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。

受到技术出口限制等原因，目前，我国的红外探测技术无论是在技术水平、产品性能、灵敏度、应用范围等方面还具有很大的局限。本项目采用新颖量子点纳米材料，制备新型结构高灵敏度光电探测器，以窄带隙IV-VI族半导体纳米材料为光敏感层，研发红外上转换光子探测器，实现对微弱入射光（特别是红外光）进行探测及成像的芯片设计，并用于其他安监和夜视应用研究。实现从紫外到中波红外（20µm）的一体化、超宽谱段的微弱光探测与成像。完成超宽光谱微弱光探测及成像芯片制备，实现红外领域高精尖技术的自主可控及大面积的推广应用，真正实现红外“中国芯”，意义重大、市场广泛。

激光诱导击穿光谱（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技术是一种原子发射光谱分析技术，其基本原理是利用脉冲激光在待测样品表面激发产生等离子体，通过等离子体发射的光谱波长和强度信息，分别获得待测元素的种类及含量。LIBS技术因具有无需制样、分析速度快、远程非接触、可实现对任何物质的多元素同时分析等特点，被誉为分析领域的“未来超级巨星”，在航空航天、智能制造、生物医药、环境保护、能源、地质、深海探测等领域都极具应用前景，特别是2021年我国“祝融号”火星车搭载LIBS系统登陆火星开展地质勘探，使得该技术再次成为国内外的研究热点。LIBS系统主要由激光器、光谱仪、探测器和时序控制器等核心单元组成，典型的LIBS检测系统如图1（左）所示，光谱图如图1（右）所示。 图1典型的LIBS检测系统（左）与LIBS光谱图（右） 本团队对LIBS技术进行了长达15年的攻关，在一系列关键技术上取得了重大突破，成功研制了从台式、移动式到手持式的系列国产LIBS元素分析仪，实现了6种LIBS成分分析仪器的国产化，并成功推动其在金属材料、环境保护和生物安全等领域的应用。研究工作从基础研究、装备研发到工程应用全链条展开（如图2），取得的创新成果如下。 图2团队对于LIBS技术从基础研究-装备研发-工业应用的全链条攻关 （1）高灵敏度、高稳定性和高精度LIBS分析新方法 针对LIBS技术存在自吸收效应、基本效应和光谱波动性大等问题导致其探测极限低、灵敏度差和分析精度低的难题，团队提出了一系列新技术新方法。 1）提出采用OPO波长可调谐激光对等离子体中基态粒子进行能态选择性激发的新方法，从源头上阻止了LIBS自吸收效应产生，从而获得自吸收免疫的LIBS本征光谱。 2）提出采用微波对等离子体进行瞬时加热，获得温度场均匀分布的等离子体，实现宽光谱多元素的自吸收效应遏止。 3）提出一种基于等离子体图像-光谱融合的图像辅助LIBS技术，有效克服了基体效应对定标曲线建立的影响，大幅度提高了LIBS的定量分析精度。 4）针对工业现场物质的快速高精度定量分析需求，提出一种仅需一个标准样品就可完成定量的LIBS单标样法和一种可克服自吸收效应影响的LIBS无标样定量方法。 5）针对生物体、食品、中药等疏松含水组织基体复杂，导致光谱信号微弱且波动大的问题，提出了从光谱预处理-特征提取-机器学习模型的全链条定性定量分析算法，相比于传统分析方法，可将分析精度提高10%。 6）提出一种面向金属3D打印构件的激光谱-超声同时检测技术，可同时对金属3D打印构件的表面元素分布、内部缺陷、残余应力和晶粒度进行同步分析。 （2）高精度LIBS成分分析仪研制 针对LIBS的光机电系统难以集成的难题，团队通过构筑模块化“笼式”光路系统，研制了共聚焦显微光学系统、同轴信号采集、放大装置等新技术，成功将OPO共振激发和等离子体图像-光谱融合新技术集成到LIBS成分分析仪中，实现了10-7量级的LIBS探测极限，将LIBS探测灵敏度提高了2个数量级，探测稳定性优于2%。所研制的系列激光探针元素分析仪如图3所示。 图3台式到便携式系列LIBS分析仪