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

技术成熟度：技术突破 本成套设备，以电供暖的各个电暖气为控制对象，以建筑内不同房间不同区域的取暖温度为控制参数，自下而上，组成了由单片机现场控制器（控制室单独使用PLC控制器）、PLC中间层算法控制器、工控机为上位机构成监控界面的DCS控制系统，从而实现分散控制集中管理的控制系统。此系统的目的在于替换传统水暖系统，利用合理科学的软件算法，实现节能、环保、减排的效果。设备兼具教学、实验、科研及实用的功能。 成果技术特点：本套装置由四个单片机组成现场控制器，一个PLC组成的控制室控制器，与中间层面的S7-300PLC控制系统，以及顶层监控层的工控机装置，统一安装到了一个整体的平台上。此平台便于实地集中实验、研究，也有利于集中编程与项目演示。 图1 设备实物图 图2 为智能控制系统电脑操作界面

远程医疗是近年才发展起来的生物医学工程学科的一个分支，它是采用计算机、通信技术组成一定的网络，将病区与病区、医院与医院，家庭与医院以及地区与地区间联网，实现远程监护和远程会诊。随着人们生活水平的不断提高。对保健提出了更高的要求。一种设计合理，技术先进，经济、实用、可靠，价格适宜的家庭监护仪将会受到社会的欢迎。为此，我们研究开发了远程医疗家庭监护网。它由一个

 智能穿戴设备近年来在国际学术界和工业界备受关注，从谷歌推出的Google Glass，三星公司推出的Gear S智能手表，到苹果公司发布的iWatch，已经有许多产品开始进入人们的生活。这些设备智能穿戴设备目前面临的一个瓶颈问题是缺乏可替代键盘和鼠标的输入设备。目前关注度比较高的输入方式是语音输入、辅助触摸屏和手势输入等，但是都存在很大局限。 上海交通大学信息处理与先进控制团队针对这一问题提出了一种全新的指上文字输入以及操作方式，开发了可以穿戴在食指上的虚拟输入设备。该设备通过食指敲击动作形成虚拟的操作平面，通过用户初始化对操作平面进行分区形成“九宫十八格”，通过独创的“九宫十八格”映射对食指敲击动作进行解析，使得用户仅依靠食指敲击就可以完成中文、英文、标点和点击等常用信息的输入，替代计算机键盘和鼠标完成智能穿戴设备信息的输入。 该输入方式无需改变用户的传统操作习惯，不受空间限制，操作简单。与传统的语音输入具有更高的效率以及准确度，与屏幕触摸输入相比可以摆脱空间的限制，与手势输入相比可以实现中文输入并且效率更高。  

视觉扫描建模：研发形成基于子地图的大尺度环境扫描建模，实现了多人协同的多阶段地图创建、拓扑-语义地图描述、无须标记点的设备对象外观稠密扫描建模。 人员综合定位：引入深度学习技术，在不需要部署额外设备、不依赖GPS信号的环境下，研发形成了基于视觉/惯导的人员综合定位系统，实现了未知环境下同时建图与定位（SLAM）、可达80m×80m室内外环境下分米级人员定位。 增强现实作业辅助：结合分层地图描述、数字化作业指导卡与作业人员定位等核心技术，配合头戴式AR智能眼镜/便携式移动终端，研发了含前后台通信结构的多人协同作业指导、作业人员安全管控、巡检路径校核、可视化装配引导等关键应用技术，形成了智能化电力运维检修、应急演练作业人员的新工作模式。

产品详细介绍Semi-dry可穿戴脑电测量系统可穿戴脑电测量系统世界首创的Semi-Dry EEG水电级脑电系统（半干式电极），能够在脑电电极上通过少量水滴湿润的情况下执行高质量信号采集的技术（半干式电极几乎是干燥的），实际数据质量比干电极脑电系统更精确。与纯干电极设备对比，Semi-Dry EEG半干式电极脑电设备可以只使用少量水滴的湿度，但采集脑电信号质量比干电极更好；与传统的凝胶电极对比，实验准备时间比大大缩短，极短的系统配置时间即可开始工作，使用后无需清洁设备和头部。少量水滴对比长时间涂抹凝胶对于参与者来说也大大提高了用户体验与满意度，并且一旦完成实验水滴会蒸发掉（不需要像凝胶电极脑电系统一样清洁设备和头部）。Semi-Dry EEG/ERP系统是紧凑型便携式脑电系统，可实时记录8-64个EEG通道；由于Semi-Dry半干式电极传感器的创新设计，湿度可持续长达6小时，适合长时间数据连续采集，为用户提供了自由移动的高可用性。当进行高导联实验采用20-64个传感器时，用户可以更好地配置，使用更舒适。同时通过津发科技ErgoLAB人机环境测试云平台的EEG脑电同步采集分析模块拥有能够协同工作并与其他眼动传感器、生物传感器实时同步测量身体生理参数（如HRV，EDA，BVP，RESP，EMG等）。Semi-Dry EEG传感器放置在标准位置，高度稳定的触点和有源屏蔽，另一个重要的优点是系统具有主动屏蔽，与湿度传感器相结合，使传感器接触更稳定，这意味着在运动状态下采集信号质量更好，即使在户外作业条件下或存在电磁噪声的情况下，也能实现可靠，精确的数据记录。专为实验室外真实自然户外现场研究条件下多功能监控脑电图而设计，其操作简便佩戴舒适，系统配置非常快速且不需要使用电解凝胶，为研究人员提供了极大的舒适性和极高实验效率，同时由于其256Hz-1000Hz高采样频率和24Bit高精度也为实验室环境基础研究和应用研究开辟了大量可能性。该设备可结合津发科技ErgoLAB多通道模块化同步平台进行基于云架构的实验设计、数据同步采集处理，以及多通道人-机-环境测试数据综合分析，通过津发科技ErgoLAB人机环境测试云平台的EEG脑电同步采集分析模块拥有能够协同工作并与其他眼动传感器、生物传感器实时同步测量身体生理参数（如HRV，EDA，BVP，RESP，EMG等）。 ErgoLAB平台允许与其他技术同步采集并自主执行分析或使用津发科技ErgoLAB的综合分析平台。此外，对于任何特殊要求，津发科技ErgoLAB支持二次开发定制服务。定制开发服务♦支持EEG/ERP/BCI脑电与事件相关电位分析和BCI脑机接口技术开发♦实时多通道信号时域分析;♦实时多通道信号频域分析;♦兼容OpenVibe、BCI2000、EEGLab等第三方BCI脑机接口软件♦支持SSVEP、ERP/P300、MI三种主流BCI脑机接口研究范式;♦识别多种BCI脑机接口指令;♦提供成熟的BCI脑机接口算法;BCI脑机接口应用♦ BCI脑机接口基础开发平台;♦ BCI脑机接口+外骨骼;♦ BCI脑机接口+机器人;♦ BCI脑机接口+VR虚拟现实交互。与广泛的数据同步将脑电数据与广泛的数据同步，包括常用的生理数据GSR皮肤电，呼吸和心率等、EEG脑电，眼动、fNIRS近红外脑成像，人体动作，行为观察、面部表情、生物力学、人机交互。实现极低延迟的同步水平同时确保您的整体方案的便携性。Pro Glasses 2 提供了独有的硬件同步能力，无需携带沉重的笔记本电脑。数据分析模块如果研究人员希望得到比实时观察更深入、全面的结论， ErgoLAB可提供数据后期分析的强大工具。该软件为可穿戴式眼动追踪研究而设计，功能包括数据的叠加、诠释和可视化等。

种便携式的外骨骼式手功能康复训练器，用于手部功能障碍的脑卒中患者的康复训练。建立了基于患者自身肌电信号（sEMG）/语音信号/健侧信号控制等外骨骼手多元控制系统方案。该产品突破传统训练器的模式，可由患者随身携带，在康复训练的同时辅助其日常生活活动，具有更好的康复效果。同时大大降低了康复训练的成本、减轻了对医疗资源和患者家庭的压力

XM-J116多参数模拟监护仪是本公司设计的专用于临床教学使用的模拟产品，该产品可模拟监护多项体征参数，可与本公司的多款产品配合使用，本产品适用于高等医学院校、护理学院等专业临床教学示教及学员实践操作训练需要。 功能特点： 1、LCD屏幕提供12导联心电图、血氧饱和度、呼吸、二氧化碳、血压（动脉血压、中心静脉压、肺动脉压、无创血压）、心输出量等。 2、一体化设计，高清晰彩色显示，有利于心电图的诊断，可与除颤仪、心脏起搏器同时使用。 3、将多参数模拟监护仪与模拟人连接，仿真病人的心率、心电图、血压、呼吸、血氧饱和度将显示出来，模拟病房的真实监控环境。

项目研究的背景及用途:通过无线网络建立社区保健网是适合我国国情 的，首先，我国的服务业是尚待开发的国家，特别是医疗保健工作目前还很难做 到服务到家庭。而在家庭中，保健工作又是十分重要的，如老人的日常护理、孕 妇、胎儿、婴儿、幼儿的保健及健康咨询，长期需要护理慢性病患者。 系统的建立，可使疾病的诊断的触角伸向家庭。在一定意义可以说，在 家里得到了与医院一样的诊断。“网络”的运行，可加速慢性病防治的信息化监 测、管理;可有效地实施慢性病(心脑血管病、高血压、糖尿病等)的家庭医疗监护、 防治指导及其急性发病(急性心肌梗塞、脑卒中等)的预测，发现和施救:促进意在 提高基层医疗水平的会诊、教学和电子病历系统的形成;加速实现世界卫生组织 提出的“家庭健康保健目标”。 技术原理及流程:该系统以专家诊疗系统为中心，一端为家庭终端，该 终端应设计成包括生理信息接收、存储、发送-接收装置。另一端为社区医疗站 或卫生院(地段医院)系统，它是基于小型计算机的接收系统，中间通过无线公用 通讯网传输，并可与市(区)级医院-网络中心链接，进行信息交换。 市场分析及效益预测:本项目完成时，由于它直接面对家庭，因此有很 大的市场，按每台纯利润 1000 元计算，年产 1 万台计，可产生的效益是可观的。 社会效益:随着人类进步和步入老龄化社会的现实，广泛用于社会与家 庭的日常疾病预防、生理指标监测，功能恢复等简易、准确、轻便的仪器将是替 代家政服务，减少社会压力的重要手段。 

  艾柯AI人工智能实验室超纯水系统  EDI去离子水, 实验室专用超纯水机、纯水设备, 电阻率≥18.2或电导率≤0.055 适合水源：城市自来水 制 水 量：100L-200L/H 出水水质：纯净水、RO纯水、UP超纯水 产品配置：7寸触摸屏、双波长紫外消解仪、原装进口耗材、可加配移动取水手臂 产品特点：TOC实时检测显示、全智能语音助手、远程控制     AI人工智能实验室超纯水系统 “艾柯AI人工智能实验室超纯水系统是配备艾柯自主技术4G物联网功能，可连接手机或电脑远程操控整套系统，采用微电脑全自动控制，配备PLC物联网模块，人性化设计，占地面积小，操作使用方便。设备一机多用，可同时制备取用多种水质的水，纯净水、RO纯水、UP超纯水。产水量100-200L/H可选，RO水水质电导率≤5 μS@25℃，超纯水水质标准优于GB6682-2008一级水标准，全面满足各类清洗、实验、分析、科研等不同用水需求。”       ▎技术参数 ▎艾柯-专注水处理行业22年 机器型号 AK-AIZN-UP AK-AIZN-EDI-UP 进水水源 城市自来水 水温5-40℃ 水压1-5kg  TDS＜350ppm 电    源 380V/50HZ 功     率 1KW 1.2KW 机器重量 185KG 200KG 主机体积 长650mm×宽900mm×高1388mm 制备取水 一机多用，可同时制备取用多种水质的水：纯净水、RO纯水、UP超纯水 储水箱 22G全封闭真空压力储水桶或PE桶 紫外灭菌 配置185nm和254nm双波长紫外消解仪 制水量 100L/h  120L/h  150L/h  180L/h  200L/h 取水流速 饮用纯净水：3.4L/min  RO纯水：3.2L/min  UP超纯水：3L/min 饮用水水质 电导率≤10uS/cm@25℃ 水质达到中国国家瓶装饮用纯净水（GB17324-1998）标准 RO纯水水质 电导率≤5μS/cm@25℃;电阻率≥0.2ΜΩ.cm@25℃;杂质去除率98% 水质标准达到中国国家实验室用水（GB6682-2008）三级水标准优于普通蒸馏水 超纯水水质 电阻率值 18.25ΜΩ.cm@25℃ 电导率值 ≈0.055μS/cm@25℃ 热 源 ＜0.01Eu/ml ＜0.02Eu/ml 微生物值 ＜1cfu/ml 总有机碳 TOC：＜3ppb TOC：＜1ppb 阳离子含 ＜0.02ppb ＜0.01ppb 阴离子含 ＜0.03ppb ＜0.02ppb 达到标准 中国分析实验室用水规格（GB6682-2008）一级水标准美国试药级（CAP、ASTM、NCCLS）超纯水水质标准中国国家电子级超纯水规格（GB/T11446.1-1997）EW-I标准 标准配置  PP→AC→RO→DI→UP→UV→UF PP→AC→RO→EDI→UP→UV→UF 适用范围 分子生物学、血液分析、微量分析、药物成分分析、ICP-MS、ICP、GC-MS、LC-MS、HPLC、AAS、PCR、TOC等各行业高端标准实验室研究、分析、检测用水   ▎系统功能 ▎艾柯-专注水处理行业22年 智能语音远程控制 微电脑全自动控制，配备PLC物联网模块，人性化设计，具备人机对话功能 多功能预警系统 系统具备故障监测、自动报警功能，可远程修复控制系统的各项错误乱码程序 定量定质定时取水 系统具备定时、定量、定质取水功能，可任意设置定量取水(0.5L-100L)，定质取水(R0水、EDI水、UP水)定时取水(1min-60min)，免除人工频繁手动取水等候 360°可移动取水手臂 配备取水手臂加脚踏取水功能，同时拥有三套控制取水功能，设备操作更加便捷、可靠 AI语音智能对话 具备AI语音智能对话，语音唤醒开机、关机、待机、取水 取水记录下载功能 支持历史系统记录查询，可保存两年取水记录，可通过USB远程读取数据 四路水质检测显示 具备“AK”专用四路水质检测和温度显示功能，可同时检测和显示：进水电导、RO水电导、UP水电阻、EDI水电阻 TOC实时检测显示 具备“AK”专用内置总有机碳量(TOC)检测装置与现实功能，设计符合USP要求检测范围0-999ppb，检测精度士1ppb，提供在线TOC检测 原装进口纯化滤芯 配备“AK”专用大容量核子级超纯化罐、DI纯化柱，水质稳定，寿命更长 智能液晶触控大屏 配备7寸智能电容屏，可以实时查看整机运行流程图加各项检测数据，操作简单、智能 封闭式一体化设计 系统采用中央一体式设计，无外置模块，占地面积更小系统集中化使安装、位移、维护更加便捷   ▎适用范围 ▎ 艾柯-专注水处理行业22年 生化分析、血液分析、微量分析、环境分析、理化检测分析 药物成分分析、基因研究、分子生物学、生命科学、组织培养 生物工程、动植物细胞培养、氨基酸分析、蛋白质纯化、毒理研究 IVF实验、DNA测序、毒理研究、ICP-MS、ICP GC-MS、LC-MS、HPLC、AAS、PCR、TOC等标准实验室研分析、检测用水