基于卫星定位的农业机械自动导航作业技术的系统。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 农业机械自动导航作业技术是智能农机装备的核心技术，可显著提高劳动生产率、资源利用率和土地产出率。项目团队从2004年起，在国内率先开展了基于卫星定位的农业机械自动导航作业技术的系统研究，突破了十项关键技术，取得了三大创新成果：1．突破了复杂农田环境下农机自动导航作业高精度定位和姿态检测技术；2．创新提出全区域覆盖作业路径规划方法、路径跟踪复合控制算法、自动避障和主从导航控制技术，提高了农机导航精度、作业质量和作业效率；3．创制了具有自主知识产权的农机自动导航作业线控装置和农机北斗自动导航产品。 在新疆等十省区累计推广农机自动导航作业产品2679套，已获授权发明专利17件，制定技术标准1件，发表学术论文46篇（SCI/EI 33篇）。培养博士9人和硕士17人，博士后2人，其中1人获2008年全国优秀博士学位论文奖。项目成果总体达到了国际先进水平，其中水田自动导航作业和主从导航作业居国际领先水平，打破了国外技术垄断，保障了我国农机导航装备的自主安全可控，引领了我国农机导航技术的创新发展，为我国智慧农业提供了重要支撑。 该成果荣获2020年度国家科技进步奖二等奖。

1.痛点问题 协作机器人与人类共享工作空间，通过直接（即物理上）或间接地与人类交互共同开展操作任务。相比传统工业机器人，协作机器人有更高的安全性和更易于编程的特点，能够通过人类示教部署于各种不同的任务并灵活地与人类配合。随着传统工业机器人带来的效率提升趋于饱和，能够安全配合人类的协作机器人能够进一步提高制造业的生产效率，带来可观的经济效益。然而，现有的协作机器人存在以下两大痛点问题。 问题一：安全和效率之间的权衡一直是人机交互中未系统解决的开放性问题。当存在人机直接接触时，为了保证人的安全，现有的协作机器人是通过中止正在进行的任务、顺从人的干预以保证安全；然而，不论人是有意地干预（即工人直接抓取机械臂来引导其任务）还是无意地接触机器人，都将造成机器人暂停手头工作；直到人类停止干预，机器人才能继续执行它的任务。虽然这种人机协作方式能够保证机器人与工人合作的安全，但因为机器人需要在不同的工作模式之间切换，其工作效率将会受到影响。 问题二：如何提高人的示教效率为协作机器人的另一大痛点问题。协同机器人多用于能够灵活拆装的生产线，以适应新的任务，因此新任务的编程效率很大程度上决定了工作效率。基于人类示教的编程方式具有自然、本能的优势，能够直接传递人类的操作技巧与经验。其中，将示教轨迹参数化为可以编辑修改、适应不同任务的形式是提高效率的核心问题。该示教轨迹不光应该包含机器人末端的运动数据，而且应该包含同时调整的冗余关节运动数据，从而同时完成末端主任务与关节避障任务，以适应工作环境。现有的示教方式未能结合离线示教与在线介入，因此无法适用于需要同时记录机器人末端和关节的示教任务。 2.解决方案 本项成果基于增强现实-触觉感知技术，开发了混合交互接口与人机互补操作算法，以解决上述痛点问题。 ①对于问题一，本项成果提出了自适应视觉控制与零空间阻尼控制的协作框架：在有限视场、未校正相机、关节奇异的情况下，保证了机器人在整个工作空间内的全局稳定性；在不影响机器人末端任务的前提下，允许人类专家随时、安全地介入以改变机器人关节姿态，以应对环境动态变化或突发事件，从而实现了安全与效率并重的人机协作方式。 ②对于问题二，本项成果构建了增强现实-触觉感知的混合接口，让人类专家可以在任务和冗余联合空间进行双手演示，同时记录机器人末端与机器人关节的数据。示教轨迹基于DMP方法进行参数化，能够根据不同任务所需的末端位置、关节角度、运动速度进行自适应调整，在保证末端任务精度的同时完成关节的避障任务。 技术核心： ①基于增强现实-触觉感知的混合交互接口; ②用于双手示教的机器人轨迹学习方法; ③自适应全局稳定控制算法。 预期产品：用于人机互补协同操作的设备与软件 3.合作需求 1)资金需求：本项成果开发的人机互补协作平台，在硬件与软件研发阶段需要资金投入，需约250-500万元人民币； 2)孵化资源：公司研发所需办公及研发场地、实验室、分析与测试实验室等； 3)团队：协作平台开发团队、商务开发与合作团队、财务、法务等支持团队； 4)生产制造企业合作：提供人机协同操作的场景与需求，开展工厂真实环境的测试与部署； 5)基础研究合作：与协作机器人、增强现实、触觉感知方向的国内外基础研究团队合作，开发新的交互设备与算法。

1.痛点问题 从目前中国节能政策的导向来看，绿色建筑节能环保需求不断加强，且对材料的保温性和防火性都提出了较高的要求，传统有机材料因为其防火性能差，开始逐步退出市场。泡沫陶瓷同时具有良好的保温性和防火性，作为A1级建筑保温材料市场非常广阔，每年新增建筑市场约2000亿元，老旧建筑的改造也差不多有2000亿元的市场规模。而长期以来，采用泡沫陶瓷作为保温节能和烟气过滤的主要问题是气孔率只能做到95%以下，气孔率超过95%以后，抗压强度急剧下降。 2.解决方案 本技术采用二级孔结构和在孔内生长纳米线的方法，使得高气孔率的泡沫陶瓷强度得到显著提高，具备了在保温节能和高温烟气过滤应用的可能性。具体包括：在陶瓷原料中适当掺入一定比例的微米级铝粉，利用铝粉的可肯达尔效应，将铝粉形成氧化铝空心球，形成在空壁和三角处的二级孔结构，显著增强了泡沫陶瓷的力学性能；在陶瓷原料中参入Si粉，在1400度左右，在埋碳的还原气氛中，可以在孔壁中形成碳化硅纳米线，这些纳米线可以协同增强力学性能和增加高温烟气的过滤效果。 3.合作需求 1）应用场景：选择一栋建筑外墙保温为示范工程，测试保温节能的效果。 2）资源对接，目标合作区域、领域和合作企业。

本项目提供了一种用于空气净化的宏观光催化材料。采用一步冷冻成型法将非金属光催化材料与氧化石墨烯制备成一体式宏观催化剂。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 本项目提供了一种用于空气净化的宏观光催化材料。采用一步冷冻成型法将非金属光催化材料与氧化石墨烯制备成一体式宏观催化剂。并对大气中的主要污染物氮氧化物以及染料有很好的降解效果，还能有效地吸附各种油和有机物。 创新性和先进性：（1）创造性地将非金属光催化材料和氧化石墨烯制备成宏观一体式材料，并且对催化剂活性有增强作用，该方法可以应用到其它同类二维光催化材料。（2）该方法在室温下即可完成，并且可以将光催化剂制备成任意的形状和体积，能耗低，节能环保。 技术指标：该材料对流动状态下的污染气体NOx降解率高达55%，还能降解甲基橙等染料，吸油能力在50-90倍不等。

桑色素是黄酮类化合物中的一种，是从黄桑木、桑橙树等桑科植物的树皮和许多中草药中提取的一种浅黄色色素，化学名为3, 5, 7, 2′, 4′-五羟基去氢黄酮。研究表明，桑色素具有抗癌、抗炎、抗氧化等广泛的药理作用，临床上可用于抗病毒感染，治疗头痛、冠心病、慢性炎症及癌症的治疗，与其他化疗药物联用能提高疗效，减少副作用，还有文献报道桑色素具有明显降低体内尿酸水平的作用，可用于治疗痛风。 桑色素广泛显著的生物学效应使其具有重要的研究价值，但其水溶性、脂溶性均较差，难以注射给药，且口服生物利用度极低，影响了桑色素本身的药效，也限制了它在临床中的应用，目前还没有制剂上市。 桑色素的口服生物利用度低的原因较多，除了脂溶性和水溶性差之外，桑色素还能被胃肠道表面的P糖蛋白外排；另外，桑色素在5、7、4′三个位点均有羟基，所以在体内清除很快。 针对上述原因和桑色素为黄酮类化合物的特点，我们设想将桑色素和磷脂在特定条件下形成桑色素-磷脂复合物，利用复合物的性质来促进药物在胃肠道的吸收，而且磷脂还可以通过与桑色素结构上的羟基发生相互作用，从而降低桑色素的体内清除速率。两者有可能显著提高桑色素的生物利用度。 目前，我们已经完成了桑色素-磷脂复合物的制备工艺条件的筛选，并将其制备成口服自乳化给药系统。在大鼠口服给药后测定其药代动力学参数，结果表明桑色素原料、桑色素-磷脂复合物及其自乳化给药系统的药时曲线下面积（AUC）分别为638.9、3045.9、4310.0 mg/l min，后两者口服生物利用度分别是原料药的4.77倍和6.75倍，可见显著提高了桑色素的口服生物利用度，证明了我们的设想。 目前，桑色素-磷脂复合物口服自乳化给药系统的质量标准研究、药效学研究、安全性评价等临床前研究内容正在按计划进行。

该成果设计出一种新型的具有高度可升级特性的分级式微流体装置用于在多重乳液的内部同一层结构中可控地同时封装多种具有不同组分的液滴，并且，该装置可以实现对多组分多重乳液内部同一层结构上的液滴的数目、比例和尺寸的独立精确控制。基于优良的可控性及可升级性，该微流体装置提供了一种灵活而具有前景的方法用于实现多组分多重乳液的可控制备，并且可以实现对多重乳液内部同时封装的各组分液滴的数目、比例和大小的独立精确的控制。这些共同封装的不同组分的液滴可以作为分离的腔室用于不相容活性物质/化学物质的协同运输和/或生化/化学反应，以及作为分离的腔室用于构造多腔室材料。而对于内部不同组分液滴数目、比例和大小的高度可控性使得我们可以优化活性物质/化学物质的封装，以及精确地设计多腔室材料的内部结构。该成果为具有新型内部结构的多组分多重乳液的可控制备和应用带来了一个重要的突破，有望应用于高端化妆品、食品、生物医药等具有高附加值产品的研制和生产。

本成果的目的在于证明黄酮类化合物桔皮素在制药领域中的新用途，为实体瘤的治疗提供一种化疗药物增敏剂。本发明通过体外细胞实验证明：桔皮素对人结肠癌细胞HCT-116 48小时的IC50为73.04μg/ml，5-氟尿嘧啶对人结肠癌细胞HCT-116 48小时的IC50为63.67μg/ml；桔皮素联合浓度为50μg/ml的 5-氟尿嘧啶共同作用于人结肠癌细胞HCT-116，48小时的IC50为9.05μg/ml；桔皮素联合浓度为25μg/ml 的5-氟尿嘧啶共同作用于人结肠癌细胞HCT-116，48小时的IC50为7.45μg/ml。当5-氟尿嘧啶的浓度为25μg/ml及50μg/ml时，与桔皮素联合用药均可显著增强5-氟尿嘧啶的抗肿瘤活性，对人结肠癌细胞HCT-116的生长抑制发挥协同作用，当桔皮素浓度为25μg/ml时，与5-氟尿嘧啶联合用药的效果最佳。因此可将桔皮素作为制备治疗结直肠癌的化疗药物增敏剂应用。本发明通过动物实验证明：桔皮素联合5-氟尿嘧啶用药对小鼠移植性瘤S180肉瘤的生长抑制作用明显，且能明显降低因化疗药物5-氟尿嘧啶毒性过大所致的小鼠死亡率；桔皮素联合5-氟尿嘧啶用药能降低5-氟尿嘧啶的剂量，从而可缓解化疗药物5-氟尿嘧啶所致的小鼠体重降低的副作用，降低5-氟尿嘧啶对小鼠的免疫毒性。因此可将桔皮素作为制备治疗肉瘤的化疗药物增敏剂应用。 本发明具有以下有益效果：1、本发明提供了一种已知化合物桔皮素的新的医疗用途，为桔皮素的应用开拓了新的领域。2、本发明为实体瘤的治疗提供了一种新的化疗药物增敏剂，可提高化疗药物的抗肿瘤活性，并降低化疗药物的毒副作用，具有明显的社会效益。

抗癌药物的靶向选择性、低耐药性是目前抗癌药物深度研发的难点和瓶颈。本成果发明了一种靶向肿瘤标志蛋白的小分子多肽，其不仅呈现对已筛选的肝癌、乳腺癌、前列腺癌等细胞强的抑制和杀伤作用，尤其是对肝癌呈现强的细胞选择性，具有开发为国家注册一类原创新药的前景。相关工作与成果已申报国家发明专利，属于自主知识产权和原创研发。

关键科学问题研究团队开发出一种与CMOS兼容的技术，可以动态且可逆地实现二氧化钛和黑色二氧化钛之间的转化，从而达到结构色的擦写和再现。通过构筑亚波长尺寸的微纳结构，可以把特定波长的光局域在近场，激发出低阶甚至高阶的电极子或磁极子，它们反过来又会与材料中的电子产生强烈的相互作用，从而激发出更多的高活性电子，使得材料本

依托“索维奇智能新材料诺奖实验室”，解决了柔性印刷电子材料耐高温、阻燃、抗弯折等安全可靠性的问题，突破了新型复合性能印刷墨水的大规模制备技术，实现了功能化柔性印刷电子器件的快速制备，形成了基于材料-工艺-结构-性能的柔性混合电子一体化设计与制造平台。与传统电子制造技术相比，具有大面积制造、柔性化、绿色环保、低成本等技术优势。成果已应用于可穿戴健康监测集成部件、柔性纸基RFID芯片等。