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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
复杂工程场地强地震动传播模拟及应用关键技术
本项目以复杂工程场地土体动力特性及其对强地震动传播影响的基础理论和应用方法为研究对象，揭示了场地地形地貌、局部岩土体条件与非线性特征及其不确定性等对地震动传播特性的影响规律。
南京工业大学
2021-01-12
1，3-环戊二酮的工业化生产技术
1，3-环戊二酮是一种重要的应用十分广泛的中间体，在抗生素、除草剂以及香料的制备中有着重要的应用，是一种重要的精细有机合成中间体。由于其制备方法较少，合成难度较大而使得其目前在市场上较为紧缺，特别是百公斤以上的供货非常难得，且售价很高。
项目特色：
本课题组发展了一类易于大规模生产 1，3-环戊二酮的合成方法，以 4-氯乙酰乙酸甲酯为起始原料，经过四步反应，以 30%的总收率得到 1，3-环戊二酮，产品纯度大于 98%，产品外观成淡黄色，符合目前市场要求，整个生产工艺投料简单，后处理不涉及硅胶柱层析等复杂操作，目前以进行多次公斤级投料，产率稳定，三废较少，且易于处理。
南开大学
2021-04-13
基于时空多尺度联合学习模型的能源需求预测技术
本项目提出了将时间维度与空间维度相结合的多尺度综合能源需求分析与预测模型，设计并实现了一种面向智慧城市的综合能源需求分析与预测的方法，提升能源供应规划和营销策略的优化与决策支持。
项目特色：
面向综合能源时空数据的需求分析和预测可以根据历史数据，结合地理区域的相互关系来预测给定时间范围和空间位置的能源需求。
针对综合能源的特性，项目提出了联合学习和迁移学习的思想对模型进行训练。同时优化不同区域中多种类型能源的联合预测模型，将已有模型的结果迁移到训练集数据不足的模型中，提高能源用量预测的准确率。
面向智慧城市的综合能源信息应用服务场景，并利用 GIS 技术实现配电网分析和用户用电特性分析的可视化。
南开大学
2021-04-13
基于平面镜反射的微悬臂梁偏转检测新技术
基于平面镜反射的微悬臂梁偏转检测新技术采用在检测系统外添加平面镜的手段，进一步提高了微悬臂梁检测的精确度，并且实现了同时对多根梁的往复检测、实时检测。不仅有效的避免了因移动系统元件导致巨大误差的缺点；而且极大地提高了检测的效率。该新技术具有检测精度高、系统结构稳定、生产周期短、成本相对较低、易实现产业化、具有显著的经济效益和社会效益。
国家发明专利授权：201420094273.2（授权），201410075534.0（实质审查）
安徽理工大学
2021-04-13
L-鸟氨酸和L-瓜氨酸生物制造关键技术
L-鸟氨酸在食品、医药和精细化工领域具有广泛的应用，L-瓜氨酸在抗氧化、医用检测、保健食品、化妆品和食品添加剂等方面具有广泛的应用前景，国内外需求巨大。
L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的生产有天然提取法、化学合成法、生物转化法等。天然提取法由于成本高，无法工业化生产；化学合成工艺难于控制，投资大、设备利用率低；生物转化法条件温和，但还是受原料精氨酸生产、已有知识产权专利保护及环保因素等多条件制约。
本成果利用先进代谢工程技术，通过从头理性设计和系统优化谷氨酸棒杆菌，构建了具有自主知识产权的生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸谷氨酸棒杆菌工程菌。生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的谷氨酸棒杆菌工程菌不含任何质粒，遗传稳定。以葡萄糖无机盐培养基生产L-鸟氨酸，目前在7L发酵罐水平，通过分批补料的方式，通过约72小时左右发酵，L-鸟氨酸产量可达到50g/L左右。
南京工业大学
2021-01-12
彩色镭雕激光打标高分子材料的制备技术
在塑胶包装行业，镭雕标记技术日益兴起，近年来，利用激光在聚丙烯等塑胶制品表面进行雕刻标记得到了广泛应用，但镭雕高分子材料仅能够进行黑色、白色和灰色的激光标记，色彩单一且缺乏视觉吸引力。江南大学开发出新型彩色镭雕激光打标母粒，与聚合物材料熔融共混，几乎不影响任何聚合物自身性能，制备出色彩丰富的镭雕激光打标聚丙烯材料。本技术拓宽了激光打标应用，提高激光打标色彩丰富度与外观效果，增强了激光标记产品的市场竞争力，已在国内外企业推广使用。
江南大学
2021-04-13
生物可降解聚酯工业化生产及改性关键技术
江南大学化学与材料工程学院在生物可降解聚酯方面获得如下技术：聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯（PBAT）、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇共聚酯（PBST）连续化工业生产技术；聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸-己二酸-丁二醇共聚酯（PBSA）中式间歇生产技术。同时针对以上聚酯开发出一系列商业化改性制品：PBAT（PBST）与淀粉改性膜制品（可堆肥降解垃圾袋、包装袋、泡沫塑料）、PBAT（PBST）与 PLA 改性膜制品（可降解地膜、保鲜膜、包装膜）、PBST（PBSA）改性纺丝制品（无纺布、编织袋）、PBS 改性制品（一次性注塑制品）。
江南大学
2021-04-13
新型生物食品防腐剂 ε-聚赖氨酸的发酵生产技术
ε-聚赖氨酸是由 25-35 个 L-赖氨酸通过其 α-羧基与 ε-氨基缩合形成的一种同型氨基酸聚合物，分子量在 2500-4500 Da。目前，ε-聚赖氨酸主要作为一种食品防腐剂被广泛应用于日本、韩国、美国和欧盟。2014 年 4 月，我国卫计委也正式批准其在我国食品加工业中的使用。本项目通过 10 多年的技术攻关，聚焦于产生菌筛选、高产菌选育、发酵过程优化与调控、产物的分离提取与精制等研究内容，获得了具有完全自主知识产权的系列高产菌，实现了实验室（5 L）-中试（1 m3）-试生产（10 m3）不同规模的 ε-聚赖氨酸发酵生产，并建立了与发酵规模相匹配的 ε-聚赖氨酸高效提取和精制工艺。
江南大学
2021-04-11
聚合物基电子封装材料用高性能助剂的制备技术
随着电子封装技术向着“高密度、薄型化、高集成度”不断发展，对聚合物基电子封装材料的各项性能提出了更高要求。目前，我国在先进电子封装材料的研究和应用上与日本、韩国及欧美发达国家相比仍有较大差距。团队通过与无锡创达新材料股份有限公司、无锡东润电子材料科技有限公司等企业开展产学研合作，研发了一系列具备自主知识产权、高附加值以及高性能的电子封装材料用关键助剂，包括环氧树脂增韧剂、环氧树脂固化促进剂、高性能有机硅树脂等，并获得江苏省相关科技计划项目及人才项目的立项支持。相关功能助剂的应用可有效提升电子封装材料的性能，对突破国内高档电子封装材料研发生产的技术瓶颈，提升我国微电子封装产业的国际竞争力，具有积极作用。
江南大学
2021-04-13