研究背景 芯片是人类最伟大的发明之一，也是现代电子信息产业的基础和核心。小到手机、电脑、数码相机，大到6G、物联网、云计算均基于芯片技术的不断突破。半导体光刻工艺水平的发展是以芯片为核心的电子信息产业的基石，目前半导体光刻的制造工艺几乎是摩尔定律的物理极限。随着制造工艺的越来越小，芯片内晶体管单元已经接近分子尺度，半导体制作工艺的“瓶颈效应”越来越明显。随着全球化以及科技的高速发展，急剧增长的庞大数据量要求数据处理模型和算法结构不断优化升级，带来的结果就是对计算能力和系统功耗的要求不断提高。而目前智能电子设备大多存在传输瓶颈、功耗增加以及计算力瓶颈等现象，已越来越难以满足大数据时代对计算力与功耗的需求，因此提高运算速度同时降低运算功耗是目前信息工业界面临的紧要问题。 如当年集成电路开创信息时代一样，当下已经普及的光通信正在成为新革命力量的开路先锋。与此同时，光子芯片正在从分立式器件向集成光路演进，光子芯片向小型化、集成化的发展趋势已是必然。相对于电子驱动的集成电路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特点，利用光信号进行数据获取、传输、计算、存储和显示的光子芯片，具有非常广阔的发展空间和巨大的潜能。 项目功能 本项目瞄准光通信关键技术及核心芯片，基于量子阱二极管发光探测共存现象，探索关键微纳制造技术，研制出可以同时实现通信、感知功能的一体化光电子芯片。 技术路线 一、技术原理及可行性 本项目主要负责人王永进教授发现如图1所示的量子阱二极管发光探测共存现象，首次研制出同质集成发射、传输、调制和接收器件的光电子芯片，这些原创工作引起了业界相关科研小组地广泛关注，化合物半导体同质集成光电子芯片成为研究热点。香港大学的蔡凯威小组和申请人合作提出湿法刻蚀和激光选择性剥离技术，在蓝宝石氮化物晶圆上实现LED基同质集成光电子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉国王科技大学Ooi教授和美国加州大学圣巴巴拉分校Nakamura教授小组在蓝宝石氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院苏州纳米所孙钱小组在硅衬底氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK调制方式下，InGaN/GaN量子阱二极管可实现Gbps的光发射、调制和探测速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。这些工作表明研发基于光子传输的化合物半导体同质集成光电子芯片以实现片上光子通信是可行的。   二、总体结构设计及工艺流程 本项目提出的同时通信/感知一体化光电子芯片基于常规的蓝宝石衬底氮化镓基多量子阱LED外延片进行设计，无需特殊定制的外延结构。以典型的2寸氮化镓基蓝光LED外延片为例，其外延片结构如图2所示，从下至上依次为蓝宝石衬底、AlGaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和P型GaN层，通过调节InGaN/GaN多量子阱层的参数（层厚度与In的比例等等）可制备具有不同中心波长的光源器件。   图3为本项目所提出的同时通信/感知一体化光电子芯片结构。在蓝宝石衬底的氮化物晶圆上通过刻蚀和沉积等一系列晶圆级微纳加工技术，制备出单片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N电极可以采用倒装技术直接与基板相连，光线从透明的蓝宝石衬底发出，这样不仅使得器件具有优良的电性能和热特性而且简化了其后期的封装工艺。 三、技术创新优势 1、同一块晶圆上集成LED和PD使得两者间距离大大缩短，不仅有助于增强PD对蓝宝石表面反射光线的耦合，提升感知系统性能，而且缩小了器件整体外形，符合集成电子器件小型化、便携化的发展趋势； 2、单片集成的LED和PD器件相比于传统异质的、分立的LED和PD简化了封装形式和工艺，不再需要对LED和PD进行单独的封装，而且同质集成器件的基板也较异质结构的简单统一，极大地缩短了集成系统的制作周期； 3、同时通信/感知一体化光电子芯片采用相同的工艺就可以制作出LED和PD，简化了生长异质材料的复杂性，缩短了器件流片的周期，使用同一工艺就可将LED和PD进行批量生产，有效地降低了生产成本。 四、实验验证 本项目团队所在的Peter Grünberg研究中心拥有完整的LED器件制备、光电性能测试与电学性能测试平台，并且项目成员积累了丰富的测试技术与经验，能够满足本项目的同时通信/感知一体化光电子芯片测试同时表征光电参数与电学参数的需求。下图4所示为器件形貌表征图，从左边依次是扫描电镜图、光镜图、原子力显微镜图。   基于通信感知一体化芯片，本项目利用单个多功能集成器件成功实现了对人体脉搏的监测功能，如图5所示。   另外基于通信感知一体化氮化镓光电子芯片，我们还实现了照明、成像和探测功能为一体的LED阵列系统，如图6所示。该系统可以在点亮照明的同时，实现对外界光信号的探测与感知，通过后端系统处理后，再将信息通过阵列显示出来，实现多种功能的集成。 项目负责人王永进教授是国家自然基金委优秀青年项目、国家973项目获得者，他以第一或通讯作者身份在Light-Sci Appl.等主流学术期刊发表一系列高质量研究论文，获授权中国发明专利23项，美国发明专利2项，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次专题报道，荣获2019年中国电子学会科学技术奖（自然科学）、2019年南京市十大重大原创成果奖等。

本发明公开了一种模拟驾驶人主观感知与反应的交通流微观仿真方法，该方法包括以下步骤：(1)确定元胞的总数和仿真车辆的个数，初始化仿真系统；(2)仿真系统按照如下步骤进行演化：根据驾驶人的最大期望速度，对车辆进行加速操作；根据交通状况对车辆进行速度调整操作；根据交通状况，对车辆进行随机慢化操作；更新车辆在下一仿真时刻的位置；(3)计算交通流的密度、速度和流量关键交通参数。本发明在速度调整操作和随机慢化操作等关键技术环节更加真实地考量了驾驶人的主观感知与反应特征，使得模型能够更好地分析驾驶人的主观因素对交通流运行的影响，为道路交通系统的规划、设计与管理提供支持。

本发明公开了一种固态盘内部闪存芯片阈值电压感知优化方法， 主要用于多层单元闪存芯片使用低密度奇偶校验码纠错时的一种优化 方法。该系统结构主要由 LDPC 编码模块、闪存芯片存储模块、非均 匀阈值电压感知模块、对数似然比计算模块和 LDPC 译码模块组成。 LDPC 编码模块主要对原始数据利用 LDPC 生成矩阵编码生成码字； 闪存芯片存储模块主要存储数据；非均匀阈值电压感知模块主要对闪 存芯片进行非均匀阈值电压感知；

本发明公开了一种基于压缩感知理论的文本数据流抽样方法，包括步骤 1）将文本数据流分割成固 定大小的文本片段并通过向量空间模型表示成矩阵；2）使用压缩感知理论对文本数据流进行空间降维 抽样；3）计算降维后每个文本的信息熵；4）基于文本的信息熵通过对数倾斜时间（LTT）模型得到抽 样文本。本发明面向互联网海量的、不断增加的文本流，通过更少的存储消耗来实现更快的文本流抽样 和存储，在大大降低抽样文本流规模的情况下，能够以全局视角获得整个文本流中最有价

本发明公开了一种应用于数据去重系统中的碎片消除方法，该 方法利用历史信息准确地识别碎片，系统内存开销少且恢复吞吐率高。 该方法首先对数据流中的文件进行分块、求指纹，查询索引找到重复 数据块；然后在上次备份记录的稀疏容器集合中查找重复数据块的容 器 ID，判断哪些重复数据块属于稀疏容器。对于属于稀疏容器的重复 数据块，将其重写到新的容器中。该方法在备份过程中，只需记录下 相关容器的利用率，内存开销极小。本发明还提供了相

研究对我国的海洋污染损害赔偿制度提出的建议对规范企业行为，保证企业行为的合法性、合规性和合理性，增强企业的环保意识和社会责任有十分重要的意义。

（1）主要功能和应用领域 本成果面向环境与灾害监测预警需求，可在地形复杂、通信条件受限、运营维护困难的复杂环境下，建立监测预警信息传输系统，实现监测预警工作的持续、可靠运行，解决现有监测预警网络中的覆盖面受限、长期持续监测难度高、信息传输可靠性低等问题。 本成果可应用于自然灾害监测预警与应急处理、各种类型的环境监测等领域。 （2）特色及先进性 基于三大核心（新型组网架构、高效节能机制、可靠传输保障）机制，设计八项创新技术。提出了基于监测事件预测的节能机制和能量均衡消耗机制，设计了支持中继转发、双信道汇聚式接入的组网架构，研发了集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的滑坡泥石流监测预警可靠传输技术，提升了监测预警网络的稳定性和可靠性。 本成果申请国家发明专利10余项，除正在受理部分，目前已获得国家发明专利授权8项。 （3）技术指标 本成果已示范应用于龙门山地震带小流域滑坡泥石流灾害监测预警技术研究与示范系统。根据示范系统运行效果，本成果与灾害监测传统方式技术参数相比，可达到如下技术指标： ？ 丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； ？ 视频和图像传输实时性可提高约1/3； ？ 传感节点能耗10%-50%，监测系统有效工作时间延长20-30%； ？ 网络故障对监测预警影响极大降低，网络故障带来的数据时延趋向于0。 （4）解决问题与实施效果 当前问题 解决方案与效果 技术状态 监测点部署受限于区域通信条件 中继转发技术： 采用中继转发技术，可在无信号覆盖区域建设监测点，通过中继转发技术将监测数据转移到具备GPRS/3G/卫星信号的位置。 示范系统应用 监测点的信息传输存在数据丢失、甚至意外中断的风险 集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的传输保障技术： （1）研发低开销、高能效自动重传技术，恢复丢失数据，较传统方式的丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； （2）研发视频与图像自适应传输方法，提高视频、图像传输效率与可靠性，在网络信号较差时，视频和图像传输实时性可提高约1/3； （3）设计机会通信技术，传输网络中断处监测节点的数据，在邻近节点可替代传输时，可实现网络中断带来的时延效应趋于0。 授权专利2件 示范系统应用 监测点持续工作能力受到能量供应的约束 基于监测事件预测和能量均衡消耗的节能机制： （1）研发基于监测事件预测的休眠机制，降低传感节点能耗10%-50%； （2）研发能量均衡消耗方法，监测设备有效工作时间延长24.3%。 授权专利5件 示范系统应用 监测预警系统存在故障或破坏的问题 双信道、汇聚式接入的组网架构： （1）设计双信道、汇聚式接入的组网架构，支持系统部分故障时的网络自愈能力，保障监测数据传输不中断； （2）所设计组网架构下的设备可互相自动查询工作状态，设备故障可由其邻居设备主动上报，同时保留的传统设备状态查询方式，提高及时发现失效设备的能力。 授权专利2件 示范系统应用

用于多参数复合试验的环境舱,包括密闭的箱体,箱体与一箱盖密封连接,箱体和箱盖均包括由金属制成、以确保箱体刚性的外层和由非金属制成、以保持复合腔内部温度的保温层,箱体的内腔形成与外界独立的环境复合腔;复合腔内部从上到下依次设有:固定于复合腔的上部的噪声发生机构,固定于复合腔的腔壁上的温度控制机构,位于复合腔的内部、并与外界的振动源联动的振动发生机构,和与气泵连接、将气体引入复合腔的内部以形成气压场的入气口以及与真空发生器密封连接的排气口。本发明具有能全面模拟器件的工作环境,试验效果好、精度高的优点。

本发明涉及生物医学工程领域，具体地，本发明涉及制备人造微环境的方法及其应用。再生医学的发展为应对药物治疗难于见效的复杂重大疾病带来了新的希望，逐渐成为临床医学发展的重要方向，有望成为继药物和器械治疗之后下一个医疗健康行业的支柱产业。目前，再生医学已在临床成功地用于皮肤再生，关节软骨重建，肌腱、脊髓损伤修复，免疫系统功能重建等，并在治疗疑难病症(如遗传性疾病和心血管类疾病)和各类器官组织(如神经、肝脏、心脏、胰腺等)修复和再生的动物模型和临床试验中显示出良好效果。/line再生医学领域中，构建人体复杂器官的结构与功能替代物、解决人体器官移植的来源问题、或以组织工程手段修复受损组织器官是人们最早也是最终的梦想。在器官的修复与移植来源供不应求的今天，人工器官替代物有着临床应用的巨大需求，而已经批准进行临床治疗的人工替代物的种类还十分有限，主要集中在皮肤、角膜、软骨等结构与功能还较为简单的器官上，其构建的基本思路可大致分为两种：人工合成替代材料与天然组织的脱细胞化基质材料。/line然而，目前人工合成替代材料与天然组织的脱细胞化基质材料仍有待改进。/line根据本发明的一些实施例，所述固相载体

技术分析（创新性、先进性、独占性） 本项目的科研成果以底层监控终端为起点，引入数据挖掘与数据分析技术，实现了对监测数据的有效处理与应用，涵盖渔业环境信息采集、分析与应用，提供兼顾时效性与有效性的数据服务业务。 ① 渔业环境信息采集终端（智能装置） 团队研发了多款适用于渔业环境监测的信息采集终端（无人船、浮标），其具备渔业水质参数采集、GPS/北斗双模定位、WIFI/4G复合网络通信功能。无人船采用视频/激光雷达避障、可采用自动寻塘、航迹设定以及手动操控等多种模式，配合远程人机界面完成针对渔业环境的全面监测。 团队研发的渔业环境信息采集终端（无人船+浮标） ②渔业环境信息分析服务（大数据分析） 团队基于已有监测框架，结合水质扩散反问题模型、神经网络模型以及信息化技术，以大数据支撑水环境评价与预警，并对水生物适养环境进行评估，提供最优辅助养殖策略、预测最佳捕捞区域。   接入环境信息分析服务的水域监管系统 ③ 渔业环境信息应用系统（物联网系统） 团队基于大数据分析技术，实现基于远程、多终端养殖的智慧服务与管理，研究并建立养殖质量评价的量化数据，发现影响养殖质量、产量的关键因素；对不同质量经济鱼的生理生化指标与养殖成活率和增重率的关系进行研究，通过海量数据分析，发现影响养殖效果的主要指标；通过相关知识的数据挖掘，提供数据综合服务。与此同时，通过记录喂养情况、经济鱼类成长情况，评估养殖鱼类经济价值为保险索赔提供依据。   为实现上述系统方案，团队在整个渔业环境信息采集、分析与应用环节均进行了系统化的设计与创新。