全固态薄膜电池具有非常诱人的应用前景，可作为各种小型化长寿命 军用电源，在智能卡，传感器，微电子与微机械系统等方面与之匹配 的微电源。为将来的信息化，电子化，智能化和武器先进化提供新型 高效可靠的电源。 例如:结合射频识别(RFID)技术，组成配有薄 膜电源的射频卡，能够对军队的武器弹药进行 RFID 标签，从而提高 军用物资的有效管理。 美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的喷气推进实验室，将全固态 薄膜锂离子电池与太阳能电池相结合，利用微机械系统，研制在微型 卫星上需要的高度

基于分布式人工智能和优化方法，对大规模社会网络群体的行为模式与潜在机理进行建模分析，最终实现群体交互、协作等问题的系统性优化，研究内容主要包括：手机用户群体的群集行为模式与群智感知，手机用户群体的信息传播与多重社会网络分析等

随着纳米光子学的发展，具有超颖性质的人工微结构吸引了众多研究。针对日益增长的研究和设计需求，北京大学物理学院方哲宇及其研究团队实现了一种自洽的框架——BoNet，其结合了贝叶斯优化（Bayesian optimization）和卷积神经网络（convolutional neural network），实现了纳米结构对于超强光学手性的自学习。基于此框架，他们将纳米结构设计表示为图形，并输入卷积神经网络进行电场分布和反射光谱的学习，此过程不需要将纳米结构参数化为向量，因此最大化的保留了其几何信息和边界条件。同时，利用贝叶斯优化以实现对纳米结构远场光学手性的优化，并运用其采样样本反复训练神经网络实现自学习。利用BoNet，他们针对远场反射光谱的圆二色性进行优化并逼近了其理论极限(CD = 1)，同时利用神经网络匹配预测的近场电场分布，对获得的强光学手性进行分析解释。 此框架能够被直接推广用于其他光学性质的自学习优化，例如实现反常透射，偏振态调制和相位调制。更进一步的，此方法论能够帮助设计更多的，具有良好光学性质和运用价值的纳米光子学器件，比如消色差超透镜，超灵敏的微传感器以及智能超表面等。此研究同时能够启发更多数据驱动的研究，通过利用人工神经网络和其他机器学习的方法，实现对传统科学研究的新探索，在制药，引物设计，固体结构分析上启发新突破。 该工作于2019年11月19日在线发表于学术期刊《PHYSICAL REVIEW LETTERS》上，题为“Self-Learning Perfect Optical Chirality via a Deep Neural Network”(DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.213902)。北京大学物理学院方哲宇研究员是本文的通讯作者，李瑜，徐优俊，姜美玲为该文的共同第一作者，北京大学定量生物学中心来鲁华教授为合作者，北京大学为唯一通讯作者单位。该工作得到得到了科技部、教育部、国家自然科学基金委、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、北京大学纳光电子前沿科学中心、量子物质科学协同创新中心、北京大学高性能校级计算平台、北京大学生命科学中心高性能计算平台等单位的支持。用于近远场计算的神经网络结构表征实现了逼近理论极限的高手性，并利用神经网络对近场分布进行分析

复合材料具有很好的结构性能，同时具有功能性能，比强度高、比刚度高、疲劳耐久性能强、自振频率高、具有很好的减震效果，还具有优异的温度稳定性，膨胀系数小的特点，此外对化学腐蚀，高温，辐射、光电磁具有很好的抵抗性能。为使桥梁结构更安全、耐久，学院研发的纤维复合材料薄壁箱梁，对于桥梁建设具有巨大的促进作用。

成果与项目的背景及主要用途：工业造型计算机辅助设计系统（IMDS1.0） 是在天津市应用基础重点基金的资助下，根据工业设计领域的需求，将虚拟现实 技术、虚拟人技术、IBMR 技术和全局光照技术、协同工作等多项计算机图形新 技术应用于工业造型设计领域。在对这些新技术进行创新性研究的基础上，开发 了支持工业造型设计的新型工具软件系统。作为支持工业造型设计的计算机辅助 软件和工具，目前在国际上尚无专门的用于工业造型设计的软件产品，大多借助 于机械、建筑、影视动画等 CAD 软件来完成设计。因此该项成果具有一定的创 新性和先进性，该项目所研究的技术不仅对提升我国的工业设计水平具有积极的 意义，并且在动画、虚拟现实等其他领域有着广泛的应用前景。 技术原理与工艺流程简介：本项目面向工业造型设计领域的需求，对多项计 62天津大学科技成果选编 算机图形学新技术进行了创新性研究。提出了适应工业设计特点的分布式虚拟现 实协同设计环境；通过对基于图像的造型和绘制技术（IBMR）的关键环节研究， 实现了基于图像的新型建模方法及全景图拼接功能，并消除了纹理变形；提出了 逆向运动学和关键帧相结合的虚拟人底层运动控制手段，以及基于包容式结构和 专家系统技术的虚拟人高层运动控制手段，为人机工程仿真测试提供有效的人体 运动模拟手段。并利用整体光照算法，以实现几何形体的真实显示效果。 技术水平及专利与获奖情况：目前正在申请软件著作权。 应用前景分析及效益预测：目前，在国内外尚无专门为工业造型设计开发的 工具软件系统,用户多采用建筑、机械等 CAD 软件作为支持工具，如 Pro/Engineer、 EDS Unigraphics、EUCLID、AutoCAD、SolidWorks 或直接应用它们的造型和绘制功 能或使用在这些软件系统中含有的支持工业造型设计的模块。这类软件一般均具 有很强的造型能力，尤其是复杂曲面的造型。但在图形生成的质量上，很难满足 工业造型设计的要求。一些影视制作、动画生成或图象处理软件系统也常被用来 进行工业造型设计，如 Alice Wavefront、MAYA、3DS Max、Photoshop 等。它们 虽在图象效果和动画生成上各有独到之处，但在模型表示和数据结构上均未考虑 与造型设计相关的结构和功能设计以及之后的人机工程测试环节。 随着改革开放的日益深入，尤其是面临着加入 WTO，人们已开始逐步认识 到工业造型设计对产品的市场竞争力、企业形象的重要性，都将会把产品造型设 计放在非常重要的位置上来，相应的对工业造型设计工具的需求就会升高，将会 有很大的用户群，因而将会有非常好的市场前景。 应用领域：工业产品造型设计、人机工程仿真测试、计算机动画等领域。 

技术人才：高分子材料与工程专业；材料化学专业；应用化学专业