研究目的和意义机器学习和人工智能已成为当今最热门的技术之一。2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，正式将人工智能作为国家重要发展战略之一。人工智能已经成为信息技术时代的又一波浪潮。在这波浪潮的推动下，互联网行业、金融行业、传统制造业、政务民生、公安警务等各行各业都在积极向人工智能领域转型升级，利用人工智能先进技术提升智能分析和辅助决策能力，

1.痛点问题 新材料的设计与研发往往面临挑战：急需的新材料难以快速筛选设计，而设计出的新材料又难以找到高效且低成本的合成配方，拥有合成配方的新材料又会面临规模化的长周期探索。根据国家工业和信息化部对30余家大型骨干企业调查结果显示，130种关键材料中，有32%国内完全空白、54%虽能生产，但性能稳定性较差、只有14%左右可以完全自给，亟需新思路来解决我国新材料研发难题。本项目着眼于新材料研发，希望通过创建目前业内空白的智能化新材料研发范式，引领行业智能材料开发自动化服务与工艺的开发。 在数字化、智能化浪潮中，国家和各行业的产业界都非常看重科研的智能化升级。通过持续的交流与调研，我们发现许多企业和研发团队目前对智能研发存在大量潜在需求，而智能研究服务与工艺的同类竞品极少。因此，清华智研将作为一家高新科技企业，以AI赋能研发（AIEmpoweringResearch&Development）为使命，组建国际顶尖水平团队，向国内引进并自主开发世界前沿的AIforScience技术，打造世界级的AI未来实验室（World-ClassAIFutureLab）。 2.解决方案 本技术为新材料研发数字化智能服务平台，可在材料研发过程中对各个尺度以及不同研发阶段下进行智能化的加速及分析服务。以各种人工智能算法为核心，如主动学习算法，图神经网络，卷积神经网络等，我们根据不同材料体系的尺度包括三大方面：1.针对分子及晶体等微观尺度的功能材料研发，设计智能化的深度学习系统。2.针对二维功能材料及其功能性器件、催化剂、膜材料等宏观尺度，设计智能化的深度学习系统。3.针对功能材料研发的表征仪器等平台尺度，设计智能化的系统解决方案。这些智能化解决方案能极大地加速新材料尤其是碳中和相关材料的研发速度，从而大大地降低研发成本与时间，为企业获得有竞争优势的科研壁垒。 自动化和人工智能助力未来智能实验室的方方面面，从样品制备（称量固体、添加液体、超声处理.等)，到合成（分配液体，控制温度，混合，测量pH值，干燥等)、表征（气相色谱，高效液相色谱，分光光度法等)，通过自动化/机器人的辅助，可以有效提高可重复性，提高信噪比，加快实验速度。通过人工智能技术，将实验数据转换为可操作的智能指导，快速浏览并利用复杂的数据，提升认知能力。 智能化研发平台 3.合作需求 拟成立公司推动该项成果的产业化进程，希望对接 1）工程化、产品化所需的资源； 2）新能源、新材料领域合作企业。

所有的净菜加工厂商仍采用人工来完成这一环节的加工，可谓是费时费力，为生产经营者带去了较大的人工成本开销，并且手工对半切也存在效率不高，规格尺寸不均等诸多问题。 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 学号 高炜凯 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20484116 杭海斌 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20481112 杜陈琳 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20446102 裴育 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20496329 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈炳伟 机器人产业学院/机械设计及其自动化 教研室主任/高级工程师 智能制造 闫东旭 机器人产业学院/电气自动化 讲师 离散元法、机械优化设计 四、项目简介 随着我国经济的发展，人民的物质生活水平不断提高，人们的饮食习惯逐步向方便快捷、营养化的方向发展，在蔬菜的加工方面出现了净菜半成品菜，受到广大人民群众的欢迎。而发展食品工业的基础便是食品机械，不断地研制各种类型的食品机械才可能促进食品工业的发展和满足不断提高的人民物质的需求。 现如今，用于蔬菜清洁、削皮和切片等功能的机器已经屡见不鲜，几乎各类规模的净菜加工厂都在使用此类机械来完成对菜品的加工，但在各个生产环节中仍存在着一个不容忽视的需求，即所有需要切片的根茎类蔬菜在使用机器切片之前都需要将其对半切开，而这一环节至今尚未被食品机械生产厂商所洞察并重视，市面上尚无能够满足这一环节要求的机械，所有的净菜加工厂商仍采用人工来完成这一环节的加工，可谓是费时费力，为生产经营者带去了较大的人工成本开销，并且手工对半切也存在效率不高，规格尺寸不均等诸多问题。

公司现在都是由人工进行数控车床及加工中心的操作，每人可以操作两台或三台机床，公司自2019年起就着力考察能够合作的企业或学校，致力打造由机器人替代人的数控车床及加工中心的操作，但多方寻找，还未有能够针对我公司的高端装备产品的机器人，我公司的产品，品种多，需要较频繁的更换要加工的工件，所以较其他企业的流水线式的机器较为复杂。

一种含通道的仿生结构及其电磁力训练装置和方法，属于生物组织工程机生物医疗器械领域。本发明使用电磁场力训练装置在体外训练含通道的、多功能和多系统的三维仿生结构。该通道在结构主体上呈两端通孔、两端盲孔或一端盲孔一端通孔状态，通道之间相交、平行、共线或异面。本发明将仿生结构在电场、磁场或复合电磁场中训练或脉动培养，使细胞在微流体通道中逐层定向排布。该结构至少含一种细胞；通道外壁、内壁或通道孔内至少分布有一种细胞。所述仿生结构主体为细胞和天然高分子水凝胶的混合物。所述多通可具备循环、神经和免疫功能。

该装置为双气囊结构，训练者穿戴上气囊与紧身短裤密闭后，将上半身密闭在上气囊内；同时穿戴紧身短裤与下气囊密封，将下半身置于密在下闭气囊内，调节气囊内的压力获得不同的举升力，在步行器带动下，患者可多自由度进行减重步行训练，并可获得多个有氧运动评估参数，为临床提供诊断依据。

在速度滑冰比赛中，掌握弯道处的滑行技术是制胜的关键。但是运动员在进行弯道技术训练时，自己加速到60km/h的高速需要耗费大量体力，所以日常训练的次数非常有限，严重制约了训练效果。另外，每次加速的过程，和运动员当时的体力、状态有很大关系，导致每次训练的入弯速度都不一样，这同样严重影响了训练效果。 为解决速滑传统弯道技术训练方法存在的体力消耗大、入弯速度一致性差难题，我们研发了一种运动加速装置，可通过外力将运动员加速至最高72km/h的高速，再调整姿态进入弯道，训练以高速通过弯道的滑行技术。本装置从2020年1月起就成为了速滑国家队弯道技术训练的“加速神器”，大幅降低了运动员在弯道技术训练中的体力消耗，极大提升了训练效率，实现了入弯速度的精准控制，助力提高了运动员以高速过弯的能力。 在2022年北京冬奥会上，速滑国家队在多个项目上获得我国历史最好成绩，其中高亭宇破纪录获500米冠军，宁忠岩获1000米第五名、1500米第七名等；2021年，高亭宇、宁忠岩还分别获速滑世界杯500米、1000米和1500米冠军等。突出的弯道滑行技术被评价为是获胜的关键因素之一。 图1.装置在国家队运行的照片

XM-64A多媒体经穴学及针刺仿真训练系统   一、功能特点： ■ XM-64A多媒体经穴学及针刺仿真训练系统模型为成人上半身，采用高分子材料制成。 ■ 共有54个穴位，与软件配套使用，若使用刺穴正确，电脑显示器上会自动显示当前所刺身体部位，并同步播报该穴位名称、穴位代码、穴位经络、穴位部位。 ■ 系统融计算机技术、电子控制技术、多媒体技术、腧穴理论于一体，软件含“子午流注”。 ■ 声音、屏幕、人体模型同步控制经络腧穴的信息。 ■ 显示十二经脉循环流注，经脉络属表里对经关系，特定穴的分布。 ■ 显示表层、浅层、深层穴位解剖图谱。 ■ 常见病的辩证施治，随证选穴的查询及处方输出。 ■ 54个穴位：四白穴、率谷穴、头维穴、上星穴、神庭穴、阳白穴、印堂穴、攒竹穴、阳白穴、丝竹空穴、睛明穴、承泣穴、百会穴、瞳子髎、下关穴、耳门穴、听宫穴、听会穴、迎春穴、水沟穴、承浆穴、地仓穴、颧髎穴、颊车穴、翳风穴、风池穴、风府穴、天柱穴、大椎穴、肩井穴、巨骨穴、云门穴、中府穴、期门穴、章门穴、中脘穴、檀中穴、天突穴、肩贞穴、天宗穴、膏盲穴、肺俞、膈俞、至阳穴、肝俞、脾俞、胃俞、肾俞、命门。   二、标准配置： ■ 多媒体经穴学及针刺仿真训练系统模型：1台 ■ 针灸针：1套 ■ 连接线：1根 ■ 加密狗：1个 ■ 操作软件：1套 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张   三、可选配置： ■ 计算机 ■ 触控一体机

XM/CPR800多功能急救护理训练模拟人 （心肺复苏、基础护理）   XM/CPR800多功能急救护理训练模拟人由全身模拟人和电子显示器组成，可进行CPR心肺复苏训练与考核、基础护理操作训练。 执行标准：美国心脏学会(AHA)2015国际心肺复苏(CPR)＆心血管急救(ECC)指南标准。   一、心肺复苏功能： ■ 大屏幕液晶显示人工呼吸与胸外按压、模拟心电图显示、钜形图表数据统计显示。 ■ 模拟标准气道开放。 ■ 人工手位胸外按压时： · 动态条码指示灯显示按压深度：按压深度正确(5-6cm区域) 由条码绿灯显示、按压深度不够（小于5cm）由条码黄色、按压深度过深（大于6cm）由条码红色指示灯移动的动态反馈显示CPR按压深度。 · 液晶计数显示：详细记录按压正确和错误的次数（按压力量过大、按压力量过小、按压位置错误的次数）。 · 钜形图表数据统计：按压正确、按压力量过大、按压力量不足、按压错误等详细图表统计显示。 · 语言提示：中文语音提示，详细提示按压错误的具体原因以便训练者及时改正。 ■ 人工口对口呼吸（吹气）时： · 动态条码指示灯显示潮气量：吹入的潮气量正确（500/600ml-1000ml）由条码绿灯显示、吹入的潮气量过小或过大分别由黄色或红色条码指示灯移动的动态反馈潮气量大小； · 液晶计数显示：详细记录吹气正确和错误的次数（潮气量过大、潮气量过小的次数）。 · 钜形图表数据统计：吹气力量过大、吹气力量不足、吹气正确等详细钜形图表统计显示。 · 语言提示：中文语音提示，详细提示吹气错误的具体原因以便训练者及时改正。 ■ 按压与人工呼吸比：30：2（单人或双人）。 ■ 操作周期：先30次按压再2次吹气30：2五个循环周期CPR操作。 ■ 操作频率：100-120次/分。 ■ 操作方式：训练操作、考核操作、自定义考核。 ■ 操作时间：以秒为单位计时。 ■ 语言设定：可进行语言提示设定及提示音量调节设定；或关闭语言提示设定。 ■ 成绩打印：操作结果可热敏打印长条和短条成绩单。 ■ 检查瞳孔反应：考核操作前和考核程序操作完成后模拟瞳孔由散大、缩小的自动动态变化过程的真实体现。 ■ 检查颈动脉反应：用手触摸检查，模拟按压操作过程中的颈动脉自动搏动反应；以及考核程序操作完成后颈动脉自动搏动反应的真实体现。   二、基础护理功能： ■ 面部清洁 ■ 手臂静脉穿刺、注射、输液（血） ■ 三角肌皮下注射 ■ 股外侧肌注射 ■ 灌肠训练 ■ 瘘管造口术护理 ■ 女性导尿术 ■ 男性导尿术 ■ 女性膀胱冲洗 ■ 男性膀胱冲洗 ■ 膀胱造口术护理 ■ 整体护理：擦浴、穿换衣服   三、标准配置： ■ 多功能急救护理训练模拟人：1台 ■ 液晶显示器：1台 ■ 豪华手拉推式人体硬塑箱：1只 ■ 复苏操作垫：1条 ■ 呼吸面膜（50张/盒）：1盒 ■ 可换肺囊装置：4套 ■ 可换面皮：1只 ■ 热敏打印纸：2卷 ■ 心肺复苏操作光盘：1张 ■ 现场急救手册：1本 ■ 可更换生殖器模型：1个 ■ 模拟人衣服：1套 ■ 吊瓶式输液器：1套 ■ 数据线：1条 ■ 电源线：1条 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

XM/ALS1200高级综合急救护理训练模拟人 （AED、CPR、护理、创伤四合一/有线版）   执行标准：执行美国心脏学会(AHA)2015国际心肺复苏(CPR)＆心血管急救(ECC)指南标准。 XM/ALS1200高级综合急救护理训练模拟人（AED、CPR、护理、创伤四合一/有线版）由全身模拟人、计算机控制系统、AED模拟除颤训练仪、创伤模块组成，可进行CPR训练考核、基础护理操作、AED模拟除颤训练、创伤止血包扎等操作。   一、产品特点： ■ 本模型为成年男性整体人，采用高分子材质，肤质仿真度高。 ■ 解剖标志明显，具有仿真的头颈部，头部可水平转动，有利于清除异物。 ■ 胸部体表标志明显（胸骨角、乳头、剑突等），便于胸外按压的操作定位。 ■ 可触及颈动脉搏动，死亡状态下，颈动脉搏动消失，抢救成功后，颈动脉搏动恢复，颈动脉搏动与有效按压相关联。 ■ 心肺复苏术：仰卧位，头可后仰，便于清除呼吸道异物，可进行胸外按压。 ■ 可进行口对口人工呼吸或者使用简易呼吸器辅助呼吸，有效人工呼吸可见胸廓起伏。 ■ 瞳孔示教：死亡状态下，模拟人瞳孔散大，抢救成功后，双侧瞳孔由散大变为正常。 ■ 模拟人和计算机之间通信方式：USB通信。 ■ 模拟人手臂关节灵活，可进行搬运练习。   二、软件功能： ■ 软件依据《美国心脏学会2015国际心肺复苏心血管急救指南标准》的操作标准对心肺复苏操作进行评价。 ■ 软件形象的展示了心肺复苏急救流程，图文并茂的介绍了急救链中的每项操作要点。 ■ 操作模式：训练、考核、实战三种操作模式，每种模式均可自行设置操作时间、按压次数、按压深度、吹气次数、吹气量、CPR循环次数等，老师也可调节和变更按压和通气的考核标准值，建立符合当次考核状态的心肺复苏标准。 ■ 学员管理：可自由编辑学员名称及编号，用于存档。 ■ 人工口对口呼吸（吹气）时： · 动态条码指示灯显示潮气量大小：吹入的潮气量正确由条码绿灯显示，吹入的潮气量过小由条码黄灯显示，吹入的潮气量过大由条码红色指示灯动态反馈显示潮气量大小。 · 电子计数显示：详细记录吹气正确和错误的次数（吹气量过大、吹气力量过小）。 · 语音提示：中文语音提示，详细提示吹气错误的具体原因以便训练者及时改正。 ■ 人工手位胸外按压时： · 动态条码指示灯显示按压深度：按压深度正确由条码绿灯显示，按压深度过小由条码黄灯显示，按压深度过大由条码红色指示灯动态反馈显示按压深度。 · 电子计数显示：详细记录按压正确和错误的次数（按压力量过大、按压力量过小、按压位置错误）。 · 语音提示：中文语音提示，详细提示按压错误的具体原因，以便训练者及时改正。 ■ 全程心电图显示： · 抢救前：显示为濒临死亡的心电图, 呼吸图消失。 · 抢救中：进行按压操作时，显示按压心电图，频率与按压频率一致，呼吸监护显示潮气操作图形。 · 抢救成功后：显示为窦性心律，呼吸恢复正常。 ■ 依据《2015年美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南》的操作标准，对心肺复苏操作进行评价，操作达标，模拟人复活，操作未达标，模拟人死亡。 ■ 成绩单所有操作结果数据以表格形式清晰显示，并可保存成绩单，可连接通用打印机对成绩单进行打印。 ■ 按压与人工呼吸比：30：2（单人或双人）。 ■ 操作周期：先30次按压再2次人工吹气，30：2五个循环周期CPR操作。 ■ 操作频率：100-120次/分。 ■ 操作时间：以秒为单位计时。   三、护理功能： ■ 面部清洁 ■ 手臂静脉穿刺、注射、输液（血） ■ 三角肌皮下注射 ■ 股外侧肌注射 ■ 灌肠训练 ■ 女性导尿术 ■ 男性导尿术 ■ 女性膀胱冲洗 ■ 男性膀胱冲洗 ■ 整体护理：擦浴、穿换衣服   四、AED模拟除颤功能： ■ 自动体外模拟除颤仪设计符合人机工程学，打开盒盖则设备开机，关闭盒盖则设备自动关机，具有单键除颤功能操作，面盖背部可存放AED电极贴片。 ■ 模拟急救现场AED的工作流程，但无高压电击除颤工作，全程中文语音提示，指导学员熟悉BLS的工作流程及AED使用要点。 ■ 自动侦测除颤电极片的贴敷位置是否正确，学员通过反复使用模拟AED可以熟悉电极片贴敷位置。 ■ 系统内置12个脚本（一次除颤的室颤、多次除颤的室颤、反复颤动的室颤、发现并解决故障-电极片松动、发现并解决故障-触碰病人、发现并解决故障-电池电量低、非除颤心律、二次除颤的室颤、三次除颤的室颤、室颤、发现并解决故障-电极片松动-电池电量低、发现并解决故障-触碰病人-电池电量低），可模拟不同情景的急救现场情况，并且全程语音提示指导训练者完成BLS训练，可以根据需要暂停或继续BLS过程。 ■ 故障模拟功能：通过遥控器选择可以进行情景模拟的语音提示，包括：除颤过程有其他人接触病人身体、贴片位置错误、贴片位置正确、无需除颤、需要除颤、机器故障、电池电量低等。 ■ 电量管理功能：AED训练器自动侦测电池电量，当电池电量不足时，系统将有“电池电量低，请更换”语音提示。在两次AED期间，系统处于待机状态，进入省电模式，开机后如果3分钟内无任何操作，系统将自动进入关机状态。   五、创伤功能： ■ 面部烧伤Ⅰ Ⅱ Ⅲ度 ■ 前额撕裂伤口 ■ 颌前创伤口 ■ 锁骨开放性骨折与胸膛挫伤 ■ 腹部创伤伴有小肠突露 ■ 右上臂肱骨开放性骨折 ■ 右手开放性骨折、软组织撕裂伤口、骨组织暴露 ■ 右手掌枪弹伤口 ■ 右大腿股骨开放性骨折 ■ 右大腿复合形股骨骨折 ■ 右大腿金属异物刺伤 ■ 右小腿胫骨开放性骨折 ■ 右足开放性骨折右小指截断创伤 ■ 左前臂烧伤Ⅰ Ⅱ Ⅲ度 ■ 左大腿截断创伤 ■ 左小腿胫骨闭合性骨折以及踝关节和足挫伤   六、标准配置： ■ 心肺复苏全身人体模型：1台 ■ 手拉推式硬塑箱：1只 ■ 计算机：用户自配或选配 ■ 创伤模块：1套 ■ AED模拟除颤仪：1台 ■ USB连接线：1条 ■ 电源适配器：1个 ■ CPR安装操作软件：1套 ■ 复苏操作垫：1条 ■ 一次性呼吸面膜(50张/盒)：1盒 ■ 可换肺囊装置：4套 ■ 可换面皮：1张 ■ 输液套装：1套 ■ 可更换生殖器：1个 ■ 操作指南光盘：1张 ■ 急救手册：1本 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张