一、项目简介 “中国制造2025”与《福建省实施<中国制造2025>行动计划》促使智能制造成为生产制造企业的主旋律,而工业机器人作为智能制造的重要柔性制造单元，2015年中国机器人市场累积销售68459台。然而，工业机器人结构复杂，工作环境恶劣，保养和维护对生产企业技术人员的能力提出了极高的要求。一旦工业机器人故障得不到及时维修，将直接影响正常生产。因此，开发工业机器人故障诊断与预测系统对工业机器人的推广和应用将起到重要作用。 二、前期研究基础 与泉州市微柏工业机器人研究院有限公司建立合作关系，采用企业与高校共同投资模式，建立“嘉庚学院—微柏工业机器人创新实验室”，实验室现有师生近百人，为高校师生提供研发环境，为企业进行技术难题攻关并培育人才。与微柏签署了为期3年的技术服务合同（2014.12-2017.12，微柏工业机器人技术支持服务，150万元）。 得到厦门大学中央高校业务费资助“基于大数据的工业机器人故障诊断与预测方法研究，2016.1-2018.12，35万元”。 四、合作企业 泉州市微柏工业机器人研究院有限公司是福建省工业机器人研发龙头企业，从事工业机器人相关技术研发及产业化十余年，专注研发六关节与四关节自由度串并联机械手等，自主研发数十种应用在冲压、喷涂、焊接、激光加工等生产作业领域的专业机器人。自主研发了高精度RV减速机检测台，工业机器人零点矫正与运动精度检测装置，焊接机器人防碰撞测试装置等工业机器人核心部件与整机检测系统，获得国家发明专利5项，国家实用新型专利30项。作为福建省科技小巨人企业、福建省科技型企业泉州市智能制造示范企业等，承担了省部级科技项目10余项。

本发明公开一种基于PSO‑SVM的种猪异常状态检测方法及装置，能够有效地检测出疑似病猪，并且准确及时地识别种猪发情行为，减少人工观察成本，提高养殖户的效益。该方法包括：S1、采集种猪个体信息，其中，所述个体信息包括三轴加速度、体温和采食信息；S2、通过对所述个体信息进行特征提取，构建特征矩阵；S3、基于预先建立的种猪知识库，利用所述特征矩阵，采用基于规则的方法判断种猪是否生病；S4、通过将所述特征矩阵输入预先创建的基于支持向量机的种猪发情行为识别模型对种猪发情行为进行识别分类，得到是否发情以及发情概率两个输出，其中，在所述种猪发情行为识别模型创建时通过粒子群算法对支持向量机参数进行优化。

本发明实施例提供了一种沼液处理系统及方法，涉及污水处理领域。所述系统包括：电解处理单元、人工湿地处理单元以及回流单元，沼液中的重金属离子在电解处理单元中的电解池阴极板(2)处通过絮凝作用去除；经电解处理单元处理后的沼液进入人工湿地处理单元，沼液在厌氧区(6)中经反硝化作用将硝态氮转化为氮气去除，同时，人工湿地处理单元工作时形成微生物电池向电解处理单元供电。本发明实施例提供的一种沼液处理系统及方法，通过电解处理单元对沼液的处理实现沼液中重金属的去除；通过人工湿地处理单元对沼液的处理提高沼液中总氮的去除效率；通过人工湿地处理单元向电解处理单元供电，降低了运行成本。

成果介绍基于人工智能和大数据技术，对风电机组实时运行状态进行在线监测及评估，对风机异常运行状态和能效劣化趋势进行预警。技术创新点及参数1、风机设备的变量关联分析以及典型状态特征挖掘；2、历史运行数据处理方法研究；3、基于数据驱动的风机状态预警关键技术的研究；市场前景大型风电机组，新能源发电，水火电机组。向大型风电厂推广并运营。

一种测定静载下铁路地基土体变形状态荷载阈值的方法，其操作步骤为:在刚性边壁构成的模型箱内构筑填土模型，通过圆形刚性加载板对填土模型按极限承载力的不同比例系数λi分级施加静载；通过位移传感器测量并计算加载过程中不同时刻t土体的塑性变形速率vi(t)，并取其有效数据点，按负幂函数v(t)=At-α拟合；得到荷载比例系数λi对应的幂指数αi值，并对其按三次多项式拟合得到α~λ曲线，以α~λ曲线的两个曲率极大值点的λΙ和λII对应的荷载pΙ=λΙσf和pII=λIIσf作为土体变形状态的荷载阈值。pΙ和pII能分别为高速铁路无砟/有砟轨道路基设计与优化、变形状态评价与整治原则提供试验依据。该方法具有试验时间较短、判别准则明确的特点，得到的荷载阈值更准确、可靠。

本发明公开了一种液态或半液态金属电池荷电状态估计方法， 根据电池的等效电路获取状态空间表达式；通过参数辨识，获取等效 电路参数与 SOC 的函数关系；根据等效电路参数初始值以及电池欧姆 内阻、电池电动势与 SOC 的函数关系，获取系统矩阵初始值、控制输 入矩阵初始值以及观测矩阵；采用扩展卡尔曼滤波算法，获取状态估 计时间更新矩阵和误差协方差时间更新矩阵；从中提取电池的 SOC 的 预测值、极化电压和扩散电压、获取电池电动势的值、以及欧姆内阻 压降；根据电池电动势、极化电压、扩散电压以及欧姆内阻压降，

本发明公开了一种数控机床滚珠丝杠磨损状态的预测方法，其 包括如下步骤:采集数控机床进给轴电机的三相电流信号，并进行预 处理，然后计算三相电流的均方根值 IRMS;对均方根值 IRMS 进行频 域分析，获得进给轴的滚珠丝杠磨损前后的电流信号频域能量分布， 根据滚珠丝杠磨损前后电流信号频域能量分布的对比，获取电流信号 突变时所对应的频率;根据获取的频率选择小波包分解层数，对均方 根值 IRMS 进行小波包分解，获得多个小波包分量，对敏感段小波包 分量重构

本成果来自国家科技计划项目，现已结题，知识产权归属西南交通大学。该成果研制了接触网状态在线检测设备，包括接触网自动巡查（成像检测）关键技术及装置、非接触式紫外弓网燃弧检测技术及装置、接触网参数激光测量仪等多项检测设备。解决了不同速度下接触网硬点标准制定问题。通过图像处理技术和识别方法，在线检测接触网主要零部件的缺陷，形成了涵盖接触网导高、拉出值、定位器坡度、锚段关节、线岔、超高、燃弧电压、燃弧电流、弓网燃弧光谱特性曲线的接触网综合在线检测技术体系。

本发明公开了一种保持状态多样性的空调负荷集群控制策略，包括：对用户空调参数进行收集，构建状态队列模型；判断是否进行需求响应；确定需求响应时间段并提取需求响应结束时刻基线状态下空调集群的负荷多样性指标；结合负荷多样性指标制定响应策略并实施，将空调设定温度调至新范围；判断是否进行空调设定温度调回；确定设定温度调回时间段，提取调回时间段结束时刻基线状态下的多样性指标，结合指标制定调回策略并下达，空调设定温度调至初始范围。该控制策略在挖掘其调控潜力的同时考虑了空调集群的负荷多样性，保障了用户的舒适度，弥补了

《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0