项目成果/简介:项目针对术前、术中、术后全周期的 MIS-TKA 机器人综合解决方案，突破柔顺 7 自由度机械臂与精细操作 2 自由度末端执行器，个性化虚拟导板以及安全手术操控技术，基于图像配准的增强现实手术导航技术，术中下肢力线定量检测与修正、以及个性化术后评估技术；研制出具有术前规划、术中导航与机器人操控、术后评估、以及安全保障的专科型 MIS-TKA 机器人样机系统，建立 MIS-TKA 机器人手术流程规范与安全、有效性评估体系。项目阶段:已成功研制出脊柱微创手术机器人系统，并开展临床试验效益分析:膝关节损伤是骨科学的主要组成部分，且由于其周围毗邻重要神经、血管，不恰当的手术操作往往会导致严重后果。微创全膝关节置换技术手术创伤小，术后恢复快，深受患者好评。但该技术严重限制 了手术切口，手术视野小、操作空间窄、骨性标志显露差对医生提出了更高的要求。本项目从微创全膝关节置换手术外科临床出发，针对术前、术中、术后三个阶段提出智能化、机器人化手术方案，将微创精准 TKA 手术提升到智能化水平，推动 TKA 机器人手术技术、TKA导航技术、TKA 术前规划和术后评估技术、以及智能化手术系统集成技术的进一步发展，为后续临床验证、产品化奠定坚实的技术基础。

项目针对术前、术中、术后全周期的 MIS-TKA 机器人综合解决方案，突破柔顺 7 自由度机械臂与精细操作 2 自由度末端执行器，个性化虚拟导板以及安全手术操控技术，基于图像配准的增强现实手术导航技术，术中下肢力线定量检测与修正、以及个性化术后评估技术；研制出具有术前规划、术中导航与机器人操控、术后评估、以及安全保障的专科型 MIS-TKA 机器人样机系统，建立 MIS-TKA 机器人手术流程规范与安全、有效性评估体系。

"微创手术是外科发展的必然趋势。微创手术机器人可提升医生手术能力，改善工作模式，提高手术质量，对微创手术发展具有重大意义。 项目在国家科技支撑计划、863计划等支持下，围绕微创手术需求，从基础理论、关键技术、临床应用三个层面开展系统研究，结合机器人学、折展机构理论、可靠性设计方法等原理，在系统设计与优化、可靠性设计与系统集成、检测方法与安全性评价、临床评估与应用研究等方面展开工作，研制成功具有完全自主知识产权的微创手术机器人整机系统，打破了国外的长期技术垄断，实现了高端医疗装备自主创新。"

项目获国家“863”计划资助。由上海交通大学附属胸科医院牵头，与中国科学院自动化研究所，燕山大学、中国人民解放军海军总医院、北京航空航天大学、北京理工大学和北京集翔多维信息技术有限公司共同完成。 心脑血管疾病是人类的第一杀手，目前的人工手术治疗存在诸多弊端，手术机器人的研究已逐步展开。本课题基于HAM(Human Adaptive Mechatronics)的概念，从人的因素、人机一体化设计、智能控制三个方面对微创血管介入手术机器人进行研究。研究内容包括定位机器人、介入装置、介入操作装置。建立我国微创血管介入手术机器人示范系统，为手术机器人的推广应用奠定基础。 技术参数： 定位机械臂：5自由度；运动部分重20kg；承重6kg； 介入装置：2自由度；重量小于4kg；轴向进给误差小于1%；定位精度1mm；轴向转动圈数任意； 介入操作装置：2自由度；重量小于4kg。 技术创新性： 定位机器人采用单报闸锁死多个关节的被动操作方式，符合手术现场需要； 介入装置能够检测导管/导丝与血管壁之间的阻力，具有独创性； 介入装置能够完成导管、导丝、球囊、支架的递送，是介入装置研究的一个突破； 介入操作装置能够根据导管介入装置检测到的导管/导丝与血管壁之间的阻力产生力反馈，操作医生具有力场感觉。

基于流体动力，对微创深静脉血栓取除器械进行优化设计，通过初步离体血栓实验验证了取栓器的血栓取除率、残血栓粒度、取栓时间等；改进双侧乳腺钼靶图像预处理算法及数据处理算法，可提高乳腺癌预测的精度、敏感性、特异度。

高级成人鼻腔吸痰及护理模拟人模型 本模型是集鼻腔吸痰及护理与于一体的整体护理人，身高170cm，双眼可眨动，关节灵活，可实现多种体位，满足操作需要，解剖标志明显，可触及两乳头、肋骨、胸骨及剑突，胸部富有弹性，外皮可打开，能观察到真实大小的肋骨。 功能特点： 1、床上擦浴及更衣。 2、扶助病人移向床头法、轮椅使用法、平车运送法、担架运送法等移动和搬运病人法。 3、轴线翻身法，肢体约束法、肩部约束法、全身约束法。 4、瞳孔观察示教：散大的瞳孔，正常的瞳孔。 5、外耳道的冲洗。 6、经鼻腔插入吸引管技术练习； 7、经口腔插入吸引管技术练习； 8、吸引管和YanKen管可以插入鼻腔和口腔，可以模拟吸痰，清除患者呼吸道分沁物，保持呼吸道通畅。 9、吸引管可以插入到气管内，练习气管内吸引； 10、模拟痰液可以放在口腔、鼻腔和气管内，增强练习插管技巧的真实效果。 11、肌内注射： 12、左右上臂、臀部、股外侧部有肌肉注射块，左臂有可旋转的肌内注射环； 13、可注入真实药液； 14、肌肉注射块可取下清洗，更换方便； 15、右手臂静脉注射： 16、正确穿刺时落空感明显并有回血产生； 17、同一部位可经受上百次反复穿刺且不渗漏； 18、静脉血管和皮肤均可更换，操作方便，经济实用； 19、造瘘口护理：胃造瘘口、膀胱造瘘口、结肠造瘘口、回肠造瘘口，进行冲洗练习。 20、男女可互换导尿、留置尿管和膀胱冲洗： 21、模型人可取仰卧屈膝位，两腿外展后可独立支撑； 22、男性阴茎可提起与腹壁成60度角，插管时可真实感受男性尿道的三个狭窄、两个弯曲，真实尿道长度（18-20cm）； 23、女性尿道充分体现短、粗、直，真实尺寸（3-5cm），具有尿道口、阴道口、阴蒂等； 24、导尿术成功后可导出模拟尿液； 25、褥疮护理：具有褥疮的两个临床分期：淤血红润期、溃疡期。 26、可实现灌肠操作。

       由山东金歌科学仪器有限公司自主研制的全新一代NMT产品- SRMT1208非损伤微测系统（植物吸收监测仪、NMT活体生理检测仪）具备测量多种关键元素的能力，如磷、硅、锌、铁、铜、铝、砷等。该仪器功能全面，可检测植物所需的全部大量元素、中量元素以及大部分微量元素，同时涵盖离子通量（flux）、离子浓度、分子通量（flux）、分子浓度及膜电位等多项检测项目。   金歌NMT功能特色：   （1）检测种类多；   （2）实时输出时间-flux通量数据，无需人工换算，可直接用于分析作图，保护了用户数据安全；   （3）提供个性化定制，免费升级测试软件。   可检测种类：   （1）大量营养元素：N (NH4+/NO3-)、P (HPO42-)、K+   （2）中微量元素：Ca2+、Mg2+、SO42-、Na+、Cl-、H+、SiO32-、Zn2+、Fe2+、Cu2+   （3）胁迫：Cd2+、Al3+、Pb2+、Ag+、Cr3+、AsO43-   （4）其它：Li+、NO2-   （5）分子：O2、H2O2、IAA、NO、葡萄糖等   测试样品：   根际/种子/花粉管、细胞/液泡、生物膜、藻类、活体组织、神经、骨骼、珊瑚等其它活体样品   测试项目：   （1）离子通量SRIET   （2）分子通量SRPT   （3）离子浓度aIon   （4）pH   （5）分子浓度aMol   （6）膜电位Potential   主要应用：   植物营养生理、逆境生理、植物与微生物互作、作物育种、生理调控机制等研究     附：非损伤微测技术（Noninvasive Microelectrode Technique，NMT）        非损伤微测技术NMT是离子/分子通量测试技术在国内的名字，其全称是非损伤微电极测试技术（Noninvasive Microelectrode Technique，NMT），能够原位、实时、非接触式测量生命活动中离子/分子通量（flux），可用于植物营养生理、盐胁迫和重金属胁迫等研究。        离子/分子通量测试技术（非损伤微测技术）经历了方法学建立、原型机、技术成熟、引进国内和全国产化。         1.方法学建立         1974年，美国麻省伍兹霍尔海洋生物学实验室科学家 Lionel Jaffe 和 Nuccitelli 提出了振动电极（Vibrating Probe：VP）概念，采用振动电极探针技术测量生物体中弱电流，为离子/分子通量（flux）测试奠定了方法学的基础。         2.原型机         1990年伍兹霍尔海洋生物学实验室开发出了基于离子振动电极技术的自动化离子/分子通量（flux）测试系统，在早期的文献中写做 SRIS系统。         3.SIET离子/分子通量测试系统标志着通量测试技术仪器的成熟         1994年，伍兹霍尔海洋生物学实验室员工 A.M.Shipley 和 E.Karplus 分别成立 Applicable Electronics Inc. 和 Sciencewares 公司，联合推出商业机 SIET通量测试系统，标志着离子/分子通量（flux）测试技术仪器的成熟。          4.SIET系统被引进国内          SIET通量测试系统被引进国内后，我国学者从2009年开始在离子/分子通量（flux）测试领域发表文章，当时文章明确标识使用的是SIET通量测试系统。（文献：Plant Physiology, February 2009, Vol. 149, pp. 1141–1153, NaCl-Induced Alternations of Cellular and Tissue Ion Fluxes in Roots of Salt-Resistant and Salt-Sensitive Poplar Species）          5.国产化           金歌仪器科研团队自2011年开始深耕非损伤微测技术（NMT）领域，为在国内推广的通量flux测试系统（非损伤微测系统）研制并供应核心组件。通过不断丰富NMT可测离子种类，成功摆脱了对国外的依赖。           在科技竞争白热化的今天，核心技术自主可控是企业可持续发展的底线和基石。2022年金歌公司成立以来，始终如一坚持创新发展理念，聚焦关键技术攻关，打破原装进口核心部件-国内组装的模式，推动构建自主可控的产业链体系。2025年8月7日，北京知识产权法院判决金歌公司在与某北京公司NMT专利侵权案中胜诉，金歌已逐步确立了其在NMT领域重要生力军的地位。          凭借扎实的科技实力，金歌公司成功打造出可靠的“NMT耗材-零部件-整机”一站式NMT供应平台。通过不断积累并整合自1990年离子/分子通量flux测试技术（即‌非损伤微测技术NMT）诞生三十多年以来已发表成果，我们建立了丰富的NMT大数据库，实现了NMT仪器国产化、自动化、智能化、信息化和标准化，进一步巩固和扩大了我国在NMT领域的优势。          金歌NMT测试界面实时输出flux通量数据，无需人工换算，可直接用于分析作图，保护了用户数据安全。用户购买仪器后，金歌NMT仪器测试种类和检测项目等仍会不断增加，金歌仪器将及时告知用户，郑重承诺免费为用户做测试软件升级。          金歌仪器将永远以客户需求为导向，精益求精，不断推出创新性产品和个性化解决方案，为加快实现高水平科技自立自强贡献智慧和力量。    

创客教育的起源 2001年，麻省理工学院发起的Fab Lab成为最早的创客空间 2005年可开放编程的开源智能硬件aduino诞生 2006年MIT开发基于aduino的开源图形化编程平台scratch.google开发出blockly 2009年MakerBot在推出开源廉价桌面级打印机，打通了结构件和开源硬件 基于aduino智能硬件、3D打印制作创新作品的人被称为“创客” 美国政府在2012年正式推进创客、STEM教育 2015年教育部启动第一届中美青年创客大赛 2015年教育部将创客教育写入工作规划，因此称为“创客教育元年” 创客实验室产品介绍 广东厚吉教育在3D打印创客实验室里，学生可以利用3D打印和智能三维建模技术把自己原来只存在于想象中的创意变成现实中的物体。学校也可以利用3D打印创客教室研发一些与课本相关知识点的课程，让学生在游戏中掌握相关知识。学生以"创客"方式在学习过程中思考，综合运用不同学科的理论，实现跨领域的融合，并不断在设计中创造。通过各具特色、充满活力的创客教育空间，通过教育与产业之间的联动，必将培养出一批具有创新创业精神的人才。

  创客实验室是一种开放式创新实验室，用于培养学生的创新能力和自我管理能力，把新奇的创意想法变为现实，创造未来，并分享新鲜富有创意的技术知识和理念，普及创客思想的新型实验室。     创客实验室，有效地锻炼学生的实践能力，激发了学生的创新思维。