01. 成果简介 世界上有数以百万的语言障碍患者，其中有的是由于先天缺陷导致其存在语言功能障碍，也有的是后天的一些疾病致使其丧失语言功能，语言功能障碍给他们的生活带来了极大的困难和不便。电子人工喉是一种简易的语言康复方法，其通常需要安装在口内喉部，由肺部发出的气流经过舌、唇的调制，引起人工喉膜片振动，使其发出语音信号。然而，现有电子喉助音器无法清晰还原患者声音，发音模糊，训练周期长，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成极大不便，所以亟需便于失语者携带、操作简单、性能优异的新型人工喉的器件及系统研究。 本成果团队研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可贴附、声音收发系统集成、动作监测系统、轻型可穿戴等方面有了重大突破。首先，第二代石墨烯人工喉采用了更贴合人体皮肤的纹身式薄膜作为衬底，无需胶带粘贴，可直接贴敷在人体喉咙，极大地提高了佩戴舒适感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收发声系统方面有了双重突破，实现了石墨烯的器件级应用至系统级应用的跨越。通过专用电路对声音信号的放大和转换，第二代石墨烯智能人工喉首次将收声系统和发声系统连接起来，实现了声音输入到输出的闭环，并可以通过示波器实时观测喉部运动情况。接着，通过与单片机的结合，该器件可以将人体喉部的不同动作“翻译”成不同的声音，实现了动作发声系统。通过连接解码器，该器件还可以播放任意音乐。最后，第二代石墨烯智能人工喉系统可通过臂包穿戴在胳膊上，首次实现了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未来将进行体积更小及功能更多的集成，有望实现像“创可贴”一样贴附在人体喉部并帮助失语者“开口说话”。图1. 可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系统02. 应用前景 第二代智能石墨烯人工喉集收声和发声于一体，可直接贴附于失语者喉部，并将喉部的不同动作转化为对应声音，有望帮助失语者正常与他人“交谈”。在未来，该器件将与声纹识别、机器学习等技术结合，在语音识别、家庭医疗等领域具有广阔前景。03. 知识产权 已获得国家发明专利授权2项。04. 团队介绍 本成果项目团队负责人为任天令教授，清华大学信息科学技术学院副院长，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，清华大学环境与健康传感技术研究中心副主任。担任IEEE电子器件学会副主席（中国大陆首次）、国际微电子领域顶级学术会议IEDM执委（中国大陆首次）、IEEE电子器件学会教育委员会主席（中国大陆首次）、中国微米纳米技术学会理事等。近年来，承担国家自然科学重点基金、国家重大科技专项、国家公益性行业科研专项、国家重大仪器专项、国家863计划、国家973计划等多项国家重要科技项目，做出一系列具有重要国际影响的创新学术成果。主要研究方向为智能微纳电子器件、芯片与系统，包括：智能传感器与智能集成系统，二维纳电子器件与芯片，柔性、可穿戴器件与系统，智能信息器件与系统技术等。在国内外重要学术期刊和会议发表重要SCI期刊论文400余篇，国际微电子领域顶级学术会议IEDM论文11篇；获国内外发明专利70余项，入选2018年爱思唯尔（Elsevier）“中国高被引学者”（微电子领域唯一入选者）。获2018年电子学会自然科学一等奖，“石墨烯智能人工喉”荣获科技导报评选的2017“中国十大重大技术进展”，“人工智能微纳电子器件”荣获2017“清华大学十大重大学术成果”，石墨烯“人工喉”在2018年全国科技活动周被评为“最受公众喜爱项目”，还入选2018年中国国际智能产业博览会十大“黑科技”创新产品（从1082项创新产品中脱颖而出）。团队成员有副教授、助理教授、助理研究员等7人。05. 合作方式 技术许可。06. 联系方式 邮箱：qyc16@mails.tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

本实用新型公开了一种简易控制排水渠径流排放的智能开关，可用于控制农田，菜地排水渠的径流排放，能够维持初期雨水径流中的营养盐，排放出后期雨水以防过涝。该装置主要由：雨水感应器、直流电机、降雨缸、电路控制单元、外接线路及受控排水渠阀门组成。本实用新型旨在：雨量较少时，露地蔬菜地径流可以收集回用，防止N、P排放污染河流湖泊；雨量等级大到暴雨级别时，前期雨水及冲刷下来的营养盐已截留，后期雨水营养盐较少，此时径流排水渠应以泄洪为主要目的。本实用新型可以实现，雨量等级为小雨、中雨时，阀门紧闭，雨量等级为大雨、暴雨时，阀门打开，由雨量等级来控制阀门的智能开关。

零距离智能高清投影电视，是全球首款120寸智能投影电视，置于普通电视柜上即可欣赏120寸震撼画面。本投影电视具有全高清1080P分辨率，可打造极致品质生活；采用Android 4.2.2操作系统，应用自由下载(目前手机遥控仅支持安卓4.0以上版本)，内置16G超大存储空间，1G DDR3内存，还可扩展SD和USB存储设备。具有Wifi无线/有线，上网功能。内嵌4.0版本蓝牙硬件，极致省电，3毫秒超低延迟，传送距离高达100m。可方便手机，相机，pad等移动设备数据传送。采用美国德州仪器最新4421处理器，全面支持蓝光3D，上下格式，左右格式，场序列，帧序列，DLP3D等所有3D格式。内置高清硬件解码器，U盘/移动硬盘/SD直插直播功能，智能环境光感技术，根据环自动调节画面亮度，内嵌2组8W立体扬声器，无需外接音箱。并且具有丰富的I/O接口设计，支持鼠标操作。如图所示的是零距离智能高清投影电视效果图。

项目简介 面向水环境保护领域，产品主要用于湖泊、水库、城市景观水面富营养化治理。利 用水体动力学原理，给与水体微弱扰动，可打破气膜和液膜间的阻隔，将溶氧输送到水 体深处，促进微生物对水体中氮磷等富营养物质和有机物质的消耗，实现微生物、浮游 生物、鱼虾等动物的自然平衡，达到水质稳定或改善的目的。本项目产品的最大特点是124 能耗低，约为 3w/亩，可以使用太阳能、风能等新型能源，很方便的安装到电力无法供 应的水面中。通过基于 FCS 的嵌入式控制系统技术，对包括水体溶氧、pH、温度、气压

西安漫威智能科技有限公司进校开展项目实战评审

本申请实施例提供一种用于空心板梁内腔作业的智能维修装置，涉及桥梁维修技术领域。启动支撑腿控制器，通过可折叠支撑腿将履带式轮组顶紧于空心板梁内腔底板之中，通过轮组控制系统驱动主动轮，主动轮带动从动轮转动，通过主动轮和从动轮带动履带运动，履带的运动可以使得本维修装置在空心板梁的内腔运动，便于对空心板梁内腔进行高效且便捷的打磨处理操作；通过可伸缩连接件调整打磨组件刷头连接杆以适应内腔空间尺寸；启动打磨组件圆盘，打磨组件圆盘上分布八个可伸缩的打磨刷子，通过打磨组件圆盘的转动可以实现对空心板梁的内腔进行全面细致的打磨操作，打磨产生的粉末等建筑垃圾通过打磨刷子中间的管道经由打磨组件圆盘内部进入废料收集箱；检测评估圆盘圆周方向布设系列高清摄像头，通过采集内腔打磨后的效果图片，输入到评估系统进行自动评估打磨后的粗糙度，以满足腔内注浆维修要求。该装置可以极大提高打磨作业的质量和效率，从而保证空心板梁内腔与注浆维修材料具有可靠的粘结性，提高空心板梁的抗剪承载力。

上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领导下的未来光学国际实验室宣布，首次利用机器学习反求设计（machine-learninginversedesign）实现了三维矢量全息（Three-dimensionalvectorialholography）的新概念。 据介绍，这项发明是光学全息技术领域的一次重大突破，其提供的基于机器学习的反求设计可精准且迅速地产生一个或多个任意三维矢量光场，有望应用在超宽带全息显示、超安全信息加密以及超容量光存储、超精确粒子操控等各个领域。 相关研究成果于4月18日凌晨发表在国际顶级学术刊物《科学进展》上。该杂志为《科学》（Science）刊物旗下子刊，是一个涵盖所有学术领域的开放性、综合性科学刊物。 光是一种电磁波，其在介质中传播的同时伴随着电磁和磁场的振荡，被称为光的矢量特性。基于光波的横波特性，光的振荡通常被限制在与其传播方向垂直的二维平面上。近些年，研究发现光的振荡可打破传统二维平面的束缚，通过干涉产生纵向光振荡，即形成第三维光矢量。 在物理学上，通过求解三维麦克斯韦方程可以正向得到一个三维矢量光场分布，但其不可控。一直以来，精确产生任意三维矢量光场是一个世界性难题，因其需要十分复杂的反求设计，超出了人类知识和经验的边界。 顾敏院士指导的科研人员利用机器学习反求设计率先实现了三维矢量全息，可精确地控制三维全息图像中每个像素点的任意三维矢量状态。 “通过机器学习的人工智能新科技，我们首次实现了三维矢量光的操控，并将机器学习的算法延伸到光学全息中去，”顾敏院士说，“这样的操控是全方位的，包括对每个三维矢量光携带的信息进行编码、传输和解码，因而消除了传统二维偏振光的束缚。” 文章第一作者任浩然博士（目前在德国慕尼黑大学从事洪堡博士后研究）说：“机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。我们研究证明训练后的人工神经网络可有效地、快速地产生任意三维矢量光场，达到接近百分之百的准确性，极大地提高了光场调控的效率。” 这项发明还为光学全息开辟了一条新道路，首次在全息中证明光的三维矢量状态可以作为独立的信息载体，实现信息的编码和复用。顾敏院士说：“这项发明作为光学全息技术领域的一项重大突破，不仅为下一代超宽带、超大容量、超快速并行处理的光学全息系统奠定了基础，同时也为加深理解光与物质的相互作用（例如粒子操控）提供了一个崭新的平台。” 该项工作得到了墨尔本皇家理工大学（RMIT）人工智能纳米光子学实验室以及计算机科学系的大力支持。

项目是国家科技攻关计划“先进控制与优化软件及综合自动化软件平台产业化关键技术”子课题，项目在PCS层（过程控制层）与实时信息集成系统的基础上，实时智能监测与故障诊断专家系统充分利用网络技术、计算机技术、控制技术、通讯技术以及人工智能技术将分散的PCS层信息进行集成，实现信息管理的智能化。系统实现从已有的PCS层通讯网络获得数据，进行高一层次的综合和处理，进行安全监督、故障诊断和预报，而不改变使用人员已经熟悉的操作程序和规则，因而可达到更好的安全监控与管理的效果。