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北京科技大學材料科學與工程學院生物醫用材料研究室研制開發的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫用生物材料，可用于人關節軟骨的修復或替代。本項目成果屬國內外首創，其應用和推廣不但會產生100萬元／年的經濟效益，而且能帶來巨大的社會效益。利用反復冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來，這種人工關節軟骨材料通過三次動物實驗（共19個月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產生任何炎性反應和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動物實驗室進行PVAHE生物學評價并通過產品注冊檢測。目前，已達到臨床應用的水平。從1996年以來，本項目的研究和研制開發工作是在北京市自然科學基金（3962006）、國家自然科學基金（59775038）和北京市科技項目合同（954020400）資助下歷時5年完成的。多年實驗室試驗和動物試驗表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產業化前景的醫用表面修復材料，它具有以下特點：（1）潤滑性能良好（摩擦系數0.05，磨損系數小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強度高（壓縮模量14MPa，壓縮強度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結構和性能非常接近于人關節軟骨，其主要用途是在矯形外科手術中用于修復或替代關節軟骨。典型產品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。

1 成果簡介我國山區河流眾多，許多河流的河床侵蝕下切，并以溯源沖刷方式傳播到上游溝谷，引起溝坡增大，岸坡失穩和整個流域的土壤侵蝕，在汛期暴雨作用下，常常引發崩塌、滑坡和泥石流等自然災害。階梯深潭系統是山區河流中常見的一種河流地貌形態，由一段陡坡和一段緩坡相間組成，在縱剖面上呈階梯狀。天然階梯深潭系統是在水流沖刷過程中自然形成的，是一種增加河床阻力、消減水流能量、抑制河床侵蝕下切的健康河床結構，這種結構在自然界具有較大的穩定性。然而，自然發育階梯-深潭系統往往需要經過較長的時間，在具備一定條件的山區河流，模仿天然階梯深潭系統建造人工階梯深潭系統，也可以取得控制河流下切、避免或減少地質災害的效果。自 2006 年開始，清華大學先后在云南、四川、甘肅等省，開展了人工階梯深潭系統在山區河流治理方面的野外試驗研究。研究成果顯示，人工階梯深潭系統不僅能夠有效地控制河流（溝谷）下切、改善河流生態環境，對于泥石流災害也具有明顯的防治作用。目前，對于階梯深潭系統發育程度（河床結構強度）的研究正在進一步量化；同時研制了一批專用的測量工具，如用于測量河床結構的“ 河床結構測量排” 、用于階梯深潭系統流速場測量的“ 湍流脈動流速儀” 等；階梯深潭系統的消能減災機理研究正在不斷深入。通過對階梯深潭系統生物棲息地多樣性的定量研究，采用大型無脊椎底棲動物對山區河流的生態多樣性進行評價，為山區河流生態評價量化指標體系的建立奠定了基礎。  治理前                                              治理后生態條件改善，河床穩定 圖 1 吊嘎河人工階梯深潭治理前后  修建前溝道內碎石散亂                            修建后沙石沉積水沙分離，控制了泥石流發生 圖 2 建造人工階梯-深潭系統前后的文家溝  汛期前                                                  汛期后階梯深潭系統泥沙淤埋 圖 3 攔山溝人工階梯-深潭系統治理汛期前后2 應用說明實例 1：云南東川市吊嘎河（小江流域支流）人工階梯深潭方法試驗。近年來吊嘎河的河床下切迅速，同時帶來了一系列的地質災害與生態環境問題。 2006 年，課題組在吊嘎河設立了試驗站，開展了人工階梯深潭方法試驗研究。試驗結果表明，試驗段水面面積有所增大，河床底質、水深和流速多樣性也得到提升，河床侵蝕下切得到有效控制，維持了較為穩定的河床環境。人工階梯和深潭段的河床底質、流速和水深環境交替出現，在空間層次上塑造了富于變化和多樣性的水生動物棲息環境。對大型底棲無脊椎動物的采樣及評價結果顯示，人工階梯深潭布置后，隨著水生棲息地多樣性增加，單位面積底棲動物密度、物種豐度及生物群落多樣性指數均呈上升趨勢，水生生態得到改善。吊嘎河的試驗成果，還為 2009年以來采用人工階梯深潭方法治理泥石流奠定了基礎。 實例 2：四川省綿竹市清平鄉文家溝滑坡堆積體泥石流治理方法試驗。文家溝滑坡是汶川地震造成的第二大滑坡，滑坡堆積體總量達 8160 萬方，文家溝內堆積體厚度達 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡體上形成深達 50 米的 V 型沖溝，并引發了多次泥石流災害。暴雨使溝床不斷下切，兩岸坡度變陡而坍塌，碎屑物進入水流就形成泥石流。 2009 年，課題組在文家溝滑坡體上的沖溝內建造了 33 級人工階梯深潭對泥石流進行治理，取得了良好的效果。所建造的人工階梯深潭試驗工程雖然十分簡易、單薄，但是工程造成的巨大阻力消減了水流能量，使沙石沉積、水沙分離，成功地控制了溝床下切，對于控制泥石流發揮了重要作用，避免了泥石流災害的發生。 實例 3：甘肅省禮縣攔山溝泥石流治理。長江上游白龍江、西漢水等流域是典型的干旱河谷，其特點是高原上深切寬闊河谷，河谷比周圍高原明顯干旱。區域內植被覆蓋度低，由于長期干旱和風化，流域內積累了大量的土石碎屑，遭遇突發暴雨時可能發生滑坡和特大泥石流，對城鎮和村莊造成極大威脅。甘肅武都地區禮縣的攔山溝是西漢水的支流，由于溝谷深切，侵蝕極為強烈，泥石流常常發生，據調查溝口泥石流堆積泥沙約 170 萬噸。 2009 年 6月課題組在攔山溝開展了泥石流治理試驗，建造了 17 級人工階梯深潭試驗工程。試驗結果表明，溝道在人工階梯深潭系統的保護下不再下切，維持了溝岸的穩定，且階梯深潭系統消散水流能量，使得泥石流不能起動，當年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量達31.9 mm， 攔山溝僅有不足 100 噸泥沙物質進入西漢水，達到了控制泥石流的目標。3 效益分析階梯深潭系統發育較好的山溪常常伴隨著良好的河流生態環境和優美的溪流景觀，因此仿照天然的人工階梯深潭系統常用于河流的生態修復與景觀塑造，用于山溪森林公園建設可帶來額外的休閑旅游經濟收益。4 合作方式技術轉讓或合作開發，商談。5 所屬行業領域能源環境。

 本發明提供了一種定制個體化人工全髖關節置換手術髖臼制備模板系統，包括髖臼定位導向板、深度控制鉆頭和有色深度指示棒，髖臼定位導向板包括：卵圓窩定位板，根據卵圓窩解剖形狀貼附于卵圓窩上；臼底定位板，設置在卵圓窩定位板的外緣上，根據髖臼解剖形狀貼附于髖臼軟骨面上；深度導向筒，設置在臼底定位板上，對深度控制鉆頭進行導向及深度限制；深度控制鉆頭通過深度導向筒在髖臼上鉆孔，深度控制鉆頭的體部設置有突出鉆頭的限深環，深度導向筒將限深環限制在深度導向筒的端部。有色深度指示棒長度和鉆孔深度相同，插入孔內提示深度和方向的作用。本發明模板系統可獲得理想髖臼假體安放位置，從而對髖臼假體進行精確安放，進而改善手術效果。

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　　英荔創造學堂人工智能普及教育整體解決方案 一站式 · 全流程 · 開放互聯 最快3 天升級實驗室，1 周內開課，快速開展AI 教學 助力學校實現「六個一」 　　一、教學硬件Hardware 　　英荔AI 互聯主機 　　運行著「AI 空間聯接系統」，具備Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee 等多種標準無線通訊能力。它是AI 空間中「聯接」的核心，擔任「傳聲筒」和「翻譯」的職能，賦能空間內各種硬件實現交互聯動。 　　智能空間編程套件 　　配置在AIoT 空間中的智能交互硬件，與品牌教育硬件互聯互通，使項目創作從鼠標、鍵盤、屏幕擴展至整個空間，創造性地打破固化的空間交互規則，增加交互性、趣味性與沉浸感，打造更生活化的AI 學習。 　　英荔比特電子套裝 　　基于編程教育常用開源硬件micro:bit 的電子積木套裝，包含20 多個傳感器，兼容樂高結構件，方便學生動手搭配組合，完成各類指定或自創的AI 實體應用項目。 　　品牌聯盟教育硬件 　　跳出單一品牌桎梏，英荔可將眾多品牌的智能教育硬件引入到AI?教學中，讓其成為實驗與創作可用的組件。 　　二、人工智能教學空間 AI Makerspace 　　開放的AIoT 空間聯接能力 　　英荔創造學堂不僅可聯接、使用豐富的教學硬件，更基于AIoT（人工智能物聯網），把智能家居硬件引入到教學中，讓學生直觀理解「萬物互聯」，并得以通過AI 與編程對空間交互進行自主設計。 　　靈活的空間設計方案 　　提供從零開始的「整體空間建設」及因地制宜的「既有空間改造」，打造更貼合需求的AI 教學環境。 　　AI 教學空間分為教學引導區、創作實踐區、互動體驗區、作品展示區及材料儲藏區。 　　三、課程體系Curriculum 　　英荔創造學堂提供完整的AI 課程體系，覆蓋整個K12 階段，提供對應的教師手冊、學生手冊、活動手冊、教學課件及教學視頻等完整的教學配套資料。 　　四、教學實施Teaching 　　英荔編程創作平臺 　　基于圖形化編程進行創作的平臺，學生可以像拼積木一樣用簡單、直觀的方式編寫代碼，提高學習體驗的開放性及互動性。 　　1、支持Python，C++ 等34 種編程語言 　　2、接入TensorFlow、OpenCV 等開源AI 算法 　　3、大量擴展插件，增強與AI、硬件、空間互動的功能 　　英荔AI 訓練平臺 　　與英荔編程創作平臺互通，讓學生直觀理解機器學習原理，并在圖形化界面上實際操作。提供數據匯集與標注、模型訓練、實時運算等功能，將AI 算力得出的結果與實驗、創作相結合，提高學生應用AI 解決問題的能力。 　　英荔空間管理平臺 　　方便總體了解空間設備情況，界面采用直觀易懂的「動態磁貼」設計，內置自發現機制，支持快速添加新設備。 　　英荔教學云 　　教師可利用教學云集中管理班級成員，快速批量創建班級團隊及分配賬號，支持「詞組密鑰」與「圖形密鑰」兩種登錄方式，無需記憶復雜密碼，方便更多年齡段學生參與創作。 　　五、教師培訓及派駐服務 　　英荔擁有一支以美國卡耐基· 梅隆大學博士——楊威教授為代表的專業教研團隊，面對不同教師群體提供講師派駐服務及多樣化的教師培訓支持，通過在線錄播、直播及面授等形式，使教師理論知識及實操能力得到快速提升。 　　六、賽事活動Competitions 　　世界青少年人工智能競賽（WAICY）中國區賽事 　　1、CodeLab 開源社區、英荔教育共同承辦 　　2、發改委主管中國信息協會大力支持 　　3、由卡耐基· 梅隆大學博士楊威教授擔任顧問 　　英荔將主辦2021 年世界青少年人工智能競賽（WAICY）中國區賽事，并提供完善的參賽指導。該賽事得到中國信息協會的大力支持，面向6~18 歲青少年，方便學校對外展示科創實力和成果，并為AI 教育提供更好的教學出口，拓寬學生的成長通道。 　　WAICY 是由全球人工智能與計算機學科排名第一的卡耐基· 梅隆大學組織舉辦的首個世界青少年教育類人工智能大賽。 　　七、合作案例Cases 　　北京王府學校 　　北京頂尖的國際學校之一——北京王府學校與英荔創造學堂達成合作，校方正式引進人工智能編程課和專業師資。此次合作是北京王府學校推進人工智能教育的重要一步，旨在全面發展中小學生科學素養和創新思維能力。 　　作為北京市首家中外合作制學校，北京王府學校曾獲「中國民辦十大知名品牌學校」及「2014年度最具影響力國際教育品牌」等榮譽，是美國大學理事會授予的中國唯一的AP 教學示范校，也是北京首家劍橋大學國際教育考試中心。 　　新會尚雅雙語實驗學校 　　新會尚雅學校是一所辦學思想獨特，教育理念鮮明，教學設備先進的現代化學校。 　　英荔創造學堂與學校正式達成合作，整體建設人工智能實驗室，提供包括課程、空間建設、教學硬件等方面的全流程人工智能教育服務，積極培養學生的人工智能應用能力。英荔更在學校的「未來精英」夏令營舉辦「AI 編程體驗活動」，將近500 名學生現場親身操作可編程機器人及智能硬件。 　　深圳實驗承翰學校 　　深圳實驗承翰學校是一所融小學、初中、高中和國際課程教育于一體的國際化、現代化的學校，秉承「讓平凡不平凡，讓優秀更優秀」的育人理念。英荔創造學堂對教室進行智能化改造，并開辦「人工智能430 課堂」，旨在鍛煉學生的創造性思維，培養全面發展型人才。 　　廣東外語外貿大學附設佛山外國語學校 　　廣外佛山外校是一所15 年一貫制全寄宿的國際化外國語學校，以「堅持全人教育，為學生終身發展負責，培養走向世界的現代人」為辦學宗旨。學校引進英荔創造學堂的整體解決方案，正式開展人工智能教學，打造以學生動手實驗與創作為核心人工智能實驗室，幫助學生真正了解人工智能學科。 　　臺州科學研學實踐教育基地 　　2020 年8 月，由中科院主導、臺州市椒江區教育局和前所街道助力的臺州科學研學實踐教育基地正式投入使用。英荔創造學堂作為人工智能教育領域的代表正式落地臺州，成立創造學堂臺州園區，打造臺州人工智能教育的新窗口。 　　科技需要不斷創新，創造學堂助力臺州研學基地開展人工智能教學板塊，將前沿科技融于實踐教育中。 ? ??? ?聯系我們： 　　官網網站：https://longan.link/ 　　官方微信：英荔創造學堂 　　電話：400-931-8118（工作日9:00 - 18:00） 　　地址：廣州市天河區天河北路233 號中信廣場1005 室

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