基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合虚拟增强现实（MR）技术、自动驾驶、物联网以及机器视觉等领域的飞速发展，对图像传感器的采集速度提出了更高的要求。传统基于“帧”扫描形式的CMOS 或 CCD 图像传感器较难满足高速运动物体的拍摄需求，若提高相机的图像采集帧率，则需要采用高性能且结构复杂的模数转换器，大量的图像会带来较大的数据冗余，此外，也会面临功耗高的问题。 相比于传统的光电和图像传感器，生物视网膜具有许多不可比拟的优势。视网膜中的光感受器可根据外界光强的变化自适应调节增益，能够感知超过 180dB 的光强范围。另外，视网膜基于事件驱动式的采集方式，仅输出场景中光强发生变化的信息，因而，能够滤除低频信息带来的冗余。在信号处理和传输上，采用异步通信的方式，通过神经节细胞将光强信息转换为时空脉冲信号，实现低功耗。 受到生物视网膜的启发，研究人员提出了基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄。该类传感器多采用对数像素电路作为光强探测单元，因其动态响应范围宽，可随机读取。然而，对数电路在弱光环境下灵敏度低，几乎没有光响应，即仍然无法模仿视网膜弱光下的高灵敏度，除此之外，其输出受到 (Fixed Pattern Noise，FPN)的影响，降低了图像质量。 我们提出了一种兼容 CMOS 工艺的光敏二极管体偏置场效应晶体管器件(PD- body biased MOSFET，简称 PD-MOS)，其结构图和等效电路如图 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向衬底偏置效应实现集成光强探测及信号放大于一体的光电器件。该器件可解决对数电路在弱光下灵敏度低的问题，并且提出了一种明暗传感器的方案以降低噪声。设计成像测试方案并搭建静态图像采集测试系统，实现静态显示，通过 MTALAB 进行图像恢复从而实现动态图像显示功能。   图 1 (a) PD-MOS 器件结构及其 (b) 等效电路图 经过商用 180nm CMOS 工艺流程制备后的器件概貌如图 2 所示，图 (a) 为三种不同像素设计的芯片实物图，从上至下分别为环形结构、条形结构及对数像素电路，将其中的环形结构在显微镜下放大观察可看到图 (b) 所示的形貌，图 (c) 为4个像素的显微图。   图 2 (a) PD-MOS 成像阵列芯片的实物图，(b) 环形结构芯片在显微镜下的放大图以及 (c) 环形结构像素放大图 上位机实时显示效果如图3所示，可以明显看出两根头发相交。子图 (a) 为暗态时的 100 帧平均灰度图，子图 (b) 为暗态时的曲面图，子图 (c) (e) (g) (i) 为光态下的图，子图 (d) (f) (h) (j) 为光态下的图像数据减去暗态下图像数据的降噪图，可以发现在30nw/cm2 辐照度下已经出现头发的轮廓，当辐照度继续增加，头发的轮廓越来越清晰，当辐照度达到 3mw/cm2，仍然可以看到头发的轮廓。   图 3 阵列芯片采集的图像 不同于传统计算机视觉系统的图像采集方式，生物视觉系统的成像由视野场景中发生的事件触发，且生物视网膜具有宽动态响应范围、超低功耗以及异步传输等特点，这为仿生视觉系统的研究提供了全新的思路。随着物联网、自动驾驶以及安防等领域的快速发展，它们对高速动态图像传感器的需求也日益提升。近些年，针对这些需求，研究人员提出了一种用于采集高速动态信息的类视网膜相机，成为了一大热点研究方向。类视网膜相机的工作原理模拟了生物视网膜事件驱动型的采集方式及异步型的传输模式，为动态视觉成像提供了硬件基础。综上，该类传感器的研究具有十分重要的科研意义和深远的经济价值。

本发明提出了一种基于类电磁机制的离散型优化方法，通过距离计算和移动操作，使类电磁机制算法的操作应用在了离散型的编码上，从连续的空间扩展到了离散的空间。首先针对具体问题进行编码，然后根据目标值计算每个粒子的电量，并根据距离的定义来计算粒子间的距离，然后计算粒子间的作用力以及每个粒子所受的合力，再根据合力移动粒子，更新种群后再对当前最优粒子进行局部搜索。该发明扩展了原有算法的应用领域，有助于其更好地解决组合优化问题。

【痛点问题】 据世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）报道，中国患癌人数已居全球第一，2020年新发癌症病例457万例，癌症死亡病例300万例，其中死于恶性转移的癌症患者高达90%，因此研究癌症转移分子机制能够进一步探明恶性肿瘤的生物学本质，为精准癌症治疗提供理论依据。 近年来以类器官等拟人化模型为代表的功能性检测技术为临床研究和药物开发带来新的选择。2021年科技部下发的《关于对“十四五”国家重点研发计划6个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》中，把“基于类器官的恶性肿瘤疾病模型”列为“十四五”国家重点研发计划中首批启动重点专项任务。2021年国家药监局药审中心发布的《基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则（试行）》中提到，当缺少相关动物模型时，可以采用类器官开展药品有效性和安全性的评估。2022年美国众议院通过法案《2022年食品和药品修正案》，首次将包括类器官在内的微生理系统作为独立的药物非临床试验评估体系纳入法案，与动物模型等视为同等重要的研究手段。 【成果介绍】 本项目组在肿瘤类器官技术的基础上首创癌症转移类器官培养系统，可根据客户提供的不同器官的CT扫描图像，利用3D打印技术制备个性化的支架，模拟相应癌组织的内部三维结构。独创的细胞外基质替代物，可发挥有效的促细胞黏附和分泌蛋白的作用，通过取代昂贵的进口胶原材料大幅降低生产和存储成本。本项目组已开发出第一代基础款骨转移和肺转移类器官培养系统，并完成高通量制备（图1），在骨肉瘤类器官和乳腺癌肺转移类器官的构建上取得成功，在特异性生物标志物的检测上与临床样品的相似度可高达80%以上。使用本产品可在体外完整重现癌细胞在转移中的形变、增殖、运动等全过程，有望逐步取代用于机制研究和药物筛选的动物模型。 核心技术包括： ① 原位癌和转移癌微环境的模拟 根据常见肿瘤转移灶的特点，本项目组使用生物材料模拟对应的组织结构和功能，再进一步进行转移癌肿瘤类器官的构建。目前已经成功构建骨肉瘤原位癌类器官、乳腺癌骨转移类器官和乳腺癌肺转移类器官。 ② 复杂肿瘤类器官的构建 在新鲜肿瘤细胞经体外3D培养的基础上，通过生物医学工程手段构建包含多种细胞和组分的微生理系统，实现对肿瘤实体、免疫微环境和血管化的多角度模拟。 ③ 高通量药物筛选与评价平台 利用本项目搭建的药物评价平台，模拟真实的药物测试环境，可以进行不同类型肿瘤药物的敏感性检测。本项目组开发的第一代基础款的肿瘤骨转移和肺转移类器官培养系统，初步实现了复杂肿瘤类器官的批量化构建。在特异性生物标志物的检测上与临床样品的相似度可高达80%以上，使用本产品可在体外完整重现癌细胞转移的全过程。 【竞争优势】 本项目组开发的肿瘤类器官，旨在实现癌症转移微环境的体外有效模拟，为抗肿瘤药物的个性化筛选提供廉价有效的新方法。凭借“用户友好、价格亲民、存储方便”三大优势（图2），更便于在科研院所、医院、制药企业推广普及。 【资质荣誉】 湖北省博士后创新创业大赛优胜奖（2023）； 第九届“求是杯”大学生课外学术科技作品竞赛三等奖（2023）； 第四届医学3D打印技术与临床应用全国创新大赛一等奖（2022）； 华中科技大学第十二届“求是杯”大学生创业计划竞赛优秀奖（2022）。 【发展规划】 ① 初期 定点选择高校、研究所、医院和制药企业，向从事癌症研究和药物筛选评价的一线研发人员提供免费的试用产品，旨在将“取代动物实验”的新型类器官产品的理念进行有效渗透，同时收集研究人员使用产品后的反馈意见。 ② 发展期 经过初期的产品使用和意见反馈，对产品进行优化调整，形成行业咨询报告；积极推动“基于肿瘤转移类器官的精准用药评价平台”的商标专利和相关生产工艺的知识产权获取的进程；启动融资和生产扩大化。 ③ 壮大期 利用该产品“价格低”、“货期短”、“使用方便”等优势，形成能够与进口Matrigel、Transwell等产品对峙的半壁江山；进行多轮融资，为上市做准备。 ④ 成熟期 一方面将“骨转移和肺转移类器官药物评价平台”发展成国内从事癌症转移研究必备的明星产品，另一方面根据用户需求打造个性化定制方案，实现“基础研究+临床试验+市场推广+用户反馈”全流程服务；完成公司上市。 【专家介绍】 刘熙秋副教授，华中科技大学同济医学院药学院副教授，研究方向为体外疾病模型的构建。华中科技大学海外引进人才、湖北省回国科技人员创业促进会成员、欧洲癌症研究协会大使、中国生物医学工程学会高级会员、广东省精准医学应用学会类器官和器官芯片分会委员。2007年和2012年于中国科学技术大学取得生命科学学士和生物材料博士学位，2012-2016年任法国国家科学院研究员。以第一作者或通讯作者发表高水平SCI论文20余篇，其中包括Advanced Materials, Biomaterials,  Journal of Controlled Release等国际一流期刊，出版英文专著1部。近5年主持国家自然科学基金2项、湖北省自然科学基金2项、华中科技大学校级基金2项，授权专利2项。担任英文期刊《Materials Today Bio》和《Acta Materia Medica》编委、广东省科技咨询专家库候选专家、中国深圳创新创业大赛评委等职务。曾获中国科学院院长奖、2021湖北省科学技术进步一等奖、第三届“花果山英才”创新创业大赛二等奖等荣誉。

本成果深入研究和发展了微膜蒸发传热新机理，在国内外首次发现了传热亢进现象，采用狭缝结构和有效的补液措施发明了类环状流微膜蒸发板翅式冷凝蒸发技术，成为第六代制氧装置的关键技术。应用该技术在国际上首先研制出空分精镏装置的心脏�新型主冷凝蒸发器正式产品，已配置30套150m3/h制氧装置，配置12000m3/h和6000m3/h制氧装置各一套，其体积和重均比老产

化学类、药学类专业技术人才

本发明公开了一种用于金属面爬壁机器人的磁吸附提升系统，包括四组提升子机构，两组提升子机构位于机器人对称两侧，每个提升子机构包括两个支撑架、通过轴承与所述两个支撑架底端连接的磁铁旋转架、固定在所述磁铁旋转架上的旋转架固定座、安装在所述磁铁旋转架上的磁铁、与旋转架固定座轴承连接的提升杆、与所述提升杆连接的H型中间杆和连架杆、与所述H型中间杆连接的主动杆。该提升装置可以满足金属面爬壁机器人的磁吸附稳定性，保证了连杆之间的旋转平稳性和快速性，实现了金属面爬壁机器人的磁吸附状态和磁力脱离状态的快速切换，在吸附状态时实现了吸附的稳定性，在释放状态时实现了磁吸附的消除。

本发明提供一种马鞍抛物面空间混合缆索体系的悬索桥及方法，包括：桥塔，其包括门式框架柱、抛物线形塔帽和塔帽支撑斜柱；平行钢丝缆索，其悬挂在桥塔之间，所述平行钢丝缆索端部通过锚碇固定；马鞍抛物面索网，其为马鞍抛物面空间网下垂构成的空间索网，马鞍抛物面索网覆盖在平行钢丝缆索上，马鞍抛物面索网上还放置有多道钢结构曲梁，并通过夹具将所述平行钢丝缆索、马鞍抛物面索网与所述钢结构曲梁固定；空间斜拉索网，其设置在平行钢丝缆索两侧，上端锚固在塔帽支撑斜柱中，下端与加劲钢梁相连。本发明的悬索桥具有跨越能力强、结构空间刚度大、抗风稳定性好和施工方便等优点，从根本上解决特大跨径悬索桥抗风稳定性问题。

本文提出了一种用于线控电动汽车的新型弧面二自由度永磁轮毂电机,能够实现旋转和偏摆两自由度运动,极大程度简化了车辆的机械传动系统.给出了典型拓扑结构,介绍了基本工作原理,重点阐述了偏摆力的产生机理.通过理论分析与推导,得到了偏摆力的近似解析表达式,与有限元仿真结果一致.对于偏摆力存在波动的问题,主要通过优化电机结构参数进行改善,其中定子齿顶部形状对偏摆力影响较大,特别是槽口宽度和齿尖厚度.经过合理的优化,该电机可以实现较恒定的偏摆力输出.

钻取采样作为一种获取深层月壤的有效方式被应用于地外天体采样任务.不同于地面钻探,无人月面钻取采样面临诸多技术难点,例如遥操作信号延迟,探测器传感资源有限,缺乏采样点地质信息以及月壤力学特性复杂等.为保证采样任务高效可靠地执行,采样装置需充分利用有限的探测器硬件资源,依据钻进工况实时调整钻进工艺参数,对未知的钻进环境具有适应能力.提出一种基于可钻性在线辨识的月面钻进控制方法.利用可钻性指标综合评价当前对象的钻进难易程度,采用模式识别方法辨识钻进对象的可钻性等级并实时匹配最优的钻进工艺参数,从而实现钻进过程的智能控制.为验证所提出控制方法的有效性,开展了模拟月壤月岩交替布置的钻进试验研究.试验结果表明:该方法能够有效控制钻进负载.

西安科技大学自1999年开始就对大倾角煤层长壁工作面综合机械化开采技术和装备着手开始研究，现该成果获国家科技进步二等奖1项，省部级科学技术一等奖4项、二等奖3项，发明专利6项，实用新型专利12项，发表论文71篇；从根本上解决了大倾角煤层综采难题，促进了我国乃至世界煤炭行业技术进步，具有重要的理论价值和实际意义，其成套技术除在四川、甘肃、新疆、黑龙江、北京、宁夏、重庆、山西、贵州等省（区，市）的20多个矿井推广使用外，还被俄罗斯、乌兹别克斯坦等国家引进，经济与社会效益显著。