基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合虚拟增强现实（MR）技术、自动驾驶、物联网以及机器视觉等领域的飞速发展，对图像传感器的采集速度提出了更高的要求。传统基于“帧”扫描形式的CMOS 或 CCD 图像传感器较难满足高速运动物体的拍摄需求，若提高相机的图像采集帧率，则需要采用高性能且结构复杂的模数转换器，大量的图像会带来较大的数据冗余，此外，也会面临功耗高的问题。 相比于传统的光电和图像传感器，生物视网膜具有许多不可比拟的优势。视网膜中的光感受器可根据外界光强的变化自适应调节增益，能够感知超过 180dB 的光强范围。另外，视网膜基于事件驱动式的采集方式，仅输出场景中光强发生变化的信息，因而，能够滤除低频信息带来的冗余。在信号处理和传输上，采用异步通信的方式，通过神经节细胞将光强信息转换为时空脉冲信号，实现低功耗。 受到生物视网膜的启发，研究人员提出了基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄。该类传感器多采用对数像素电路作为光强探测单元，因其动态响应范围宽，可随机读取。然而，对数电路在弱光环境下灵敏度低，几乎没有光响应，即仍然无法模仿视网膜弱光下的高灵敏度，除此之外，其输出受到 (Fixed Pattern Noise，FPN)的影响，降低了图像质量。 我们提出了一种兼容 CMOS 工艺的光敏二极管体偏置场效应晶体管器件(PD- body biased MOSFET，简称 PD-MOS)，其结构图和等效电路如图 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向衬底偏置效应实现集成光强探测及信号放大于一体的光电器件。该器件可解决对数电路在弱光下灵敏度低的问题，并且提出了一种明暗传感器的方案以降低噪声。设计成像测试方案并搭建静态图像采集测试系统，实现静态显示，通过 MTALAB 进行图像恢复从而实现动态图像显示功能。   图 1 (a) PD-MOS 器件结构及其 (b) 等效电路图 经过商用 180nm CMOS 工艺流程制备后的器件概貌如图 2 所示，图 (a) 为三种不同像素设计的芯片实物图，从上至下分别为环形结构、条形结构及对数像素电路，将其中的环形结构在显微镜下放大观察可看到图 (b) 所示的形貌，图 (c) 为4个像素的显微图。   图 2 (a) PD-MOS 成像阵列芯片的实物图，(b) 环形结构芯片在显微镜下的放大图以及 (c) 环形结构像素放大图 上位机实时显示效果如图3所示，可以明显看出两根头发相交。子图 (a) 为暗态时的 100 帧平均灰度图，子图 (b) 为暗态时的曲面图，子图 (c) (e) (g) (i) 为光态下的图，子图 (d) (f) (h) (j) 为光态下的图像数据减去暗态下图像数据的降噪图，可以发现在30nw/cm2 辐照度下已经出现头发的轮廓，当辐照度继续增加，头发的轮廓越来越清晰，当辐照度达到 3mw/cm2，仍然可以看到头发的轮廓。   图 3 阵列芯片采集的图像 不同于传统计算机视觉系统的图像采集方式，生物视觉系统的成像由视野场景中发生的事件触发，且生物视网膜具有宽动态响应范围、超低功耗以及异步传输等特点，这为仿生视觉系统的研究提供了全新的思路。随着物联网、自动驾驶以及安防等领域的快速发展，它们对高速动态图像传感器的需求也日益提升。近些年，针对这些需求，研究人员提出了一种用于采集高速动态信息的类视网膜相机，成为了一大热点研究方向。类视网膜相机的工作原理模拟了生物视网膜事件驱动型的采集方式及异步型的传输模式，为动态视觉成像提供了硬件基础。综上，该类传感器的研究具有十分重要的科研意义和深远的经济价值。

成果简介：微流控芯片是空间生物实验与生命信息探测的最新技术。“微流 控芯片” 被美国宇航局誉为空间生物学实验的“终结者”。微流控芯片是当前微全分析系统发展的热点领域。结合空间生命特征分子的特点，发展高集 成度芯片和芯片检测技术将是一项成本低、信息量高、简便易行的创新技术。此技术的研究和应用将为我国空间生命科学研究提供先进的技术手段。 项目来源：自行开发 技术领域：空间科学、生命科学、芯片

已有样品/n针对各种生物医用仪器对心电、脑电、肌电、神经电等电生理信号采集与分析的需求，研制出了一系列专用集成电路芯片。其中包括：1、一款适合大多数生理信号的通用前端集成电路，完成从电生理传感器输出市场预期：市场需求量：芯片300万颗/年，传感器3000万-5000万颗/年；可应用系统：小型化便携式电生理检测设备、移动健康产品、穿戴式健康产品。的原始信号到CMOS或TTL等标准数字电平信号之间的转换，这款前端电路的功能包括跟随、前放、A/D、滤波等基本功能。2、多款专用的信号处理后端集

项目介绍： 农药残留问题是关系到国计民生和环境可持续发展的重大问题， 当前更成为全社会关注的焦点之一。加强、加快开发食品和饮用水安 全保障技术以及生态和环境监测与预警技术，大幅度提高改善环境、 食品质量的科技支撑能力不仅重要，也极为紧迫。本项目基于生物传 感器分析技术，在前期研究的基础上，利用目前已有的发明专利及取 得的科研成果，重点解决我国食品安全和环境保护中存在的检测、控 制和监测技术难点，创新性研发用于农药残留监测的生物传感快速筛 查装置及系统，并建立示范基地进行推广示范。 本项目基于南开大学分子识别与生物传感实验室在农残检测生 物传感器方面的研究基础和开发经验，综合科研合作院校、研究单位 以及企事业单位在相关技术领域的研发优势，将基础与应用基础研究、 仪器研制、样机生产和应用示范推广有机结合在一起，设计构建性价 比高、操作简便、耐久性强的高性能生物传感检测系列装置以用于农 药残留检测，并进行样机试制（便携式和台式）；与常规农残检测技 术和设备进行对比实验，优化所研发装置的各项性能指标；进一步将该生物传感检测装置用于水体、土壤以及农作物中农药残留量的实际 检测，共同探讨生物传感器在环境污染防治、农药残留污染物监测评 价体系中的应用，真正做到“产学研”相结合，为高新科学技术有效 服务于民生领域起到示范推广作用。 本项目以市场需求为导向，在现有科研成果与专利基础上，以纳 米生物传感器技术为基础的新型农药残留量传感检测器，技术上要求 高度保持生物活性物质的活性，不易脱落，提高电极使用寿命，这对 实现农残生物传感检测有着十分重要的意义。将纳米生物传感器技术 创新性地应用于农药残留量检测领域，在充分发挥纳米生物传感器特 异性强、灵敏度高、一般无需进行样品预处理等技术优势的同时，进 一步将生物活性材料、纳米材料、表面修饰技术等多项最新研究成果 有机结合，弥补了传统检测分析方法的局限与不足，可实现对农残检 测的实时化、动态化、直观化与可视化，在国内外均处于领先水平。 目前国内外研制成功的可实际应用的农药残留传感检测仪器鲜有报 道。 技术优势和特点： 1） 灵敏度高，针对有机磷类和氨基甲酸酯类农药的最低检测限 可达到 10-9 mg/kg，接近常规分析仪器的最低检测限; 2） 检测迅速，2 分钟之内可以完成农残检测，可实现大批量样 品的快速筛查； 3） 特异性好，检测结果不受果蔬中色素、土壤、微尘等杂质的 干扰，检测准确度高；4） 操作简便，一般不需对果蔬样品进行复杂的预处理，可将样 品中待测成分的分离与检测合二为一，使整个检测过程简便迅速，容 易实现自动分析； 5） 成本低廉，台式农药残留传感检测仪器的生产成本远低于大 型分析仪器，便于推广普及； 6） 稳定性好，相对标准偏差 RSD ≤ 2.18%。

产品介绍DTS CANOpen是瑞惯科技自主研发生产的新一代数字型MEMS动态双轴倾角传感器，专为测量运动载体的姿态而设计，尤其适用于运动或振动环境下的倾角测量。该传感器内置加速度计和陀螺仪，结合卡尔曼滤波算法，能够准确捕捉并输出载体在运动或振动状态下的实时姿态数据。采用CANOPEN通讯协议，DTS CANOpen在工业应用中具有广泛的兼容性和实用性。该产品采用非接触式测量技术，能够实时输出当前姿态倾角，安装简便，无需校准相对变化的两个平面。其内部集成了高精度的AD转换器和陀螺仪单元，能够实时补偿非线性误差、正交耦合、温度漂移以及离心加速度的影响，有效消除运动加速度带来的干扰，显著提升动态测量精度。因此，DTS CANOpen能够在复杂运动场景和恶劣环境中长期稳定工作。作为一款动静双模测量传感器，DTS CANOpen具备强大的抗电磁干扰能力，适用于各类高强度冲击和振动的工业环境。其卓越的性能使其成为工业自动化控制中测量姿态的理想选择。主要特性★ 量程双轴±90° ★ 分辨率0.01°★ 动态精度±0.1° ★ 静态精度±0.05°★ CANOpen协议 ★ 三种防护等级可选主要应用★ 强冲击振动碎石设备 ★ 工程车设备测控★ 施工设备调平 ★ 农用机械测控★ 飞行器姿态控制 ★ 船舶姿态监测 性能参数 DTS CANOpen 单位 参数 测量范围 ° 横滚±180，俯仰±90° 测量轴 轴 X Y 双轴 横滚俯仰分辨率1） ° 0.01 横滚俯仰静态精度@25℃ ° ±0.05 横滚俯仰动态精度(rms)@25℃ ° ±0.1 陀螺仪 陀螺仪量程 °/s ±300 零偏稳定性(10s均值) °/h 8.5 零偏不稳定性(allan) °/h 4.5 角度随机游走系数(allan) °/sqrt(h) 0.25 加速度 加速度量程 g ±4 / ±16（可选） 零偏稳定性(10s均值) mg 0.02 零偏不稳定性(allan) mg 0.005mg 速度随机游走系数(allan) m/s/sqrt(h) 0.005 零点温度系数3）@-40～85℃ °/℃ ±0.01 灵敏度温度系数4）@-40～85℃ ppm/℃ ≤100 上电启动时间 S ≤3.5 响应时间 S 0.01 通讯协议 - CAN Open 电磁兼容性 - 依照EN61000和GBT17626 平均无故障工作时间MTBF 小时/次 ≥98000 绝缘电阻 兆欧 ≥100 抗冲击 - 100g@11ms、三轴向(半正弦波) 抗振动 - 10grms、10～1000Hz 防护等级 - IP67 / IP68（可选） 重量 g 单连接头≤165g(不含电缆线) / 双连接头≤180g(不含电缆线) 1)分辨率：指传感器在测量范围内能够检测和分辨出的被测量的最小变化值。 2)精度：指在常温条件下，对角度多次测量(＞16次)，取测量值与实际角度误差的均方根差。 3)零点温度系数：指传感器零值状态下，在其额定工作温度范围内相对常温的示值变化率。 4)灵敏度温度系数：指传感器在其额定工作温度范围内，满量程示值相对于常温满量程示值的百分比，随温度的变化率。

本实用新型提供了一种具有翻转芯片功能的芯片吸取装置，包括 Z 向高度调节与支撑机构、翻转驱动机构、芯片吸取机构，Z 向高度调节与支撑机构将芯片吸取机构移动到适宜高度，翻转驱动机构驱动芯片吸取机构旋转，芯片吸取机构包括直线导向运动部件和芯片吸取元件，直线导向运动部件内设有直线轴承和弹簧，直线导向轴从上往下穿过直线轴承和弹簧，其端部连接芯片吸取元件，由于弹簧的缓冲作用，芯片吸取元件将芯片吸住后跟随芯片上升一定的高度，再在翻转驱动机构的作用下旋转到达芯片供给位置。本实用新型一方面避免了非接触式吸取的不可靠

本发明涉及一种生物溶液浓度的光谱传感测试方法,依据了包层介质的光学响应遵循的物理学因果性原理,根据因果性原理,包层折射率的实部

研发阶段/n本成果为能长期埋植于体内的羟基磷灰石生物陶瓷新型经皮通路装置，临床上可广泛应用于人体内外信息和物质的传输。通过材料体系选择、配方和工艺制度确定及加工性能研究，研制出了较致密的加工性能优良的羟基磷灰石（HA）基陶瓷，可直接用于复杂形状产品的制作； 通过仿生矿化法(蛋白调控)，用磷灰石对硅橡胶等材料进行表面改性，解决陶瓷层稳定性及与基体结合强度的关键问题 ，发展了一种制备优异性能通路材料的新技术。设计制作了导尿和内窥用经皮元件，进行了经皮元件的生物学性能研究，包括动物体内植入及临床前期实验研

光收发芯片是光收发模块中的集成电路，并不包括激光芯片，是指光纤宽带网络物理层的主要基础芯片，包括跨阻放大器、限幅放大器、激光驱动器三种。它们被用于光纤传输的前端，来实现高速传输信号的光电、电光转换，这些功能被集成在光纤收发模块中。

围绕自主通用处理器，研发操作系统及其之上的核心 API 软件，支撑国家信息化建设，并致力于构建区别于 Wintel 和 AA 之外的世界第三套信息化生态体系 。