深厚 的算法研究能力与工程实践经验。3、熟悉机器学习、人工 智能等领域相关知识。4.具有工学博士学位或高级工程师职 称，合作方为校方，技术方案成熟可靠稳定有创新思维，不涉及知识产权侵犯。

主要用于保存生物大分子及部分小分子及组织生物活性，为生物样本提供超低温（-80℃）、深低温（-196℃）环境下的自动化无人存储及管理服务，包括生物样本稳定存储、信息记录与追溯、自动挑取整盒或单支管等。

成果简介： 水陆两栖小型水面无人船是依靠遥控和自主航行的无人、智能化观测平台，内置两套螺旋浆推进模块，机动性高，航速大，高速可达 5m/s，搭载高能可充电锂离子电池组，最大续航 8 小时，内置无线通讯及卫星通讯双通讯系统，无线通讯可达 10 公里，内置高精度 GPS 定位系统，实时显示无人船体位置，内置前视测距模块，实时定位前方障碍物距离并进行及时的避障。无人船采用泡沫材料，质量轻浮力大，整体质量 25Kg，适合一至两人操作，可搭载多种传感器进行深度测量、地形探测、管路检查、泥位测量、水质监测等工作。 该平台可以广泛应用于江河湖泊的地形地貌测量、深度测量测绘，水质监测、水质取样、大众娱乐，视频获取等，科研做为大众娱乐消费品或者儿童玩具进行营销，具有广泛的科研、业务和大众消费需求。 市场分析及前景： 随着海洋智能机器人的发展，无人艇的发展也逐渐受到关注，目前已由环境领域向军事领域拓展，未来发展潜力巨大，据国外权威调研机构估算，到 2019 年，仅无人船中的一个细分领域——视频巡逻无人艇的市场需求将达 600 亿元。未来我国无人平台将形成空中无人机、水面无人艇、水下航行器共同组成的无人海洋巡航系统。 主要技术指标： 主体长度：1.3mx0.4x0.3 排水量：小于 30kg 最大航速：5m/s 最大续航：8 小时 排水量：小于 30kg 最大避障距离：80m 通讯距离：不小于 10 公里（无线通讯）卫星通讯无限远 技术水平及知识产权认定情况情况：本成果属于国际先进水平，成果归独家所有，已经申请多项专利 应用领域：工程机械、海洋科技等 应用范围：搭载多种传感仪器可在河流、湖泊、水库、港口及近海岸进行地形测量、海底地形测绘、深度及泥位测量、水文参数观测、水质检测、渔业养殖作业等。该平台可以广泛应用于江河湖泊的地形地貌测量、深度测量测绘，水质监测、水质取样、大众娱乐，视频获取等，科研做为大众娱乐消费品或者儿童玩具进行营销，具有广泛的科研、业务和大众消费需求。 投资规模：生产线、装配车间等需要大约 100 万的投资。 合作方式及条件：技术转让；300 万。 

本发明公开了一种协作环境下人机最小距离的测算方法，根据机器人各部件之间的相对位置关系与部件旋转轴线，建立机器人的广义运动模型，构建人机最小距离的机器人运动节点迭代数据集。同时通过3D视觉传感器采集人机协作空间的图像数据以跟踪并识别协作环境中的人体信息，提取人体骨骼节点数据，构建人机最小距离的人体骨骼节点迭代数据集。根据得到的迭代数据集迭代计算协作环境中人与机器人间的最小距离及对应点空间位置坐标。本发明的协作环境下人机最小距离的迭代计算方法可以实时构建精确的并易于实现的人机距离计算模型，实时的计算协作环境中的人机最小距离与对应点，用于提高机器人的安全性，可以实时高效的跟踪环境中的人机最小距离。

复杂信息系统人机交互数字界面已成为操作者获取信息、知识推理、判断决策的重要手段和操作依据。复杂信息系统人机交互界面在军事、信息安全、地理交通等诸多重要领域发挥着不可替代和非常重要的作用。该项技术首次综合信息编码、生态界面、认知摩擦、认知负荷和态势感知等关键理论和技术，构建了复杂系统信息流的功能结构模型，分析了复杂系统要素之间的层次结构和内联属性的复杂特征，提出了复杂系统“界面信息-视觉认知”映射模型的知识表征与规则推理，揭示了复杂系统数字界面从视觉信息认知到行为决策之间的映射关系，建立了复杂系统数字界面信息区块布局的空间与结构约束机制。本项技术首次融合脑电、眼动等多维度生理测评技术，提出了复杂信息系统数字界面的可用性评估体系。通过高时空分辨率的脑成像技术与眼球追踪技术相结合，共同揭示了人类在复杂系统数字界面认知各阶段的认知特性，分析了认知失误、认知困难等问题的生理学根源。该技术基于脑电ERP、眼球追踪等多维度融合的生理测评方法，对设计优化方案进行可用性评估，由此提出复杂信息系统数字界面设计的量化评估体系，提出了可实施的复杂系统数字界面设计优化方案。项目成果已成功运用到海、陆、空、航天等信息化装备上，全面提升了信息化装备的人机交互水平，保障了信息化装备整体性能和水平的充分发挥，提高了信息化装备操作绩效。取得突出成绩。应用前景广阔。