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软骨细胞仿生培养模型及其制备方法
关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。骨软骨生物医学研究日益深入，但另一方面，减少动物的使用又是一个巨大挑战，也是人类文明进步的趋势。因应这一挑战，体外模型，包括多种类器官，被开发出来并用于体外生物医学研究，有效减少了实验动物使用数量，并提升了研究的准确性。本项目通过制备仿生模型，为骨软骨的缺损和再生研究提供了体外、准确的研究手段。
北京大学
2021-01-12
顶层设计
青橙创客教育将从科技创新人才培养的角度出发，通过课程、活动、服务、空间四个维度为学生提供服务。我们将以中国学生发展核心素养为导向，采用以设计思维为核心的创新教育方法论，全面培养具有跨学科学习能力和沟通协作能力的学生，帮助青少年成为能运用最新科技解决问题的创新者。
北京青橙创客教育科技有限公司
2021-02-07
利用自学习系统实现逼近理论极限的光学手性材料设计
随着纳米光子学的发展，具有超颖性质的人工微结构吸引了众多研究。针对日益增长的研究和设计需求，北京大学物理学院方哲宇及其研究团队实现了一种自洽的框架——BoNet，其结合了贝叶斯优化（Bayesian optimization）和卷积神经网络（convolutional neural network），实现了纳米结构对于超强光学手性的自学习。基于此框架，他们将纳米结构设计表示为图形，并输入卷积神经网络进行电场分布和反射光谱的学习，此过程不需要将纳米结构参数化为向量，因此最大化的保留了其几何信息和边界条件。同时，利用贝叶斯优化以实现对纳米结构远场光学手性的优化，并运用其采样样本反复训练神经网络实现自学习。利用BoNet，他们针对远场反射光谱的圆二色性进行优化并逼近了其理论极限(CD = 1)，同时利用神经网络匹配预测的近场电场分布，对获得的强光学手性进行分析解释。 此框架能够被直接推广用于其他光学性质的自学习优化，例如实现反常透射，偏振态调制和相位调制。更进一步的，此方法论能够帮助设计更多的，具有良好光学性质和运用价值的纳米光子学器件，比如消色差超透镜，超灵敏的微传感器以及智能超表面等。此研究同时能够启发更多数据驱动的研究，通过利用人工神经网络和其他机器学习的方法，实现对传统科学研究的新探索，在制药，引物设计，固体结构分析上启发新突破。 该工作于2019年11月19日在线发表于学术期刊《PHYSICAL REVIEW LETTERS》上，题为“Self-Learning Perfect Optical Chirality via a Deep Neural Network”(DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.213902)。北京大学物理学院方哲宇研究员是本文的通讯作者，李瑜，徐优俊，姜美玲为该文的共同第一作者，北京大学定量生物学中心来鲁华教授为合作者，北京大学为唯一通讯作者单位。该工作得到得到了科技部、教育部、国家自然科学基金委、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、北京大学纳光电子前沿科学中心、量子物质科学协同创新中心、北京大学高性能校级计算平台、北京大学生命科学中心高性能计算平台等单位的支持。用于近远场计算的神经网络结构表征实现了逼近理论极限的高手性，并利用神经网络对近场分布进行分析
北京大学
2021-04-11
复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件（CPSD）
复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件（CPSD）源于军工科研项目，是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统，解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件（CPSD）源于军工科研项目，是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统，解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。该软件集复合材料零件的模具型面生成、铺层工艺设计、仿真分析、工艺验证及可制造性评价等功能于一体，具有高效铺层设计、高精度仿真和全过程三维数字化、可视化、知识化、集成化的特点，为实现复合材料零件的数字化设计制造一体化提供有力支撑。航天、航空、汽车、能源等行业大量采用复合材料零件，需要专业的基于三维模型的复合材料快速设计与制造软件，实现从经验的手工设计到全三维数字化设计的转变，从而提升复材零件的智能制造水平。
北京理工大学
2022-08-17
小型电驱动四足仿生机器人
"e-Dog四足仿生机器人：全球首款可高速奔跑和跳跃的轻量级电驱动四足仿生机器人，面向高校和中小学的教学培训型四足仿生机器人系统平台，包括软硬件开源的高性能四足仿生机器人及相应的开发工具软件，为国内高校和中小学提供教学、培训、比赛二次开发平台。机器人具备卓越的运动能力，采用国内领先的步态规划算法，能够快速奔跑和跳跃，并具备较强的地形适应能力，能够跨越高台、楼梯、沟壑、斜坡等障碍地形。 roboDog如宝机器狗：国内首款具备丰富感知能力，并搭载智慧AI云脑的轻量级机器狗。roboDog面向家庭场景，在卓越的运动性能和地形适应能力基础上，增加了丰富的传感功能，构建了包括视觉、听觉、触觉等能力的综合环境感知系统以及基于云服务平台的智慧云脑。同时针对家庭应用场景，为用户提供了丰富流畅的交互体验。 "
山东大学
2021-04-10
一种软土层降阻散热仿生钻杆
本实用新型公开了一种软土层降阻散热仿生钻杆，包括安装板，所述安装板的中部设置有贯穿的安装孔，所述安装孔的内部安装有竖直的连接轴，所述连接轴的上方延伸至安装板的顶部设置有水平的驱动块，所述驱动块的顶部中心设置有固定槽，所述连接轴的下方延伸至安装板的底部设置有水平的限位块，所述限位块的底部安装有竖直向下的钻杆本体，所述钻杆本体的外侧设置有螺旋状的钻刀片。本实用新型在使用时，不但能够控制钻杆本体自动向下钻入，节省人力，且能够在钻杆本体钻入的过程中，增大钻杆本体的受力面积，降低钻杆本体钻入的阻力，并能够在钻
安徽建筑大学
2021-01-12
一种仿生变结构圆锥螺旋槽轴承
本实用新型公开了一种仿生变结构圆锥螺旋槽轴承。包括轴承主轴和轴承座；轴承主轴与轴承座相配合的一端为圆锥体，在靠近圆锥体的大端面侧的圆锥面上开有多条变结构螺旋槽；轴承座与轴承主轴之间充满润滑剂。多条变结构螺旋槽为变槽深螺旋槽，或变螺旋角螺旋槽，或变槽宽螺旋槽，或螺旋槽槽深、螺旋角以及螺旋槽槽宽都按线性变化的组合。本实用新型利用螺旋槽的特殊分布规律使得轴承在工作中既存在动压润滑也存在静压润滑，提高了流体润滑性能，增强了润滑效果，解决了传统圆锥螺旋槽轴承在低速时动压润滑性能差、摩擦力矩大与磨损严重的问题。减少了轴承主轴与轴承座在工作时的直接接触，能长期保持精度，延长轴承的工作寿命。
浙江大学
2021-04-13
一种防抖、宽视野的仿生眼
本项目面向室内外环境下对目标和环境的可靠快速感知需求，突破高性能主动适应的混合稳像、动态目标快速搜索追踪、智能探索感知的快速地图创建和定位与场景理解关键技术，研制具有高稳定性、宽视野功能的仿生眼样机一套，可实现快速追踪动态目标，实现环境三维建模与场景理解，成果将为机器人智能化、自主化导航提供主动感知的新途径。重点开展如下研究：
1）具有高稳定性、宽视野功能的仿生眼研制
研究仿生眼的结构高动态轻量化优化设计及优化的电机驱动方式，提出眼球各自独立运动、眼颈协调的关节配置方案，研究多轴关节的实时同步控制，研究图像传感器、IMU传感器及RGBD传感器的硬件高精度同步方法及GPU加速方法，实现对环境的高精度时间同步视觉感知。
2）高性能主动适应的混合稳像算法
针对图像抖动模糊问题，研究主动适应的机电混合稳像算法；结合姿态反馈信息通过眼颈关节协调进行适应性姿态调整去除低频扰动，通过IMU及图像时间序列进行相机6D位姿估计与滤波消除高频扰动，实现主动适应混合稳像算法。
3)动态目标快速搜索追踪算法
针对快速运动的视觉目标，研究基于深度强化学习和注意力机制的目标跟踪算法；同时研究基于眼颈运动神经回路控制机理的眼颈协调优化视觉伺服跟踪算法，使冗余眼颈关节实现优化协调运动，实现时间最优快速目标追踪。
4）智能快速地图创建和定位与场景理解
针对未知场景，基于双眼RGB图像序列及深度传感器信息，生成仿生眼环境观测的序列决策指令，实现更优更快的环境地图创建。实现室外环境三维建模与场景理解。
北京理工大学
2022-04-08
一种防抖、宽视野的仿生眼
本项目面向室内外环境下对目标和环境的可靠快速感知需求，突破高性能主动适应的混合稳像、动态目标快速搜索追踪、智能探索感知的快速地图创建和定位与场景理解关键技术，研制具有高稳定性、宽视野功能的仿生眼样机一套，可实现快速追踪动态目标，实现环境三维建模与场景理解，成果将为机器人智能化、自主化导航提供主动感知的新途径。重点开展如下研究：
1）具有高稳定性、宽视野功能的仿生眼研制
研究仿生眼的结构高动态轻量化优化设计及优化的电机驱动方式，提出眼球各自独立运动、眼颈协调的关节配置方案，研究多轴关节的实时同步控制，研究图像传感器、IMU传感器及RGBD传感器的硬件高精度同步方法及GPU加速方法，实现对环境的高精度时间同步视觉感知。
2）高性能主动适应的混合稳像算法
针对图像抖动模糊问题，研究主动适应的机电混合稳像算法；结合姿态反馈信息通过眼颈关节协调进行适应性姿态调整去除低频扰动，通过IMU及图像时间序列进行相机6D位姿估计与滤波消除高频扰动，实现主动适应混合稳像算法。
3)动态目标快速搜索追踪算法
针对快速运动的视觉目标，研究基于深度强化学习和注意力机制的目标跟踪算法；同时研究基于眼颈运动神经回路控制机理的眼颈协调优化视觉伺服跟踪算法，使冗余眼颈关节实现优化协调运动，实现时间最优快速目标追踪。
4）智能快速地图创建和定位与场景理解
针对未知场景，基于双眼RGB图像序列及深度传感器信息，生成仿生眼环境观测的序列决策指令，实现更优更快的环境地图创建。实现室外环境三维建模与场景理解。
北京理工大学
2023-05-09
仿生多孔羟基磷灰石/钛酸钡压电陶瓷骨支架
大范围骨缺损的修复是临床上的难题之一。骨支架具有良好的可设计性，是一种有前途的骨修复材料。目前大部分骨支架生物活性差，骨传导效率低。电信号是调控机体生物活动的主要信号之一，针对骨骼的电活性特点，我们设计研发了一种仿生多孔羟基磷灰石（HA）/钛酸钡（BT）压电陶瓷骨支架。该支架具有中央大孔和周围放射层板状孔隙结构，骨传导性强；可在体内持续提供电刺激，进一步提高骨传导效率，扩大骨支架修复范围，生物相容性好，生物活性强。
中南大学
2022-11-22