该成果创新性地基于二维半导体的硅基同质器件，首次提出了类脑功能的“传感-计算-存储一体化”神经形态芯片架构，实现了光电传感、放大运算、信息存储功能的一体化集成，为突破冯·诺依曼瓶颈和实现类脑智能提供了一种全新思路。 缪向水教授团队，长期从事相变存储器芯片、存算一体忆阻器芯片技术研究。2018年出版了国内第一本忆阻器专著《忆阻器导论》，2019年团队93项三维相变存储器芯片专利许可给芯片公司并合作开发产品，并与行业龙头企业合作建立了联合实验室，推动存储器芯片技术的成果转化以及未来引领技术的探索。曾荣获国家科技进步奖2项、湖北省技术发明一等奖1项。 同质晶体管-存储器架构的原理及器件结构 缪向水团队长期从事相变存储器芯片、存算一体忆阻器芯片技术研究。2018年出版了国内第一本忆阻器专著《忆阻器导论》，2019年团队93项三维相变存储器芯片专利许可给芯片公司并合作开发产品，并与行业龙头企业合作建立了联合实验室，推动存储器芯片技术的成果转化以及未来引领技术的探索。曾荣获国家科技进步奖2项、湖北省技术发明一等奖1项。

产品详细介绍 一）硬件部分 1、感应方式: 红外光学感应技术。 ★2、定位及书写方式：提供4点、16点、25点定位模式；专用电子笔、教鞭实现书写。 3、画面比例:   4:3。 4、尺寸：板面≥86英寸，有效感应区域≥82英寸。 ★5、硬件性能：感应分辨率：≥12800*9600；采样率90帧/秒；跟踪速度不低于16m/s，定位精度≤2mm。 6、电源要求：无需外接电源，USB直接供电。 ★7、材质：白板边框采用高抗压铝合金边框，板面采用高抗压、高耐磨、可用磁性材料吸附的金属投影材料，白板背部采用冷轧镀锌钢板。 8、传输方式：支持有线或无线传输。 ★9、电子白板耐用性能：可承受不低于 50  千克的冲击，板面出现明显凹陷或凸起时，不影响电子白板交互式操作使用；除可承受95%以上湿度环境下的正常使用外，泼水到互动板面不影响电子白板交互式操作的使用。 ★10、快捷键：板面拥有双边彩色中文快捷键，快捷键数量不少于28个； 11、多系统平台支持功能：白板硬件需支持WINDOWS XP及WINDOWS7/8系统，电脑开机后可直接实现触控操作； ★12、触控要求：支持4笔书写，且4个人同时书写互不影响 ★13、书写笔：采用红外压感式金属笔、金属教鞭   （二）软件部分： 1、操作界面简单方便，功能多样，支持对软件界面自定义 2、3D多媒体教学功能： 1）具备3D白板浏览功能，可对任意板面进行书写、擦除、保存，并能添加和删除白板页面； 2）具有将标准PPT文件自动转化为3DPPPT浏览的显示功能，可左右拖动点选页面，书写、擦除播放并能进行标注和擦除； 3）支持图片库、视屏库的3D浏览模式； 2、智能放映功能：在标准PPT的全屏播放模式下，可暂停动画播放并进行标注和擦除； ★3、具备自主设置抗干扰功能； 4、可直接在白板上对其他多媒体设备进行控制操作；（选配功能，需定制） ★5、资源库功能：软件自带本地小学、初中和高中版资源库，按年级、学科命名分类，以素材形式独立呈现（非网络版）。

广州翰智软件有限公司是业内领先的数字化综合服务商，专注于IT咨询与服务，提供智能数字化的软件产品、解决方案和专业服务。公司总部设在广州，分别在广州、深圳、东莞、中山、佛山等多个城市设立区域子公司，翰智集团成员企业包括广州翰智软件有限公司、广州市朗恒信息科技有限公司、广东凯联网络科技有限公司、深圳翰智软件有限公司、佛山市达创信息科技有限公司、中山市博达软件有限公司、东莞翰智软件有限公司，累计服务客户超过上万家。 翰智在数字化领域积极探索创新应用，基于RPA、AI、大数据等创新应用技术，目前在自有产品体系研发方面累计开发成果达100多项。公司以创造客户价值为导向，依托于多年以来丰富的信息化建设经验及行业专业优势，联合阿里云、用友、UiPath、中国联通、致远等战略合作伙伴，为客户提供智慧财税、业财税共享、RPA智能机器人、智能制造、协同办公、数字营销、人力共享、智能数据分析、智慧教育等一体化解决方案。 翰智坚持 “以专业服务为本，为客户创造价值”的服务理念，目前集团人员规模900多人，汇集了一批专业的实施、开发、运维服务团队，拥有一支懂业务的复合型团队，团队成员具有资深的从业经验，其中从业经验达5-10年的占35%，10年以上占25%，通过专业服务水平赋能企业转型升级，实现价值共赢。

以学生发展为中心，以“互联互通、资源共享、直播录播”的“无界教学空间”为核心理念，打破教务、学工、一卡通与智慧教室的信息孤岛，将教学资源、教学服务、教学数据融为一体，为高校提供智慧教学、在线教学、智能管控、数据矩阵等一体化功能，打造智慧教学生态环境。

合肥智测电子有限公司，成立于2003年，是高新技术企业，省级“专精特新”企业。公司位于合肥市国家级高新技术产业开发区科技实业园，拥有自主产权的科研、办公、生产场地5000平方米。 公司专业致力于高精度电信号检测、高精度温度检测（包括铂电阻、热敏电阻、热电偶）、高稳态温度场发生（包含电加热、压缩机制冷、半导体制冷技术）和温控技术，研发生产精密计量校验仪器设备、检测仪器、传感器、变送器、温场、热交换设备等。 产品和服务 具有温度传感器、变送器、温度检测仪器、温度校准设备装置等精密温度测量和控制完整的产品线。 公司具有一定的产品定制、产品开发能力并服务于用户。

广东天智实业有限公司成立于1995年，是初高中理化生实验室建设及理化生实验操作考评系统综合方案供应商，专业为初高中学校和机构的理化生实验室建设及实验操作考评提供综合解决方案服务；是中国教育装备行业协会理事单位、先进会员单位，国家级高新技术企业，广东省科技创新企业。 顺应国家教育改革发展及初中理化生实验操作纳入中考学业水平考试的政策要求，天智结合25年实验室建设经验，已自主研发出中考实验操作考评系统，系统相关软件和硬件均获得多项国家专利，为中考实验操作考试及理化生实验教学需求提供综合解决方案。

现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示： 器件的基本结构由波导和功能层（由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料（硫系化合物）层）所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能，即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层，然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触，通过较小的接触面积使接触处的热量集中，从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能，同时在近 C 波段具有较低的光损耗，可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金（如 GSST）作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数，且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差，可在更恶劣的高温环境下进行操作，适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括： ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性，通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能：  存储功能的实现：拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’，实现数据存储（编程）功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲，所产生电流流经加热层时，生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处，使得接触处的相变材料发生相变，实现存储功能。在完成上述编程操作后，从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异，因此当输入光经过波导后，其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变，进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比（即透过率），可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现：通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度，使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值，实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积，因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相，把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’；同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比，把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’；通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片，实现图像、语音和文本识别功能：  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础，也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性，拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触，左右两端电极分别代表突触前和突触后，分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控，进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用，脉冲强度发生变化，对应于乘法器。进而借助于微环结构，将不同波长的脉冲导入进同一波导中，该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时，读取光与微环发生共振，在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后，读取信号不再和微环发生共振，而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发，实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构，验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习，权重的数值通过外部管理器设置；对于非监督式机器学习，不再需要外部管理器来设置权重值，而是通过输出光脉冲进行反馈控制，调整权重值。在单个神经元结构的基础上，更复杂的光学脉冲神经网络结构，证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元，即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中，分发器将光脉冲分发给多个神经元，神经突触结构则产生光脉冲信号，输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析：①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输，具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比，以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触，填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析：①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性，且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性，且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点，具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析：根据已取得成果正在撰写专利，以获得该关键技术的独有权。 

本发明公开了一种空间多自由度定位装置及其空间位置解算方法。所述装置包括底板平台、第一三维转台、第二三维转台、第一转台底座、第二转台底座、伺服电机、丝杠和导轨，导轨铺设在底板平台上，第一三维转台安设在第一转台底座上，第一转台底座固定在底板平台的一端，第二三维转台安设在第二转台底座上，第二转台底座可以沿导轨做靠近或远离第一转台底座的运动，两个目标物体分别固定在第一三维转台和第二三维转台上。所述空间位置解算方法根据本发明装置的机械结构特点，通过固定在夹具上两物体间期望的空间位置姿态关系解算出装置上每个运动部件的运动量。本发明能够实现空间中两个物体之间的复杂相对位置姿态的定位。