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利用人工智能实现了三维矢量全息新技术
上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领导下的未来光学国际实验室宣布，首次利用机器学习反求设计（machine-learninginversedesign）实现了三维矢量全息（Three-dimensionalvectorialholography）的新概念。
据介绍，这项发明是光学全息技术领域的一次重大突破，其提供的基于机器学习的反求设计可精准且迅速地产生一个或多个任意三维矢量光场，有望应用在超宽带全息显示、超安全信息加密以及超容量光存储、超精确粒子操控等各个领域。
相关研究成果于4月18日凌晨发表在国际顶级学术刊物《科学进展》上。该杂志为《科学》（Science）刊物旗下子刊，是一个涵盖所有学术领域的开放性、综合性科学刊物。
光是一种电磁波，其在介质中传播的同时伴随着电磁和磁场的振荡，被称为光的矢量特性。基于光波的横波特性，光的振荡通常被限制在与其传播方向垂直的二维平面上。近些年，研究发现光的振荡可打破传统二维平面的束缚，通过干涉产生纵向光振荡，即形成第三维光矢量。
在物理学上，通过求解三维麦克斯韦方程可以正向得到一个三维矢量光场分布，但其不可控。一直以来，精确产生任意三维矢量光场是一个世界性难题，因其需要十分复杂的反求设计，超出了人类知识和经验的边界。
顾敏院士指导的科研人员利用机器学习反求设计率先实现了三维矢量全息，可精确地控制三维全息图像中每个像素点的任意三维矢量状态。
“通过机器学习的人工智能新科技，我们首次实现了三维矢量光的操控，并将机器学习的算法延伸到光学全息中去，”顾敏院士说，“这样的操控是全方位的，包括对每个三维矢量光携带的信息进行编码、传输和解码，因而消除了传统二维偏振光的束缚。”
文章第一作者任浩然博士（目前在德国慕尼黑大学从事洪堡博士后研究）说：“机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。我们研究证明训练后的人工神经网络可有效地、快速地产生任意三维矢量光场，达到接近百分之百的准确性，极大地提高了光场调控的效率。”
这项发明还为光学全息开辟了一条新道路，首次在全息中证明光的三维矢量状态可以作为独立的信息载体，实现信息的编码和复用。顾敏院士说：“这项发明作为光学全息技术领域的一项重大突破，不仅为下一代超宽带、超大容量、超快速并行处理的光学全息系统奠定了基础，同时也为加深理解光与物质的相互作用（例如粒子操控）提供了一个崭新的平台。”
该项工作得到了墨尔本皇家理工大学（RMIT）人工智能纳米光子学实验室以及计算机科学系的大力支持。
上海理工大学
2021-04-11
大象机器人—mycobot协作机械臂—人工智能套装—教学/视觉
myCobot人工智能套装是集视觉、定位抓取、自动分拣模块为一体的入门级人工智能套装。基于Linux系统，在ROS搭建1：1仿真模型，可通过开发软件实现机械臂的控制，简单易学，能够快速入门学习人工智能基础知识，启发创新思维，领悟开源创意文化。本套装扩展性好，开放性高，可以被用于多种用途。可易用专科院校的实训平台、机器人学科搭建、机器人实验室或个人学习与使用。
产品特性
大视觉识别算法
四种颜色木块、不同形状卡片任意选择，4种ID二维码识别学习二维和三维世界之间的投影关系，图像特征点带你学习图像分割、保存图片特征，深度学习yolov5算法，让你了解神经网络。
6种适配机械臂
支持 myCobot、mechArm、myPalletizer 的M5Stack和树莓派版本。
aruco码的检测、跟踪：摄像头精确定位与标定，并进行自动抓取。
颜色及图像识别：应用深度学习算法，用户可以利用机械臂完成定位抓取和自动分拣。
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深圳市大象机器人科技有限公司
2021-12-10
MKRB-Y8机床上下料机器人工作站
该设备是培训数控机床上下料机器人操作技巧的一个工作站，通过它能够了解机床上下料机器人系统的基本构成，学习掌握机器人在机床上下料的基本功能，包括由机器人上下料搬运、原材料仓储、加工在线视觉检测、成品库仓库、通讯、多工装夹具快速切换等功能。该设备由上下料工业机器人、原材料仓库、视觉检测、成品仓库、快换装置等组成。
宁波摩科机器人科技有限公司
2022-11-07
MKRB-Y2激光焊接机器人工作站
MKRB-Y2激光焊接机器人工作站主要由焊接机器人、变位机、激光器、激光电源、控制系统、激光指示定位系统、光纤传输及聚焦系统、冷却系统等组成一套智能激光焊接机器人工作站。
工作站激光电源采用最新型基干触摸屏操作控制的智能化高精度恒流型开关电源，内部采用基干FPGA和ARM的嵌入式结构，控制部分是基于Linux内核操作系统，外部显示配置彩色触摸屏，提供了水温、水压、缺相、过流、过压等多种故障报警功能，通过触摸屏界面可以实现对多种激光波形和参数分段进行编程，人机界面美观大方，功能强劲，质量可靠，各种技术指标参数处干同行业技术领先水平。基于工业控制现场总线的数据通讯，具备较强的抗干扰能力。
宁波摩科机器人科技有限公司
2022-11-07
MKRB-Y3激光切割机器人工作站
MKRB-Y3激光切割机器人工作站主要由切割机器人、伺服变位机、光纤激光切割电源、机器人激光割枪系统、安装框架、冷水机系统、集成控制系统等组成。可以24小时连续作业，跟人工作业相比，其效率，质量，稳定性等有很大提高。
三维光纤激光切割机器人系统是一种可对不同度的金属板材进行多角度，多方位柔性切割的先进的激光切割设备，其利用工业机器人灵活和快速的动作性能，根据用户切割加工工件尺寸的大小，通过将机器人进行正装或倒装，并针对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程，通过光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割;利用光纤将激光传输到切割头上(光纤激光切割头上配备专用光纤随动装置和光路传输装置)，再利用聚焦系统进行聚焦，可对多种三维金属板材进行多方位的切割。根据金属板材的厚度不同，所选光纤激光器的功率大小也不一样，对不同功率的激光器配备制冷量不同的冷却系统，以保障激光器的正常工作。本套三维光纤激光切割机器人系统作为激光应用技术的高端技术已经越来越广泛地应用干汽车制造行业加汽车零部件、汽车车身、汽车车门框、汽车后备箱，汽车车顶盖等各个方面。本套系统可以代替了传统的加工方式，降低了模具投资，大大缩短了汽车制造商和零部件配套商的开发周期，提高加工效率和切割工件的精度，降低了生产成本，是汽车制造商和零部件配套商提高竞争力的有力工具。
宁波摩科机器人科技有限公司
2022-11-07
MKRB-Y4电弧增材制造机器人工作站
机器人打印3D工作站六轴关节机器人，数字化焊接电源，推拉丝焊枪与防碰撞装置、3D离线编程软件、铣削减材系统、移动式煌接除尘器、3D柔性连接平台、控制系统、防碰撞焊枪、移动烟尘净化器、安全围栏等组成一套智能3D增材制作机器人打印工作站，可广泛用于有色金属的3D成型打印及工艺试验。满足教学需求，方便实际应用的高配置型机器人3D接工作站。本工作站按照企业应用要求:标准模快化设计，通过学习机器人工作站结构，配置选型、控制原理，PLC控制原理与编程，以及系统之间的通讯、3D打印工艺分析、工艺评定，工装设计原则、机器人外部轴的添加与联动。安全防护、1/0通讯、程序数据、程序编写、硬件连接、通讯方式设定。掌握机器人编程操作、M参数设定、工装设计基础、变位机选型与通讯。适合中高职、本科院校自动化、焊接及材料成型类相关专业《金属3D打印技术》、《工业机器人与控制技术》、《焊接自动化技术》《自动化技术》《金属3D打印技术》等课程的实训教学，提供机器人的编程、维护、焊接工艺的编制、工作站的项目设计及项目管理全方位实训与工艺试验论证。使用KRL结构模式设置可快速编写打印程序。将零件的三维模型输入到计算机3D打印制造软件中，由软件通过几何层面的分析，确定增材制造的策略，数模分层切片，多种加工策略，包括增材和减材制造的交善时机，并生成多种加策路和加工代码。
宁波摩科机器人科技有限公司
2022-11-07
键合型抗微生物高分子材料
人类文明的高度发展，既带来了生活的便利与舒适，同时也增添了病菌传播的机会。近年 来世界上大规模传染性疾病的时有发生，例如，1996年日本发生的O-157大肠杆菌感染事件， 2000年日本、韩国、蒙古等国家发生的口蹄疫事件，2003年我国流行的SARS事件，至今在许 多国家相继爆发的禽流感及致人死亡事件，以及霍乱、肺炎、疟疾、结核病和肝炎等，都给世 界带来了震惊和恐慌，也给人类生命财产造成了重大的损失，促进了人类对健康生存环境的追 求。自上世纪80年代以来，各种各样的抗微生物材料发展十分迅速。抗微生物制品在保护人类 健康、减少疾病、改善生活环境等方面可以起到绿色屏障的作用。据CBS调查，52％的美国民 众购买日用品时，会注意产品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而无论是以欧美为代表采用有机抗菌剂，还是以日本为代表采用无机银离子或纳米级 二氧化钛直接混入树脂基体制备聚合物制品的抗微生物技术都存在不足。理论而言，作为一种 抗微生物材料不仅应该同时对绝大多数微生物有效，而且不应该是溶出性的，否则所制成的饮 水管道、食品包装膜、饮水机等都会因人体摄入而造成毒害，不耐洗涤、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多数有机抗生素的作用机理在于影响微生物的新陈代谢，进而达到抑制其生 长繁殖的目的，然而这类抗生素的滥用，将导致微生物抗药性的增加，会给人类健康带来更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺点的抗菌剂，如阳离子型抗菌剂，通 过正负电荷的静电吸引作用，破坏细胞膜而杀死微生物，成为抗菌剂的重要发展方向。 本项目创建了一类高效、广谱、对人体安全无毒的抗微生物材料，其特点是将特定的阳 离子型功能团齐聚物键合到应用广泛的大宗树脂的分子链上，成为非溶出型的分子组装抗菌材 料，经久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了现有技术的缺陷，是抗微生物材料方面一个有 突破意义的发明。
华东理工大学
2021-04-11
可预防冠状病毒感染作用的候选分子研究
南开大学药学院与天津大学国际生物医药联合研究院组建新药开发联合攻关团队，针对新型冠状病毒的生物学特点、传播特征和公共卫生风险防控的潜在需求，开展了病毒防治相关药物的研发，从药食同源分子中发现了可预防冠状病毒感染作用的候选分子。 南开大学药学院与研究院联合攻关团队，利用人工智能辅助的虚拟药物筛选系统，从中药单体库、药食同源天然分子库和成药化合物库中筛选潜在的互作界面抑制剂，尤其关注药食同源类物质所含的活性分子。通过筛选和既往药理信息的综合分析，观察到多种药食同源的中药中含有抑制病毒与受体结合的潜在活性分子，为中医药方剂的配伍和新型冠状病毒感染的肺炎的防治提供了一定的信息。
南开大学
2021-04-10
多媒体分子生物学图象分析系统
分子生物学是研究生物大分子结构与功能的一门学科,而分子的大小、密度、含量及图象比较分析是分子生物学研究中的重要内容，如对基因密码DNA进行限制性内切酶解片断长度多态性分析（简称RFLP）和聚合酶链反应（简称PCR）对DNA分子上的基因不同长度的特征性片段进行扩增分析，蛋白质和DNA、RNA分子、多糖分子及其它生物大分子的经凝胶电泳和荧光染色或其他方法染色后，在紫外透射分析仪和其他光谱下可显示出不同图象位置格局和密度，是生物学科研工作和临床疾病诊断的重要依据。以往对这些不同分子的分析主要是凭人眼目测，欠客观性，人为因素所造成的误差较大，且难以保存这些结果的原始图象。我们将分子生物学技术与计算机技术结合，研制出多媒体分子生物学图象分析系统。本分析系统由PⅡ350以上的微机和CCD(CHARGE COUPLED DEVICE)摄像机,图象卡,紫外透射分析仪,日光源,扫描仪,彩色喷墨打印机,电源转换器, 分子生物学图象分析专用软件系统(BioComputAnasis1.0a)等部分组成。 该分子生物学图象分析系统可以对生物大分子电泳图象进行密度定量、分子大小测定、标注、扫描、图象融合比较,存储、编辑和打印，便于检索，为科研和临床图象采集和数据分析提供了强有力的系统,使得医学诊断和生物科研图象的多功能分析成为可能。经临床和分子生物学实验应用表明,该系统定量准确，分析可靠，速度快，能储存大量信息，便于检索和信息处理。可以打印彩色照片和结果报告，非常方便。这必将代替以往其他传统落后的实验方式和分析报告方式。对分子量进行多次实际测定,总误差率<+1%,对密度含量进行实际测定结果表明误差率<+5%,该系统操作简单,是分子生物学和基因工程基础研究、临床分子诊断及基因诊断重要的仪器和换代产品,为科研和临床数据采集分析提供了极大的方便。
上海理工大学
2021-04-11
玉米油份含量的分子标记及其应用技术
小试阶段/n该成果涉及多种玉米油份含量相关的基因位点及分子标记，可应用于辅助玉米品种或品系的基因型检测，可高效精准地判断该品种或品系油份含量的大小；可应用于不同遗传背景下的高油玉米育种，也可以用于玉米遗传改良。该方法和标记克服了常规育种周期长、后期筛选工作量大、对品种或品系进行鉴定的效率低等缺陷和不足，在玉米育种领域具有广阔的应用前景。
华中农业大学
2021-04-11