本发明属于结构优化技术领域，公开了一种面向多种微观结构的材料结构一体化构建方法，针对传统变密度法得到的连续变化的材料分布以及单元密度，基于后处理机制对材料区域进行划分与单元密度分组，实现对宏观结构内具有不同材料属性的区域进行定义与划分，实现对宏观结构内的多种微观结构进行定义；其次基于参数化水平集拓扑优化方法与均匀化理论建立材料结构一体化设计模型，即针对定义的多种微观结构与宏观结构进行一体化设计，实现宏观结构与多种微观结构并行化设计，在给定约束条件下，实现整体结构的性能达到最优。

大气污染的日益严重，雾霾天气逐渐增多，对传感器的性能提出了更高的要求，然而对于气体传感器的研究却缺乏大型的、一体化、同时实现多种气体在线检测的设备作为支撑。本课题组经过多年探索，自主研发了具有领先水平的一体化混合配气和气体传感器在线检测系统SJTUGDS-919。该套设备硬件经精心设计和严格验证，具备气体传感研究过程中常用到的所有功能，且所有控制都能在上位机软件上完成，实现了完全的自动化。 本套设备可以实现对气体传感器的快速在线检测,支持自动采集、自动计算、自动标定。该系统可以实现多组分复杂气体的精确稀释和配比，为传感器的多组分定性、定量识别和测量提供保障，并且集动态检测、静态检测、探针检测于一体。同时，该套设备还可以调节气氛的压力和湿度，并首次实现气体温度和传感器温度的协同调控，精准模拟了真实大气环境。应用此套设备，可大幅度缩短研发时间，降低实验成本，极大的提高工作效率，保证气体传感器研发工作的顺利推进。 本项目研发依托于“微米/纳米加工技术”国家级重点实验室和“薄膜与微细技术”教育部重点实验室等先进平台，本套系统现已申请八项发明专利，两项软件著作权。应用此套系统已开展科研项目十余项，发表高水平论文50余篇。SJTUGDS-919是首创的高度集成化的国内一流的气体传感器检测系统，是气敏研究和传感器器件研发的必备利器，是治理大气污染的开山斧！目前正在寻求将此系统设备产业化，推向市场。

 大气污染的日益严重，雾霾天气逐渐增多，对传感器的性能提出了更高的要求，然而对于气体传感器的研究却缺乏大型的、一体化、同时实现多种气体在线检测的设备作为支撑。本课题组经过多年探索，自主研发了具有领先水平的一体化混合配气和气体传感器在线检测系统SJTUGDS-919。该套设备硬件经精心设计和严格验证，具备气体传感研究过程中常用到的所有功能，且所有控制都能在上位机软件上完成，实现了完全的自动化。  本套设备可以实现对气体传感器的快速在线检测,支持自动采集、自动计算、自动标定。该系统可以实现多组分复杂气体的精确稀释和配比，为传感器的多组分定性、定量识别和测量提供保障，并且集动态检测、静态检测、探针检测于一体。同时，该套设备还可以调节气氛的压力和湿度，并首次实现气体温度和传感器温度的协同调控，精准模拟了真实大气环境。应用此套设备，可大幅度缩短研发时间，降低实验成本，极大的提高工作效率，保证气体传感器研发工作的顺利推进。  本项目研发依托于“微米/纳米加工技术”国家级重点实验室和“薄膜与微细技术”教育部重点实验室等先进平台，本套系统现已申请八项发明专利，两项软件著作权。应用此套系统已开展科研项目十余项，发表高水平论文50余篇。SJTUGDS-919是首创的高度集成化的国内一流的气体传感器检测系统，是气敏研究和传感器器件研发的必备利器，是治理大气污染的开山斧！目前正在寻求将此系统设备产业化，推向市场。

（专利号：ZL 201510044649.8） 简介：本发明公开了一种光伏‑光热‑热电与烘烤一体化太阳能利用装置，属于太阳能利用领域。本发明的太阳能利用装置，包括支撑机构、反射机构、光热转化机构和热水存储机构，支撑机构上固连有反射机构，用于将太阳光反射到光热转化机构上，该光热转化机构固定于支撑机构的顶部固定框上，且光热转化机构为双效集热器和太阳能烘烤箱，双效集热器用于光热发电以及对热水存储机构供热，太阳能烘烤箱用于对放置的物品进行烘烤。本方案通过各个机构间的有机结合，实现了光伏发电、光热制热水、温差发电和光热烘烤的有机组合，增加了太阳能的利用率，且双效集热器的集热速度快、发电量足，太阳能烘烤箱的烘烤效果好，装置的集成性能高。  

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。 

【项目来源】科技部公益性行业专项资助项目。 【项目简介】针对主要产地加工与炮制生产环节交叉重复，加工操作繁琐，易导致中药饮片有效成分流失等问题，选择30个品种为主要研究对象，按适宜产地加工类别，通过技术研究与集成创新，将中药饮片产地加工与炮制生产相关工序进行有机整合，明确各环节技术参数及应用范围，建立形成具有优化生产环节、便于储存运输、降低成本等优势的产地加工与炮制生产一体化的关键技术、规范和加工设备。 【技术指标】 1. 制定各类《中药饮片产地加工与炮制生产一体化技术规范》4项。 2. 中药饮片产地加工与炮制生产一体化设备4套。 3. 30种中药饮片产地加工与炮制生产一体化生产SOP。 4. 中药饮片产地加工与炮制生产一体化过程控制系统1套。 5. 申请专利和软件著作权5项、发表论文56篇；培养专业技术人员及研究生60名。 6. 中药饮片产地加工与炮制生产一体化技术规范在中药材加工产地及基地推广，提供可行性应用报告。 【推广应用前景】 本项目可以解决中药材产地加工及饮片生产一体化方面的关键技术问题，提高中药材产地加工过程的科技水平，促进中药饮片产业的健康发展。预计本项目完成后，将形成5-10个国内一流水平的中药材产地加工及饮片生产示范基地，全部生产线均由产地加工及饮片生产一体化设备组成，并实现全过程信息化控制，在整个中药饮片行业具有示范效应，引领中药饮片产业的科技进步和产业转型升级。本项目研究成果和目标产品，包括中药材产地加工技术规范、中药饮片产品、中药饮片产地加工设备及中药饮片生产信息化系统等，产业化后可以产生巨大的经济效益。预计本项目相关产品在未来10年内可占领全国30%左右的市场份额，按照全国有100家饮片厂及50家中医院应用本项目成果计算，预计将产生5-8多亿元的市场份额。同时，本项目通过直接的产地加工流水线设备及中药饮片销售，项目进行期间，可以实现年销售额2.5-3亿元。

本发明公开了一种低品位热能驱动的吸收式制冷除湿一体化空调系统，包括溶液除湿循环回路和溶液制冷循环回路；溶液除湿循环回路包括发生器、溶液?溶液换热器和溶液除湿器；发生器输出端a通过溶液?溶液换热器连接溶液除湿器输入端，溶液除湿器输出端通过溶液?溶液换热器连接发生器输入端；溶液制冷循环回路包括吸收器、溶液?溶液换热器、发生器、冷凝器、蒸发器以及表冷器；吸收器输出端通过溶液?溶液换热器连接发生器输入端，发生器输出端a通过溶液?溶液换热器连接吸收器输入端b，发生器输出端b连接冷凝器输入端，冷凝器输出端a连接蒸发器输入端a，蒸发器与表冷器通过第二阀门和冷冻水泵连接，蒸发器输出端b连接吸收器输入端a。

基于小型光源的光声-超声一体化消化内窥系统既可以对数厘米内深的消化道进行结构成像，也可以对腔道管壁的微血管形态成像，为医生提供多尺度多参数的临床图像，有助于提高消化疾病发现率和诊断水平；采用小型光源能极大程度提高系统稳定性，实现小型一体化设计，提高病人手术舒适度，并降低了系统成本，有助于将光声技术推广到常规体检筛查中。 产业化合作前景 在全球范围内，医用内窥镜系统由于其设备兼具有很强的针对性与灵活性的特点，能够满足多种临床需求，因此在不同的医疗领域都获得了十分广泛的应用，从而形成了巨大的市场。近几年以来，由于相关技术的突破性进展，多家公司致力于开发能够减轻使用过程中不适、缩短治疗时间以及低成本的内窥镜设备。根据市场分析公司 MarketsAndMarkets 的统计，2013年全球范围的医用内窥镜市场已达 282 亿美元，并且预计将以 6.1%的复合年平均增长率持续增长，至 2018 年全球市场预期将达到约 379 亿美元。

介绍基于小型光源的光声-超声一体化消化内窥系统既可以对数厘米内深的消化道进行结构成像，也可以对腔道管壁的微血管形态成像，为医生提供多尺度多参数的临床图像，有助于提高消化疾病发现率和诊断水平；采用小型光源能极大程度提高系统稳定性，实现小型一体化设计，提高病人手术舒适度，并降低了系统成本，有助于将光声技术推广到常规体检筛查中。

一种用于集控式一体化网络课程制作平台的摄像装置，包括一对对称布置的摄像装置，两摄像装置通过位于中间的竖直转轴转动连接，摄像装置由筒体、连杆组成，所述筒体为中空柱形体，内部形成通道，连杆一端与筒体侧壁连接，另一端与竖直转轴连接，镜头安装在所述通道内。通过一竖直转轴将两摄像装置转动连接，在对目标区域进行摄像时，可以根据目标区域的远近调节两摄像装置之间的夹角，进而实现精确的三维成像，更好的还原真实课堂环境。