一、项目简介 随着AlphaGo及其Zero的相继推出，近年来以神经网络计算为基础的深度学习及相关优化算法已成为人们研究AI的热点。深度学习算法在AlphaGo中的成功应用主要是依赖神经网络监督学习的网络层次及神经元数量提升，而其Zero的应用不同则是在于引进了博弈优化的思想，这就给以并行计算为核心的神经网络优化算法理论研究提供新的思路。 鉴于传统神经网络优化算法面临非全局优化的难题，我们基于吉布斯分布采样优化计算，提出一种以脉冲神经元构成的混合网络结构动力学系统来实现的神经网络全局优化算法，引进纳什平衡理论来优化的神经网络计算方案，并设计一款相应的通用神经网络并行处理器芯片，以新型芯片编程架构模拟人脑功能进行感知、行为和思考新型芯。 二、前期研究基础 本团队主要是由厦门大学福建省集成电路设计工程技术研究中心、厦门大学集成电路设计与测试分析福建省高校重点实验室的教师与学生组成的，主要从事人工智能、网络通讯、集成电路设计、纳米单电子器件等方面的研究工作，并积累了深厚的研究基础。团队首席科学家郭东辉教授十多年前曾在美国加州Berkeley 大学非线性电路实验室访问，从事有关细胞神经网络(CNN)有关课题的研究，先后主持国家自然科学基金项目五项，其中与神经网络研究内容相关的有两项，分别是《视觉神经网络光电集成系统的研究》(批准号：69686004)和《混沌神经网络加密算法及其相应集成电路的设计研究》(批准号：60076015)。 本团队同时也是厦门市集成电路设计公共服务平台的主要技术支撑单位。在厦门市科技重大专项经费的支持下，我们配备了开展模拟及数字SOC 芯片设计所需要的各种EDA 工具和IC 测试设备。此外，厦门集成电路设计公共服务平台也是TSMC、SMIC 等芯片制造厂重要合作伙伴，并与厦门联芯、三安集成等芯片制造厂也有长期的合作协议，可以进行包括射频及功率芯片在内各类模拟及数字SOC 芯片的设计流片。同样，在学校211 和985 经费的支持下，本团队也独立配备了8 台IBM 服务器分别运行MATLAB、OPNET、SPW、ANSYS、Silvaco TCAD 等系统设计与器件工艺仿真工具。本团队所在的微电子与集成电路学科也已列入我校“双一流”建设学科，有关类脑芯片设计相关课题研究所需要的科研环境建设将得到重点支持。特别是厦门联芯公司在量产后，已将本团队作为其先导技术开发的重要合作伙伴，也委托我们开发相应的器件模型及电路工艺库。在厦门火炬高新区及厦门市IC 平台的支持下，厦门联芯公司还可以为我们团队提供免费的MPW流片业务。 自2009年，本团队与福建新大陆电脑股份有限公司签署 “共建SoC联合实验室”以来，基于该平台，每年合作项目经费近百万，同时还完成了多项横向合作项目：面向金融、税控的专用信息处理与控制SoC芯片开发、安全密码算法研究、区块链接技术研究等等，培养了大批优秀的硕士毕业生；厦门市美亚柏科信息股份有限公司是本团队的长期合作伙伴之一。 总之，不管从算法理论研究还是从应用技术开发来看，本课题组已具备相当优秀的研究基础和研究经验，以及显著的前沿技术攻关能力。 三、应用技术成果我们的相关研究成果也得到企业界的重视和肯定，课题组先后承担过如深圳 华为公司首歀交换芯片项目的调度算法设计、福建新大陆首款二维码识别芯片的算法及后端版图综合设计、台湾盛群公司首款32 位处理器及专用处理器编译器开发和厦门元顺公司多款电源管理芯片的设计。最近课题组还为我国某研究机构开发28nm 的低功耗设计流程专门设计一款挂载加可重构解密算法协处理器的32 位通用处理器验证芯片。

按照“顶层设计、节点联动、政策保障”的技术路线，以“生产、流通、消费与处理处置”生命周期全过程相结合的思路，通过关键技术突破和示范工程建设，形成了由“规划集成、清洁生产、废物回收交易、废物资源化、政策管理规范化”五类支撑城市循环经济发展的共性技术支持体系。其中，在城市循环经济规划顶层设计方面，按照投入产出分析技术和空间物质流分析技术，研究编制了《苏州市循环经济发展规划（2008）》；在生产环节，选择试点企业实施了全过程清洁生产以及组团式水热能综合利用网络的示范工程,突破了电子、电力、化工、印染和采选矿五类行业的清洁生产技术，并推广应用到约1000家企业；在流通环节，构建了再生资源交易标准化平台，建立了餐厨垃圾和电子废物等废物回收体系；在消费与处理处置环节，针对东部城市大量产生的废轮胎、餐厨垃圾、焚烧飞灰和电子废物4种典型废物，开发了废旧轮胎常温精细粉碎生产塑化胶粉技术、餐厨垃圾湿热水解资源化处理技术、焚烧飞灰水泥窑煅烧资源化技术、成套化电子废弃物处理和资源化利用技术，并建立相应的规模化示范工程;在政策保障部分，研究提出了循环经济规划、餐厨垃圾、电子废物等回收政策与管理办法，支撑出台了政府绿色采购、清洁生产管理办法等一系列支撑循环经济的地方政策、法规以及管理办法，并在苏州市得到了实施。

成果简介： 饲料添加剂微量组分计算机配料添加系统V1.0是一种实用软硬件系统，主要用于饲料添加剂微量组分的配料、称量和添加作业工序。它主要利用条码技术和计算机过程控制技术实现饲料添加剂微量组分的正确配料，精确称量和可靠添加。在具有微量组分正确配料，精确称量和可靠添加的其他使用场合中也可以使用该技术。 该系统的应用软件部分已取得国家版权局计算机软件著作产权登记证书，登记号2010SRBJ3262。 技术指标：

基于车辆-轨道耦合动力学理论，对高速铁路（普速铁路）轨道结构设计应采用的设计轮载进行研究，提出了高速铁路（普速铁路）设计时的设计轮载建议值。该研究成果对高速铁路（普速铁路）的合理设计具有重要的理论意义和工程实用价值，研究成果获得甘肃省科技进步三等奖，在国内处于先进水平。

本项目针对传统矿用蓄电池机车在运输的过程存在直流电机维护困难、蓄电池的使用寿命、蓄电池机车的制动和电能损耗等问题，研制了适用于煤矿防爆特殊型蓄电池电机车用的永磁同步电动机及其调速器，形成矿用隔爆蓄电池永磁同步牵引电机车及其控制系统。PMSM 及其驱动系统在蓄电池机车中的应用为解决传统矿用蓄电池机车运输过程中的问题提供了新的方法。 （1）输入电压：根据电机车的实际电池电压。 （2）输出功率：根据电机车的力矩和功率要求。 （3）控制要求：平滑调速，性能稳定。 （4）电池管理：要求有电量指示系统，电池电量不足是自动停机并配有应 急启动系统。

本项目以天然气转化和二氧化碳资源化利用为背景，从应用过程对膜材料及膜的要求出发，运用材料化学工程的基础理论，开展膜材料的设计、膜材料及膜的制备、膜反应过程的设计及机理研究以及氧分离器的设计四个方面的研究工作。基于膜反应过程，通过研究氧传输机理和膜反应机理、膜材料及膜微结构成形机理和控制方法、反应过程与膜分离过程的匹配理论以及膜微结构在反应条件下的演变规律，建立面向反应过程的膜材料设计与制备的理论基础；提出天然气转化、二氧化碳利用的创新流程，为膜反应过程的工程应用奠定基础。

角蛋白酶是一种特异性蛋白酶类，可降解结构复杂、硬质难溶的角蛋白，具有多种优良的催化特性，在生物加工、绿色制药、废弃生物质处理、生物制革、生态纺织、洗涤剂等实际应用中备受关注，被认为是有着巨大应用潜力和市场前景的新一代蛋白酶类。 本项目从角蛋白酶基因挖掘、高效表达、性能改造及其应用研究等方面开展了一系列工作。课题组目前建立了角蛋白酶资源库，是我国拥有角蛋白酶基因资源产权最多和最具多样性来源的单位；实现了角蛋白酶基因在大肠杆菌及枯草芽孢杆菌等外源宿主中的克隆及高效表达；在 5L 罐上发酵酶活最高可达10000 U/mL 以上，是目前文献报道的重组角蛋白酶表达最高水平；项目已完成了 1M3 规模中试试验，成本降低 30%以上。在应用方面，本项目成功将角蛋白酶用于生物法制备纳米银粒子 AgNPs，与传统化学法相比，酶法合成的纳米银具有更好的抑菌活性。另外，项目组已首次开发出无胶原活力的高特异性角蛋白酶，具有高角蛋白活力，不会对皮革胶原造成破坏，能保护胶原结构完整性，可开发出不伤及皮肤真皮的洗涤剂产品、药品及化妆品，在生物制革领域也具有极大应用价值，可缓解制革工业中的烂皮现象；同时本研究所开发的角蛋白酶在活性多肽制备中也表现出良好的应用前景。

天然黄酮、功能糖的提取制备与功能产品开发   1、核心技术介绍： 多糖（polysaccharide）是由多个单糖分子缩合、失水而形成的由糖苷键结合的糖链，是一类分子结构复杂且庞大的高分子碳水化合物。多糖组成与结构十分复杂，不是一种纯粹的化学物质，而是聚合程度不同的物质的混合物。多糖是一类具有广泛生物活性的生物大分子，具有多种药理活性，如抗氧化、降血糖、降血脂、抗肿瘤以及增强免疫力等，具有较高的开发价值。植物多糖种类繁多，具有多途径和多靶点作用等优势，在保健食品和医药等方面具有广阔的应用前景。掌叶覆盆子(拉丁名：Rubus chingii Hu)，又称华东覆盆子、大号角公、牛奶母等，蔷薇科悬钩子属植物，分布于江苏、安徽、浙江、江西、福建，等地。未成熟果实可入药，《中国药典》记载其性微温，味甘、酸，入肝肾经，具补肝肾、缩小便、助阳固精，明目之功效，主治阳痿、遗精、虚劳、目暗等症。覆盆子的营养成分丰富，富含鞣花酸、维生素、多糖、多酚、黄酮等功能性化合物。其中，覆盆子多糖具有广泛的药理作用，如抗氧化、抗衰老、降压、提高免疫力等功效。然而目前覆盆子多糖提取纯化步骤复杂；同时因采用碱法提纯，易破坏多糖的结构，多糖损失较大。有研究通过聚酰胺柱和DEAE—纤维素阴离子柱纯化多糖，然而通过柱纯化的步骤繁杂，且原材料价格昂贵。目前，尚未发现高纯度掌叶覆盆子多糖的快速提取方法。为更好地对覆盆子多糖进行开发利用，项目团队综合利用超微粉碎、超声辅助浸提、分子截留和真空冷冻干燥等技术，制备获得高纯度、高活性掌叶覆盆子多糖，为掌叶复盆子多糖的产业化应用提供技术支撑。项目完成人团队在天然黄酮和植物多糖分离纯化及其调控糖脂代谢、缓解氧化应激、保护肝脏损伤等领域累计申请发明专利40余件，其中授权发明专利14件，2项PCT专利申请中。目前项目完成人研究团队在涉及植物化学素分离纯化领域到活性应用已经形成了国内外全覆盖专利群，通过全球专利布局，有效保护了该核心自主知识产权。 2、应用范围及目前应用状态 本项目研发的基于超微粉碎、超声辅助浸提、分子截留和真空冷冻干燥等技术的快速、高纯度植物多糖提取技术适用于富含多糖的植物农产品，包括但不限于如下产品：掌叶复盆子、莲雾、桑葚、红枣和香菇等。目前已建立植物多糖的中试生产线，可完成小批量植物多糖的生产，开发以植物多糖为核心元素的功能产品。 3、掌叶复盆子多糖结构及活性介绍 活性多糖是指具有某种特殊生理活性的多糖化合物，具有双向调节人体生理节奏的功能，广泛存在于植物和微生物细胞壁中，安全性高、功能广泛，具有非常重要与特殊的生理活性，是由醛基和羰基通过苷键连接的高分子聚合物，也是构成生命的四大基本物质之一。多糖除有免疫调节、抗肿瘤生物学效应外, 还有抗衰老、降血糖、抗凝血等作用, 且对机体毒副作用小。本项目开发的掌叶覆盆子多糖主要由半乳糖醛酸组成，以1,3-阿拉伯糖、1,6-半乳糖、T-半乳糖醛酸等糖苷键组成，具有抗氧化、抑制脂肪毒性和肝脏损伤等功能活性，具有良好的开发前景，本项目研究为掌叶覆盆子多糖提供了新的医疗用途，拓展了新的应用领域。 以摩尔百分比计，掌叶覆盆子多糖由以下成分组成： 半乳糖醛酸    40.26~45.20%； 阿拉伯糖      29.78~33.17%； 半乳糖        7.63~9.59%； 葡萄糖        6.38~9.65%； 甘露糖        1.18~1.31%； 鼠李糖        3.29~4.89%； 葡糖醛酸      0.98~1.13%； 岩藻糖        0.27~0.65%； 多糖是由单糖以一定的连接方式组成的重复结构单元，单糖以一定的糖苷键连接，不同糖苷键的连接的单糖称为多糖的结构单位。以摩尔比计，掌叶覆盆子多糖由以下特定结构单位组成： 1,3-阿拉伯糖    2.49-2.96； 1,6-半乳糖       2.22-2.34； T-半乳糖醛酸    1.76-2.01； 1,6-葡萄糖       1.15-1.27； 1,4 -半乳糖醛酸 1.17-1.26； 1,4,6-半乳糖      1.03-1.21； 1,4-鼠李糖       0.75-1.00； 1,2-阿拉伯糖    0.59-0.80； 1,4-阿拉伯糖    0.48-0.67； T-阿拉伯糖       0.36-0.59； T-葡萄糖醛酸    0.13-0.30； 1,3-岩藻糖       0.18-0.29； 1,3-甘露糖       0.18-0.28； 1,4-葡萄糖醛酸   0.13-0.24。   掌叶覆盆子（Rubus chingii Hu）

山东是功能糖生产大省，功能糖生产品种齐全，在全国占据领先地位。近几年来，随着淀粉加工企业的增加，淀粉市场竞争激烈，功能糖生产成为淀粉深加工的一个重要方向。酶法制备功能糖，因其节能、降耗、环保等优势，受到企业的青睐。如何获取高效酶制剂，降低酶制备成本，增强酶制备功能糖的产品安全性成为行业的竞争热点。 齐鲁工业大学王瑞明教授团队，经过多年探索，形成了完整的功能糖酶制剂安全表达技术体系，多数成果达到国际先进、国际领先水平。酶法制备海藻糖关键技术及其产业化，2016年获山东省技术发明一等奖。该技术在国家自然基金、山东省高新技术自主创新工程专项等项目资助下，首次利用结构生物学、生物信息学及分子生物学技术改造了酶的耐酸性、耐热性和底物转化率；构建了酶的自诱导分泌重组枯草芽孢杆菌表达体系；研发了多柱循环模拟移动床连续色谱分离海藻糖技术。该技术已在德州汇洋生物科技有限公司、保龄宝生物股份有限公司、山东隆大生物工程有限公司等企业推广应用，项目应用单位近三年累计实现新增销售额8亿元，利润1.8亿元，带来了良好的经济、生态和社会效益。

神 经 肌 肉 电 刺 激 ( N M E S ) 包 括 功 能 性 电 刺 激 （ F E S ） 和 经 皮 神 经 电 刺 激 （TENS）两种。