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利用人工智能实现了三维矢量全息新技术
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。
上海理工大学
2021-04-11
基因重组菌淀粉质原料生料发酵产燃料酒精技术
研发阶段/n内容简介：本技术主要研究了：菌种的选育：对酵母进行复合诱变，筛选出菌株，利用原生质体融合技术得到遗传性能稳定具有两亲株特性-能直接利用生料、酒精高产且耐高温的融合子。发酵的工艺条件：确定了原材料粉碎方式、调浆温度、接种量和料液比，优化了发酵条件。产蛋白饲料的工艺路线：确定了酒精糟固态发酵生产蛋白饲料工艺流程，优化了蛋白饲料发酵工艺条件。在中试放大试验中，确定了生料发酵工艺流程，优化了生料发酵工艺条件。本项目研究成果经湖北省科技厅鉴定为国内领先水平。技术指标：淀粉转化率：92.1％；酒精度
湖北工业大学
2021-01-12
汽车装配和零配件生产在线检测技术和系统开发
可以量产/n成果简介：零部件是汽车工业的基础，它决定着整车的质量和价格水平。基于图像的视觉测量方法是一种高速稳定的自动化测量方法，这种方法具有快速、稳定、精度高，以及易于维护、可移植性好的特点，近年在工业生产中得到了广泛的重视和推广应用。本成果综合运用了机械工程、仪器仪表、机器视觉和自动控制等技术领域知识，研究了基于机器视觉的自动检测新技术，通过视觉测量方法解决了汽车零配件生产过程中的在线几何尺寸和缺陷的全检测问题，同时，该成果可以用于汽车装配生产线的在线检测零部件的错装和到位问题，提高检测速度，实
湖北工业大学
2021-01-12
TCF一次性纸制品(快餐饭盒)生产技术
研发阶段/n内容简介：目前市场上的纸制快餐盒价格高(一般每个在0.45-1.0元之间，有污染(所用浆含氯、二恶英等有毒物质)，或者强度、刚性差，防水抗油性能差，不卫生。本技术在调查研究国内现有纸制快餐饭盒的基础上，取众家之长，采用先进的工艺技术，研制出一种无毒，防水，抗油的纸制饭盒，其特点如下：1.所采用TCF(全无氧)纸浆为国际上标准的食品包装材料，其中不含氯，二恶英等有毒物质；2.成本低，本技术所用原料费用仅为目前市场上纸板产品的1/3-2/3；3.白度高，本技术产品白度可达85%；4.质量好，
湖北工业大学
2021-01-12
大型养殖场污物零排放及沼气制备新技术
研发阶段/n利用畜禽粪污与秸秆等作为发酵原料，采用序批式两相固态发酵制备沼气的工艺与装备，可以实现大中型养殖场的畜禽粪便、尿和冲洗水"零排放"，同时能高效持续地产出沼气，且可将发酵后沼渣沼液开发成有机肥；发酵装备总体上由25套左右的发酵装置、行车运送装置、进料装置、出料装置、沼液输出装置、沼液回流装置和沼气收集装置等部分组成，可以便捷高效地实现养殖场废弃物的资源化利用。应用前景：既可用于万头以上规模的养猪场，也可用于其他类型的大型畜禽养殖场。以万头养猪场为例，整个系统建造成本约200万元，运行成本每
华中农业大学
2021-01-12
发动机关键零部件加工工艺技术
发动机是汽车的“心脏”，不同的发动机类型决定了车的类型和最终性能。在发动 机设计中，在工艺和装备的设计、制造直至投产的整个周期中，工艺和装备的设计、制 造占有三分之二的时间成为发动机改型换代的制约因素。目前，我国发动机行业的工艺 整体布局和设计仍然依靠人工凭经验设计，其设计思想，设计手段仍停留在相当弱后的 水平上，致使发动机的关键零件生产线的规划设计不得不花费大量外汇，依靠国外来设 计规划，这与我国汽车工业的发展完全不相适应。尤其当我国加入 WTO 后，轿车工业将 面临生死存亡的严峻考验，没有“边生产，边设计，边规划，边创新”的灵活多变的高 科技的设计与制造技术，就只有被动挨打。发动机是一个复杂的体系，其零部件不仅数 量众多、结构复杂，而且结构上存在着制约关系，显而易见它的零部件的加工必然是复 杂的，并且技术要求也非常高和苛刻，这就给制订加工工艺的技术人员带来了巨大的困 难，并且不同的技术人员有不同的技术背景，当然所制订的加工工艺也就存在着很大的 随机性。为了能制造出高质、高效和低成本发动机，必然希望花费最少的人力和物力来 制订出发动机零件的加工工艺，现代计算机技术和软件技术的日新月异的发展为我们解 决这项难题提供了有利的工具和手段，开发的发动机关键零部件加工工艺系统，可以 自动生成发动机零部件的加工工艺，实现用最少的花费来解决发动机零件的加工工艺问 题，把可能发生巨额损失的可能性降到最低限度。
同济大学
2021-04-13
功能化纳米纤维的量产制备技术和过滤净化滤材产品
成果介绍根据待净化的污染物特性对纳米纤维膜进行针对性的功能化修饰处理，将功能化纳米纤维膜与基膜复合，设计新型过滤净化滤膜，达到良好的物理过滤性能和化学污染物的深度净化效果。技术创新点及参数本项目研制了一种新型喷头，制备效率较现有的单一喷针提高20倍以上，能与常规的静电纺丝装置匹配，不需要特殊的设备，喷头不易堵、容易清理；一种无喷头静电纺丝法量产纳米纤维的技术和装置（授权专利号： 201210532449.3），利用液态薄膜与电场相互作用自身产生的大量微小突起或波峰作为射流源，产量大幅提高。本项目提供的纳米纤维的量化制备技术，可制备多种材料纳米纤维，作为纳米纤维过滤介质产品，作为高端过滤产品应用广泛。市场前景能连续、稳定地大量制备纳米纤维，批间性能稳定、质量可控，同时水和有机溶剂兼容，消除制备材料的局限性；2、根据待净化的污染物特性对纳米纤维膜进行针对性的功能化修饰处理，将功能化纳米纤维膜与基膜复合，设计新型过滤净化滤膜，达到良好的物理过滤性能和化学污染物的深度净化效果；3、研制成功的功能化纳米纤维膜具有环境友好、性能稳定、对目标污染物吸附选择性高、容易再生的特点。
东南大学
2021-04-13
生物质微波热化学定向转化制炭基缓释肥技术
“秸秆还田”是增加土地有机碳含量提高土地持续生产能力及节省人力物 力的有效方法。但是此法达到预期效果的时间周期长，而且容易造成耕地问题 保水性变差等一系列问题。据调查，我国仅因氮肥流失造成的损失每年在 400 亿元以上，且部分地区由于施肥不当已引起严重的环境污染。 数据显示：若将土壤有机质含量提高 1%的话，相当于土壤从空气中净吸收 了 306 亿吨 CO2。每增加 0.1 个百分点的土壤有机质含量就可释放 600-800 千克 /公顷的粮食生产潜力。如果将秸秆经过热解炭化转化为生物炭，并与化肥进行 调质处理后施用可实现两全其美。
山东大学
2021-04-13
有机酸（甲乙丙丁等）水溶液 高效节能分离回收技术
有机酸 (甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸酸等，及相关二元酸) 是重要的有 机化工原料，用途非常广泛。现有的有机酸水溶液分离回收工艺能耗高，回收不彻底，有 0.5～3%的废酸进入废液，污染环境。 本技术发现了有机酸水溶液在液相中的缔合作用对分离效率的影响，系统地研究了其影 响规律，突破性地解决了这些有机酸水溶液分离回收的高能耗技术难题，开发了一系列高效节 能技术。可根据水溶液的浓度和物系及其他组分的组成优化设计最优化的工艺流程，可以是 萃取——反萃取、萃取——精馏、萃取精馏、恒沸精馏等不同的工艺过程，通过优化与系统集 成，达到高效节能分离回收，回收率高，大幅度减少了三废排放，最大幅度地回收了资源。如 PTA系统乙酸水溶液分离体系，与现有的精馏法相比节能60%以上，减少废酸排放95%以上； 与恒沸精馏法相比节能40%以上。达到国际先进水平。可应用于化工、材料、环境等领域。
华东理工大学
2021-04-13
尿素下游精细化工系列产品生产技术
尿素下游精细化工产品包括：三聚氰酸、缩二脲、异丁叉二脲。 三聚氰酸广泛用于合成环氧树脂、抗氧剂、涂料、黏合剂、农药除草剂、金属氰化缓释 剂、高分子材料改性剂等。目前国内生产三聚氰酸主要用固相法，收率低、质量差。本技术开 发的先进液相法新工艺，原料价廉易得、易于回收，工艺控制简单，投资省，成本低，产品收 率可达90％，纯度达99％。年产2000吨规模，设备投资：180-200万元。 缩二脲在工业上用作生产泡沫塑料和海绵橡胶的发泡剂，油漆、胶水、润滑油的添加剂， 纺织品、纸张的阻燃剂；在农业上用作缓效肥料，是氮肥防结块剂，是优良的除莠剂之一；在 医药上，缩二脲可用于制备镇静剂、降血压药等；在畜牧业，主要用作反刍动物的饲料添加 剂。世界上美国、日本等均大量生产缩二脲，美国的生产能力最大，达100万吨/年。我国每年 都从国外进口大量缩二脲。随着国民经济发展，国内的需求量将大大增加。本课题组开发的溶 剂法制缩二脲技术，工艺具有较大的实用性和先进性。优点是：尿素转化率高，反应时间短， 副产物少；能耗比固相法低；原料价廉易得，成本低。年产2500吨规模，投资仅160万元。 异丁叉二脲是一种优良的反刍动物饲料添加剂和缓释肥料。五十年代初日本就利用其缓释 性能应用于农、林和园林艺术。用于反刍动物饲料添加剂，是目前世界上公认的最安全有效的 饲料添加剂之一。年产10000吨规模，设备投资400万元。
华东理工大学
2021-04-13