简单介绍： 护理学仿真虚拟实验系统采用BS架构可以部署于校园网，在校内或授权公网上任意节点访问，开展学习与管理。护理学仿真虚拟实验系统前台包含门户信息、热门项目、在线虚拟仿真库、学习桌面管理等模块，采用WebGL技术无需安装插件直接开展三维虚拟仿真训练，护理学仿真虚拟实验系统前台具备帐号认证等安全机制。 详情介绍： 护理学仿真虚拟实验系统采用BS架构可以部署于校园网，在校内或授权公网上任意节点访问，开展学习与管理。护理学仿真虚拟实验系统前台包含门户信息、热门项目、在线虚拟仿真库、学习桌面管理等模块，采用WebGL技术无需安装插件直接开展三维虚拟仿真训练，护理学仿真虚拟实验系统前台具备帐号认证等安全机制。 1、热点虚拟仿真项目：包含入院介绍、手术室漫游、VžCare虚拟人、器械仪器三维学习与考核等。       1、热点虚拟仿真项目：     （1）入院介绍、手术室漫游虚拟仿真项目运用3DMAX构建医院三维场景，空间模型包含护士站、**室、病房、手术区限制区与非限制区、刷手区、手术室等，学习者可在三维空间进行自主漫游，通过拾取三维空间的热区开展漫游式学习，每个热区知识点均包含“图文+语音”的多媒体呈现模式，该模块配置系统漫游、自主漫游2种学习模式，并可在手术室调用手术器械三维模型。     （2）VžCare虚拟人项目用于检测护理虚拟患者的生命体征数据，包含心率、心电图、呼吸、血压、体温、血氧饱和度、有创血流动力学等监测数据，VžCare虚拟人通过Json接口与数据库对接，根据院内监护以患者病情变化给出实施动态反馈，以训练学生临床护理实践能力。 （3）VžCare虚拟人项目包含院前急救、院内监护完成流程，具有学习、训练、考核三种虚拟训练模式，满足个性化学习的需求，在每个虚拟操作结束后立即给出学习反馈，逐一通过列表、柱形图和雷达图、路径图等多种形式全方位反馈学习每个环节，帮助学生查漏补缺，提升训练效果。   （4）VžCare虚拟人项目具有立体化虚拟训练的统计分析后台，包含班级均分统计、分项均分统计、班级分项训练统计、每个虚拟训练考点的统计，对于学习、训练、考核三种不同训练模式通过不同颜色进行对比分析，同时可进行横向班级间、纵向年级间的对比分析，通过列表、柱形图和雷达图、路径图进行直观的呈现，并在路径图中通过方向箭头展现，虚拟训练中有顺序操作的掌握情况。 （5）VžCare虚拟人训练的分项权重，每一个考点分值均可通过数据库动态自定义设置。   （6）器械仪器三维学习与考核项目，器械仪器至少包含牵开器、钳类、手术剪、手术镊、手术刀、缝合针等20个以上三维器械模型，能够三维旋转展示，要求支持三维任意角度旋转学习，同时支持X轴、Y轴、轴Z自主旋转学习，满足精细化学习，该项目具备开展器械识别与器械考核功能。         2、一般虚拟仿真项目：不少于50项，通过构建三维场景，交互式虚拟训练各项技能操作，具备要点提示，流程控制，各类交互操作过程动画用三维动画方式体现，通过语音、视频、动画将护理人文与规范化操作融入虚拟仿真训练，虚拟仿真项目需包含：       肌内注射、静脉注射、吸痰术、静脉输液、鼻饲法和胃插管、导尿术（男病人普通导尿管、男病人气囊导尿管）、女病人普通导尿管、女病人气囊导尿管）、无菌术、压疮的防护、压疮的护理（压疮的护理—淤血红润期、压疮的护理—溃疡期）、口腔护理、保留灌肠、简易呼吸器的使用、吸氧术（双耳鼻氧管）、静脉血标本采集技术、卫生手**、抽吸药液（抽吸药液法-安瓿瓶、抽吸药液法-自密封瓶内吸药法）、人工呼吸、备用床大单法、铺麻醉床、止血带止血法、**、脉搏测量、呼吸测量、口服给药法（病区准备**、中心药房准备**）、血压测量（水银血压计、手臂式电子血压计、手腕式电子血压计、压力表式血压计）体温计的测量（电子体温计、儿童专用体温计、红外线耳式体温计、红外线体温检测仪、可弃式体温计、水银温度计测肛温、水银温度计测口温、水银温度计测液温）、穿手术衣、脱手术衣、穿隔离衣、脱隔离衣、戴无菌手套、脱无菌手套、轮椅护送法、换药、尸体处理、老年人进食的照护、轮椅转换、冰袋冷敷、乙醇拭浴、平车运送法（挪动法、一人搬运法、二人搬运法、三人搬运法、四人搬运法）、三腔二囊管止血法、电除颤、四肢骨折现场急救外固定（8字包扎法）、四肢骨折现场急救外固定（绷带包扎法）、四肢骨折现场急救外固定（夹板固定法）、四肢骨折现场急救外固定（三角巾包扎法）、四肢骨折现场急救外固定（上臂开放性骨折固定法法）、清创术、脊柱损伤搬运   3、学习桌面：含我的课程、选课学习、即时通讯、公共资源、密钥管理等栏目。      （1）我的课程呈现的是目前已经开展课程的虚拟仿真项目，在该模块具有学习状态、学习进度、学习时长、学习成绩等统计功能，以及是否继续学习等操作功能。         2）选课学习模块学生可以选学平台内我的课程以外的虚拟仿真项目进行学习。        3）即时通讯为学习桌面内嵌模块，可以满足学生与学生、学生与老师之间开展专题性的交流，便捷解决学习中遇到的问题，提升学习效果，可以应用于MOOC与翻转课堂。           4）班级管理：可查看班级情况，也可查看每个学生的学习情况。      5）公共资源模块为护理学虚拟仿真项目以外的各类相关资源，用于辅助虚拟仿真教学，拓展学生学习空间。         4、平台后台管理：包含虚拟仿真实验管理、选修实验管理、试题管理、考核管理、帐号管理、角色与权限管理、资源与公告管理、静态化管理等。     （1）虚拟仿真实验管理包含实验分类与层级管理、虚拟仿真项目管理，用于管理具体虚拟仿真资源及其从属课程。     （2）试题与考核管理管理模块管理平台的试题、考核、学生成绩、学业状态等。 4、平台后台管理：包含虚拟仿真实验管理、选修实验管理、试题管理、考核管理、帐号管理、角色与权限管理、资源与公告管理、静态化管理等。              

适用专业：机械工程、力学、材料与土木等专业。 材料力学课程是机械、材料、土木等专业的一门主干专业基础课，其理论性和实践性都很强，它的实验教学是材料力学课程教学中的一个重要实践环节。目前，现实中的材料力学实验存在以下局限性： 1.硬件依存性较强，只能在特定实验室进行； 2.实验设备外形较大，实验室难以摆放足够数量的设备，无法满足学生独立进行实验的需求； 3.实验设备昂贵，操作不当极易造成设备损坏； 4.实验器材损耗大，如试样拉伸断裂后无法再使用，浪费现象严重； 随着招生规模的逐年扩大，教学改革的不断深入，材料力学实验的教学任务越来越重，仪器设备台套数和实验教师数量相对不足等问题愈加突出。为了以最少的经费投入解决以上问题，并进一步激发学生的学习兴趣、增强实验效果、提高实验教学质量，特定制开发开放式网上材料力学虚拟实验室软件。 使用现有器材模型，课程可开展如下10个常用材料力学虚拟实验的训练： •     拉伸虚拟实验 •     压缩虚拟实验 •     扭转虚拟实验 •     弯曲与扭转组合变形虚拟实验 •     冲击演示虚拟实验 •     梁弯曲正应力虚拟实验 •     弹性模量虚拟实验 • ​​​​​​​    压杆稳定虚拟实验 • ​​​​​​​    弹性模量和泊松比测定实验 • ​​​​​​​    ​​​​​​​金属材料的疲劳虚拟实验 系统服务器端用户分为学生、教师、教务管理员和系统管理员四种角色，不同角色拥有不同权限。 • ​​​​​​​    学生：选课、选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语。 • ​​​​​​​    教师：典型实验库维护、发布实验、安排实验、批改实验报告、系统指导、统计并发布学生的实验成绩和批语。  • ​​​​​​​    教务管理员：课程计划、开课计划、选课日期设置、开课审核、开课查询。  •     系统管理员：用户管理、分组管理、角色管理、权限管理、系统维护等。 性能指标 支持同时在线用户数1万人以上，经测试，系统运行稳定，不限终端用户数，完全能满足日常教学使用。 服务器运行环境 操作系统：Windows Server ，Linux/Unix Server Web服务器：Tomcat6.0，JDK6.0 数据库：MySQL 客户端运行环境 操作系统： All Windows系列

根据学校光电工程学院的专业设置，北京润尼尔网络科技有限公司提供如下全套虚拟仿真实验教学管理中心软件建设解决方案。主要包含集成电路原理演示模块、硅热氧化工艺模块、扩散工艺模块、硅片清洗工艺模块、湿法刻蚀工艺模块和集成电路芯片工艺模块。这些实验模块以培养集成电路人才为目标，由浅入深，覆盖基础型、专业型、特色创新型等不同层次与深度。 开放式网上材料光电材料工程虚拟实验室软件是以理论知识为指导，以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托而建立的一种新型实验教学系统。它利用计算机模拟真实的实验环境，通过信息网络操作实验设备，为实验教学提供了一种全新的教学模式。虚拟实验利用计算机技术来实现各种虚拟实验环境，实验者以交互的方式进行实验操作，可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，最大限度地模拟真实实验的场景,并提供与实际实验的操作方法相类似的实践体验。 本虚拟仿真实验教学课程主要包含以下典型实验： •    直拉法制备硅单晶虚拟仿真实验 •    区熔法单晶生长工艺虚拟仿真实验 •    物理气相传输晶体生长工艺虚拟仿真实验 •    粒子注入及退火工艺虚拟仿真实验 •    氧化增强扩散效应虚拟仿真实验 •    金属化工艺虚拟仿真实验 •    化学气相沉积工艺虚拟仿真实验 •    多形态光刻与刻蚀虚拟仿真实验 •    氧化硅薄膜制备虚拟仿真实验 •    扩散反应原理演示虚拟实验 •    有机物清洗原理演示虚拟实验 •    氧化反应原理演示虚拟实验 •    氮化硅刻蚀原理演示虚拟实验 •    硅各向同性刻蚀原理虚拟实验 •    硅各向异性刻蚀原理演示虚拟实验 •    金属离子清洗原理演示虚拟实验 •    铝刻蚀原理演示虚拟实验 •    颗粒清洗原理演示虚拟实验 •    局部场氧化虚拟虚拟实验 •    硼再扩散虚拟实验 •    硼预扩散虚拟实验 •    磷再扩散虚拟实验 •    磷预扩散虚拟实验 •    去胶清洗虚拟实验 •    工艺流程间清洗虚拟实验 •    炉前清洗虚拟实验 •    氧化硅刻蚀虚拟实验 •    氮化硅刻蚀虚拟实验 •    硅各向同性刻蚀虚拟实验 •    硅各向异性刻蚀虚拟实验 •    铝刻蚀虚拟虚拟实验 •    沟道效应虚拟实验 •    硅晶圆切片、研磨抛光工艺虚拟实验 •    发射区推进效应实验 本系统可满足以下主要性能指标： 1、为保证系统的交互性和扩展性，系统须采用国际领先的Unity3D引擎开发而成； 2、为保证系统的先进性，实验系统所使用的网页播放器插件须采用主流3D引擎插件，且插件在近1年内有更新版本，并可支持后续的优化升级； 3、系统提供VR互动的功能，在实验过程中，通过VR手柄交互，用户可以在场景中移动，增加用户的交互体验感； 4、系统与虚拟仿真实验教学管理平台软件无缝对接，教师端能够自动生成智能指导和自动批改规则，且教师能够对规则进行细节修改； 5、系统提供实验过程中的智能指导功能，该指导为启发性指导，通过一步步的提问式引导，进而启发学生思考； 6、系统提供实验结果的自动批改功能，学生实验结束且提交后，系统调用自动批改规则可以自动算出学生实验得分，教师端还可以查看得分细节，了解学生的得分细节； 7、系统服务器端用户分为学生、教师、教务管理员和系统管理员四种角色，不同角色拥有不同权限。 学生：选课、选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语。 教师：典型实验库维护、发布实验、安排实验、批改实验报告、系统指导、统计并发布学生的实验成绩和批语。 教务管理员：课程计划、开课计划、选课日期设置、开课审核、开课查询。 系统管理员：用户管理、分组管理、角色管理、权限管理、系统维护等。 性能指标： 支持同时在线用户数1万人以上，经测试，系统运行稳定，不限终端用户数，完全能满足日常教学使用。 服务器运行环境 操作系统：WindowsServer，Linux/UnixServer Web服务器：Tomcat6.0，JDK6.0 数据库：MySQL 客户端运行环境 操作系统：AllWindows系列

本发明提供了一种定制个体化人工全髋关节置换手术股骨制备模板系统，包括股骨颈截骨导向板和股骨假体前倾角及外侧缘导向板，股骨颈截骨导向板的内表面与股骨头、股骨颈及股骨大小转子间区的解剖形状吻合，股骨颈截骨导向板上开设有截骨定位槽，股骨假体前倾角及外侧缘导向板的底部形状与股骨颈截骨面吻合，股骨假体前倾角及外侧缘导向板包括体部、设置在体部上的小转子定位翼和前侧翼，体部上开设有前倾角及外侧缘导向槽。本发明能够精确控制理想的人工全髋关节股骨假体在体内的位置，进而改善手术效果。

本成果通过研究系列新型刚柔耦合手术机器人，辅助医生实现良好的人机交互及可视化灵巧操作，提高手术的安全性，应用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人体狭窄空间。研究的手术机器人及其相关技术可推广到其他人体自然腔道中环境下机器人辅助医生灵巧操作的微创手术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 微创外科手术具有创口小、出血少、疼痛轻和术后恢复快等优势，目前正在由单孔和多孔手术向经自然腔道的内镜手术方向发展。在人体自然腔道的复杂狭窄空间下，机械臂和人体组织之间极易发生碰撞，导致机器人损坏或患者受到二次伤害。该成果通过研究系列新型刚柔耦合手术机器人，辅助医生实现良好的人机交互及可视化灵巧操作，提高手术的安全性，应用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人体狭窄空间。研究的手术机器人及其相关技术可推广到其他人体自然腔道中环境下机器人辅助医生灵巧操作的微创手术。与现有技术相比，该成果能够大幅提高手术操作的灵活性与安全性，拓展了现有手术机器人的应用范围，目前国际上尚未开发出成熟的产品，因此该成果具有广泛的市场应用前景。本成果在前期开发了手术机器人样机，并开展了尸体实验研究，取得了良好效果。

医生重建肝脏三维结构时间：1-2小时 ，效率低 无法自动计算肝体积和自动分段 无法满足临床需求。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 刘凯 计算机与电子信息学院/电子信息 2020.9/2024.6 胡思蓉 国际学院/金融数学 2019.9/2023.6 黄康平 计算机与电子信息学院/电子信息 2021.9/2025.6 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 张学军 计算机与电子信息学院 教授 图像识别 四、项目简介 医生重建肝脏三维结构时间：1-2小时 ，效率低 无法自动计算肝体积和自动分段 无法满足临床需求。团队提出了肝脏诊断医疗辅助云平台新方案。我们有四大核心技术，第一是首创TPS与FFT结合进行肝脏硬度检测，肝脏采用cine-tagging网格标签，空域与频域相结合；第二是基于医学图像的多模态、多特征量的肝脏疾病检测方案，多模态、多特征量融合，有效提高检测准确率，肿瘤检测识别率行业领先高达97% ；第三是FPGA+边缘计算赋能CT数据腹部器官三维重建，建模时间从1-2小时降为1-2分钟；第四是首创 边缘差分检测算法，解决了纤维化肝脏难以快速精确建模的世界难题，建模精度世界领先。目前有发明专利 9项，国际发明专利1项，软著12项。我们与美国南加大、日本岐阜大学、德国布莱梅大学肝脏诊断领域国际知名专家就肝脏纤维化建模、CT数据肝脏器官分割等课题展开合作研究。2021年CSIG图像图形中国行 团队成员刘凯、曹欣燃与指导老师张学军教授同中国科学院蒋田仔、电子科技大学教授陈华富、吉林大学教授王世刚、南开大学教授程明明就“精准目标分割与识别”主题进行交流讨论。美国南加州大学凯克医学院腹部影像科放射学主任Vinay Duddalwar对本项目进行肯定和推荐。我们的肝脏纹理分析方法被RSNA北美放射学会评为“最佳肝硬化成像工具”。我们与6家国内外顶尖医疗院校进行产学研合作研究。

 本发明提供了一种定制个体化人工全髋关节置换手术髋臼制备模板系统，包括髋臼定位导向板、深度控制钻头和有色深度指示棒，髋臼定位导向板包括：卵圆窝定位板，根据卵圆窝解剖形状贴附于卵圆窝上；臼底定位板，设置在卵圆窝定位板的外缘上，根据髋臼解剖形状贴附于髋臼软骨面上；深度导向筒，设置在臼底定位板上，对深度控制钻头进行导向及深度限制；深度控制钻头通过深度导向筒在髋臼上钻孔，深度控制钻头的体部设置有突出钻头的限深环，深度导向筒将限深环限制在深度导向筒的端部。有色深度指示棒长度和钻孔深度相同，插入孔内提示深度和方向的作用。本发明模板系统可获得理想髋臼假体安放位置，从而对髋臼假体进行精确安放，进而改善手术效果。

成果介绍本发明公开了一种虚拟家装室内场景设计中的阴影渲染方法。包括阴影映射图生成步骤，半影估计步骤，基于泊松碟采样的百分比渐近滤波步骤，最后通过加入漫反射环境光，生成具有真实感的虚拟家装室内场景阴影效果图。本发明方法能够高效且能改善阴影映射图锯齿走样的问题。技术创新点及参数本发明提供一种真实感强烈，生成了场景中物体的软阴影而且速度快， 可以满足虚拟家装实时渲染要求的虚拟家装室内场景设计中的阴影渲染方法。市场前景本发明方法结合阴影映射图与百分比渐进滤波技术实现虚拟室内家装 的实时阴影效果渲染，不仅能够生成具有真实感的家装室内设计中的阴影渲染，而且 不会随着场景中三维物体复杂度增加而增加，无需预处理能够满足实时应用需求。该 技术对计算机虚拟现实在虚拟家装领域的应用具有重要意义。

网格技术是高性能计算与互联网技术结合的产物，旨在将分布的计算资源通过高速 网络链接起来，为高性能计算提供资源。项目“网格资源管理与优化的虚拟超市技术及 其应用”借鉴超市运营模式，创新性地提出了一整套网格资源组织与管理的符合网格特 征的全新模型与方法，促进了动态的、多机构虚拟组织中的协同资源共享与问题求解， 推进了网格资源管理与优化技术及其应用的研究。 本项目借鉴超市管理模式提出了基于虚拟超市模型的资源管理与优化的隐代理模式， 弱化传统网格代理的作用，为用户任务提供了统一的资源视图，突破了传统代理模式造 成的资源管理、访问的瓶颈，显著的提高了资源的利用率和网格的工作效率。借鉴超市 销售模式，发明了基于资源推介视图的网格任务自主调度技术。增强网格资源服务流程 的异步并发性，建立面向任务的资源优化配置的自适应调整机制。借鉴超市结算模式， 发明了基于 QoS 的网格资源服务的多队列优选通道技术。构建网格资源服务流程的优化 选择机制。借鉴超市导购模式，发明了语法和语义相分离的插桩模板库;发明了基于通 用类型系统的交互式调试和可视化分析技术。本项目基于虚拟超市技术，发明了全局路 网动态交通流负载均衡模型及诱导方法。实现了全局性、实时性、动态性和优化性的交 通导航。 以上研究成果在取得 4 项专利授权、2 项软件著作权的同时，成功地应用于交通信 息网格中，在上海、北京、山东、江苏等地区取得了广泛的应用并产生了良好的社会、 经济效益。另外交通网格还得到国外网格权威机构、知名公司及科研院所的肯定和认可， 开展了多项国际合作。