一、项目简介 当前虚实融合技术面临的重大挑战可以归结为以下两个关键科学问题：（1）非配合虚实环境的无缝融合与交互自然呈现。（2）云环境下虚实融合环境的语义理解、统一表达与应用软件快速定制。为解决上述两个关键科学问题和技术瓶颈，本项目重点研究了自然虚实融合呈现的硬软件技术和装置，构建虚实融合应用流程框架和规范，创新云软件定制和服务模式，实现应用示范。充分利用移动、穿戴式设备的多传感器优势以及云端结合方式进行三维结构的重建、语义标注、识别理解与信息关联。 二、前期研究基础 目前已发表论文10篇，包括4篇期刊论文等（包括TIP、TMM等权威期刊论文）。申请专利3 项。 三、应用技术成果 1）基于搜索的图像深度估计，相对误差低于传统方法，对训练集的需求小于基于深度学习的方法。 Make3D数据集的深度估计结果2）基于双模深度玻尔兹曼机（DBM）的三维场景物体检测框架，给出了RGBD训练数据不足的难题，流程如下 3）基于序列约束的哈希算法在不同比特率情况下均取得了很好的效果。 在LabelMe和Tiny100K上使用不同哈希比特率的效果

研制了国际首例稳定可逆的单分子光开关器件（ Science ,  2016 ,  352 , 1443;  J. Phys. Chem. Lett. ,  2017 ,  8 , 2849）；观察到了低温下联苯基团由于σ单键的旋转产生的精细立体电子效应（ Nano Lett. ,  2017 ,  17 , 856）；研究了分子间主客体相互作用的动力学过程（ Sci. Adv .,  2016 ,  2 , e1601113），揭示了羰基和羟胺反应形成酮肟的分子机制（ Sci. Adv. ,  2018 ,  4 , eaar2177），证实了利用单分子电学检测方法研究单分子反应动力学的可行性，为实现单分子化学反应的可视化研究迈出了重要的一步。他们利用硅基单分子器件实现了具有单碱基对分辨率的DNA杂交/脱杂交动力学过程的研究（ Angew. Chem. Int. Ed. ,  2016 ,  55 , 9036）；在单分子水平上揭示了分子马达水解的动力学过程（ ACS Nano , 2018 ,  11 , 12789），展现了单分子器件在单分子生物物理研究方面的可靠性。

围绕未来能源需求特性辨识、场站/设备智能监测、能效优化管理3项核心内容，开展研究并提出以下3个核心创新点，创新点一为基于数据驱动的需求侧用能行为特性辨识及容量价值评估方法，有效解决了需求侧用能行为特性分析难度大、精确度差、有效性低的问题，为能源电力系统容量规划和优化投资提供了科学依据；创新点二为基于数据挖掘计算的多元设备状态监测与需求侧能效优化技术，解决了需求侧用能设备运行状态监测能力差、管控水平低的问题，实现提质增效；创新点三为基于数据高效融合计算的场站环境监测及虚拟现实交互技术，有效解决了各种环境参数大量冗余导致的监测结果误差大的问题。 平台可应用于包括智能设备制造与销售、能源设备在线监测、能源设备全寿命周期管理、能源站点智慧运行维护、用能负荷预测、能质能效分析与应用等。

利用硅基单分子器件研究了分子马达水解的动力学过程，发现了无标记的电学检测方法观察到的分子马达的转动速度要比荧光标记的方法快一个数量级（ACS Nano 2018, 11, 12789）以苯环为骨架、芴基为核心的共轭分子，并在末端修饰上氨基，通过稳定的酰胺键将带有羰基官能团的功能分子连接在石墨烯电极之间，通过使用自主搭建的高速电学测试平台对化学反应进行了实时监测。大的共轭结构以及酰胺共价键的强耦合保证了分子具有良好的导电性；在化学反应进行的过程中，分子结构的变化将导致分子轨道发生改变，从而影响导电通道，影响器件的电导特性。

目前半导体光刻加工用的深紫外光刻胶都采用化学增幅体系，这种体系主要由含酸敏基团的成膜材料和光产酸剂组成，这种体系最大的问题是光产酸在后烘阶段会发生酸迁移，导致光刻分辨率难以提高。能够有效改善酸迁移问题的一种方法是采用高分子光产酸剂，且其光产酸是高分子强酸。 课题组研制了一系列新颖的含多种鎓盐光产酸基团的苯乙烯衍生物及其与甲基丙烯酸酯的共聚物。它们在曝光过程中产生大分子的磺酸，因此可作为大分子光产酸剂与其它成膜材料一起组成化学增幅型光致抗蚀剂。 以之为产酸剂与其它部分保护的对羟基苯乙烯聚合物一起组成二组分的化学增幅型248-nm光刻胶， 制备了苯乙烯磺酸鎓盐和甲基丙烯酸酯、对羟基苯乙烯的三元共聚物，再用可酸分解的叔丁基碳酸酯保护部分酚羟基，由其组成了单组分的化学增幅型248-nm光刻胶，这些正型248-nm光刻胶获得了高感度（20-50mJ/cm2）、高分辨率(0.15-0.20微米)和留膜率（＞99%）及图形线条平滑陡直等的出色表现。  利用高分子产酸剂透明性好的特点，还制备了厚膜248-nm光刻胶，可获得线宽0.34微米、高-宽比可达5：1的光刻图形：  在此基础上，还制备了负型248-nm光刻胶，这些光刻胶也都获得了很好的光刻成像性能表现。这些高分子光产酸剂也可用于制备新型的高性能193-nm光刻胶。 这些248-nm光刻胶的主要组分除了溶剂外都是自行制备，原料易得，反应条件温和可控，去金属杂质的方法也是简便易行，成本相对低廉，在经过多年的深入研究之后，完全具备了产业化的条件。 半导体加工的关键设备、材料主要掌握在美、日手中，对我国电子工业的平稳发展带来困难和潜在的巨大威胁。其中光刻胶作为芯片光刻加工的关键材料，日本公司的产品占据全球市场的70%以上，而我国在中高端产品上（248-nm光刻胶、193-nm光刻胶）完全依赖进口，即便是低端的i-线光刻胶国产化率也只有20%左右。因此，我们必须尽快扭转这种不利的局面，这需要科研工作者和产业界共同努力以及政府的大力支持。     近年来光刻胶引起了社会的广泛关注，已有多家企业开始投身于248-nm光刻胶与193-nm光刻胶的研发与产业化，但绝大部分仍处于研发阶段。我们研制的光刻胶具备了产业化的技术条件并具有与国外先进光刻胶产品竞争的产品性能。    半导体加工用光刻胶种类较多，本课题组从2002年参与国家十五“863”光刻胶重大专项开始，至今近二十年来聚焦于光刻胶研究，在i-线胶、248-nm光刻胶、聚酰亚胺光刻胶、厚膜光刻胶及抗反射涂层材料等方面都取得了很好的结果，也在致力于这些光刻胶产品的产业化。 相关项目、专利及文章： 1.国家重大科技专项（02专项）子课题,课题编号:2010ZX02303（深紫外光刻胶专用光致产酸剂及新型成膜树脂的扩试技术研究） 2.国家自然科学基金应急管理项目，51641301, 含光产酸基团的苯乙烯衍生物-甲基丙烯酸酯共聚物及其组成的化学增幅光致抗蚀剂研究,2016/01-2016/12 3.One-component chemically amplified resist composed of polymeric sulfonium salt PAGs for high resolution patterning，European Polymer Journal，114（2019），11-18 4.A new type of sulfonium salt copolymers generating polymeric photoacid: Preparation, properties and application，Reactive and Functional Polymers，130（2018），118-125 5.含光产酸基团的苯乙烯衍生物-甲基丙烯酸酯共聚物、其制备及其应用，中国发明专利，专利号：9。

"本项目研发的新型量子吸蓝光材料，用于防蓝光眼镜，防蓝光护眼贴膜等产品。可用于防护液晶（LCD）和有机电致发光（OLED）手机，电脑显示器等电子产品显示器屏幕发出的高能蓝光，实现健康护眼的目的。 该种新型量子吸蓝光材料具有超强的光波过滤功能，比市面现有主流吸蓝光材料效果高10－100倍，处于世界领先水平。在技术层面优于市场上现有产品。依托于先进的新型量子技术制备防蓝光护眼镜片和护眼贴膜，可高效吸收蓝光，从根本上解决电子产品蓝光伤害这一社会痛点问题。 本项目量子防蓝光眼镜和贴膜产品的生产有两条技术路线，主要步骤如下： 1、无机吸蓝光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型； 2、无机吸蓝光材料分散在紫外光固化胶水中，采用涂布技术制作镜片或者可贴合膜片。"

目前半导体光刻加工用的深紫外光刻胶都采用化学增幅体系，这种体系主要由含酸敏基团的成膜材料和光产酸剂组成，这种体系最大的问题是光产酸在后烘阶段会发生酸迁移，导致光刻分辨率难以提高。能够有效改善酸迁移问题的一种方法是采用高分子光产酸剂，且其光产酸是高分子强酸。 课题组研制了一系列新颖的含多种鎓盐光产酸基团的苯乙烯衍生物及其与甲基丙烯酸酯的共聚物。它们在曝光过程中产生大分子的磺酸，因此可作为大分子光产酸剂与其它成膜材料一起组成化学增幅型光致抗蚀剂。 以之为产酸剂与其它部分保护的对羟基苯乙烯聚合物一起组成二组分的化学增幅型248-nm光刻胶， 制备了苯乙烯磺酸鎓盐和甲基丙烯酸酯、对羟基苯乙烯的三元共聚物，再用可酸分解的叔丁基碳酸酯保护部分酚羟基，由其组成了单组分的化学增幅型248-nm光刻胶，这些正型248-nm光刻胶获得了高感度（20-50mJ/cm2）、高分辨率(0.15-0.20微米)和留膜率（＞99%）及图形线条平滑陡直等的出色表现。   利用高分子产酸剂透明性好的特点，还制备了厚膜248-nm光刻胶，可获得线宽0.34微米、高-宽比可达5：1的光刻图形：   在此基础上，还制备了负型248-nm光刻胶，这些光刻胶也都获得了很好的光刻成像性能表现。这些高分子光产酸剂也可用于制备新型的高性能193-nm光刻胶。 这些248-nm光刻胶的主要组分除了溶剂外都是自行制备，原料易得，反应条件温和可控，去金属杂质的方法也是简便易行，成本相对低廉，在经过多年的深入研究之后，完全具备了产业化的条件。 半导体加工的关键设备、材料主要掌握在美、日手中，对我国电子工业的平稳发展带来困难和潜在的巨大威胁。其中光刻胶作为芯片光刻加工的关键材料，日本公司的产品占据全球市场的70%以上，而我国在中高端产品上（248-nm光刻胶、193-nm光刻胶）完全依赖进口，即便是低端的i-线光刻胶国产化率也只有20%左右。因此，我们必须尽快扭转这种不利的局面，这需要科研工作者和产业界共同努力以及政府的大力支持。     近年来光刻胶引起了社会的广泛关注，已有多家企业开始投身于248-nm光刻胶与193-nm光刻胶的研发与产业化，但绝大部分仍处于研发阶段。我们研制的光刻胶具备了产业化的技术条件并具有与国外先进光刻胶产品竞争的产品性能。    半导体加工用光刻胶种类较多，本课题组从2002年参与国家十五“863”光刻胶重大专项开始，至今近二十年来聚焦于光刻胶研究，在i-线胶、248-nm光刻胶、聚酰亚胺光刻胶、厚膜光刻胶及抗反射涂层材料等方面都取得了很好的结果，也在致力于这些光刻胶产品的产业化。 相关项目、专利及文章： 1.国家重大科技专项（02专项）子课题,课题编号:2010ZX02303（深紫外光刻胶专用光致产酸剂及新型成膜树脂的扩试技术研究） 2.国家自然科学基金应急管理项目，51641301, 含光产酸基团的苯乙烯衍生物-甲基丙烯酸酯共聚物及其组成的化学增幅光致抗蚀剂研究,2016/01-2016/12 3.One-component chemically amplified resist composed of polymeric sulfonium salt PAGs for high resolution patterning，European Polymer Journal，114（2019），11-18 4.A new type of sulfonium salt copolymers generating polymeric photoacid: Preparation, properties and application，Reactive and Functional Polymers，130（2018），118-125 5.含光产酸基团的苯乙烯衍生物-甲基丙烯酸酯共聚物、其制备及其应用，中国发明专利，专利号：9。

随着机器学习与人工智能的发展，传统的CPU已经无法满足大规模神经网络训练的需要。在当前机器学习与神经网络的热潮下，美国互联网和IC巨头纷纷推出自己的神经网络/人工智能芯片，抢占这一未来市场。我们研发的神经网络/人工智能芯片可以验证多种深度学习算法及应用，具有完全自主知识产权，是将来可以挑战美国人工智能芯片领域的一个重要突破。