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在國家海洋強國戰(zhàn)略中，“海空天”對海觀測和探測是必要手段。面向我國海洋強國戰(zhàn)略需求和十四五規(guī)劃中軍民領(lǐng)域技術(shù)挑戰(zhàn)，以及山東省地方經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級重大需求，威海校區(qū)“海空天”對海觀測團隊開展了關(guān)鍵技術(shù)突破、觀測裝備研發(fā)、系統(tǒng)研制和應(yīng)用服務(wù)，同時與涉海企業(yè)和科研院所合作，升級傳統(tǒng)行業(yè)，提升產(chǎn)業(yè)行業(yè)競爭力，服務(wù)新舊動能轉(zhuǎn)換。課題組十三五期間承擔(dān)了國家級、省部級項目30余項，包括國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金在內(nèi)基金的基礎(chǔ)研究類項目，國家、省市重點研發(fā)計劃等民口類項目，此外還承擔(dān)了軍委科技委、裝備發(fā)展部等國防類項目，形成了諸多科技成果。科研經(jīng)費累計約1.5億元。獲批國家雙一流高校基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)——新一代海空天對海觀測技術(shù)綜合試驗平臺、工信部對海監(jiān)測與信息處理重點實驗室、山東省海洋通信與智能無人觀測裝備工程技術(shù)中心、山東省海洋智能無人裝備工程技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心等7個省部級科研平臺。課題組重點打造一個中心：海洋信息綜合獲取技術(shù)及裝備創(chuàng)新中心，建設(shè)兩個基地：數(shù)據(jù)獲取及處理平臺建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)化綜合試驗測試平臺建設(shè)；解決三大難題：海洋探測手段不完善、海洋探測裝備可靠性低、海洋技術(shù)復(fù)合型人才嚴(yán)重不足的難題；提供四個支撐：支撐“海空天”一體化空海協(xié)同探測技術(shù)體系、海洋裝備試驗測試標(biāo)準(zhǔn)化體系、山東省十強產(chǎn)業(yè)和新舊動能轉(zhuǎn)換、海洋強國和海防建設(shè)。 面向我國海洋強國戰(zhàn)略重大需求，軍民領(lǐng)域?qū)Ｓ^測技術(shù)挑戰(zhàn)，以及山東省地方經(jīng)濟經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級重大需求，針對我國海洋智能裝備企業(yè)研發(fā)投入大、產(chǎn)出慢、可靠性差、穩(wěn)定度低，難以滿足應(yīng)用需求的問題，威海校區(qū)“海空天”對海探測團隊開展智能裝備核心技術(shù)突破和共用技術(shù)研發(fā)，降低裝備研發(fā)成本。通過標(biāo)準(zhǔn)化試驗和測試保障可靠性和穩(wěn)定度，形成了涵蓋綜合環(huán)境感知目標(biāo)探測、智能觀測平臺技術(shù)（無人機、無人船、水下自主航行器和水下機器人）、跨域通信協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)、觀測數(shù)據(jù)處理、服務(wù)與應(yīng)用等為一體的“海空天”對海觀測技術(shù)體系。基于“海空天”一體化空海協(xié)同觀測技術(shù)體系，開展相關(guān)探測裝備研發(fā)，構(gòu)建演示示范系統(tǒng)。取得典型研究成果如圖所示。 科研團隊規(guī)模60余人，目前烏克蘭外籍院士1人、教授/研究員3人，副教授10人，講師4人，基本科研崗和任務(wù)型工程師2人，研究生40余人。 研究成果將為組建山東省“高密度、多要素、全天候、智能化的海空天立體觀測網(wǎng)”，提升我省乃至國家的自主海洋裝備研發(fā)能力、海洋資源開發(fā)能力以及建立海洋裝備測試服務(wù)體系提供技術(shù)及裝備支撐。本項目所研究成果不僅能夠突破海洋傳感器低功耗設(shè)計、自主無人觀測平臺控制、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、海洋數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)及處理等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而實現(xiàn)海洋觀測裝備的立體化和智能化跨越式發(fā)展，而且對于樹立我國海洋觀測產(chǎn)品品牌的國際形象，提升國際影響力和市場競爭力，增強對全球性資源要素的控制能力具有重大戰(zhàn)略意義，在海工裝備、航空、航天、軍工等領(lǐng)域具有廣闊的技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化前景。 項目產(chǎn)品旨在通過關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)滿足我國在海洋國防安全、海洋地形觀測、海洋漁業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測、勘探、打撈等以及災(zāi)害預(yù)警方面的智能化裝備亟需，有著極其廣泛的應(yīng)用市場，特別對于山東省半島藍(lán)色經(jīng)濟帶和海上糧倉的需求，具有極大經(jīng)濟價值和效益。預(yù)計未來3 年，年投資增幅超過百億元，保守估計平均年復(fù)合增長率將達(dá)到40%以上，行業(yè)前景良好，將提升我省海洋產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。同時，我國其他臨海省份也存在巨大海洋和漁業(yè)需求，同時為相關(guān)行業(yè)的競爭力起到不可估量的作用。項目研發(fā)將推動牽頭公司產(chǎn)品提檔升級，具有海空天立體化監(jiān)測功能的智能海洋觀測裝備在未來將成為市場上極具競爭力的主流產(chǎn)品之一，市場容量極大，可達(dá)數(shù)千億元。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規(guī)模也越來越大。本項目目前研發(fā)的手性氨基酸包含L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。 創(chuàng)新點： 1）本項目采用一鍋化反應(yīng)，以廉價的L-蘇氨酸為原料，經(jīng)過工程菌催化合成2-氨基丁酸，反應(yīng)時間10-12 h，原料的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以上，2-氨基丁酸的產(chǎn)量達(dá)到100 g/L以上。 2）以消旋化蘇氨酸為原料，進(jìn)行酶法拆分制備D-蘇氨酸。底物添加量達(dá)到2.5 M,反應(yīng)10 h內(nèi)達(dá)到完全拆分，D-蘇氨酸ee值為99%。 3）以天冬氨酸為原料，采用工程菌催化反應(yīng)10-12 h，L-天冬氨酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到了94.4 %，L-天冬酰胺產(chǎn)量可達(dá)120 g/L，生產(chǎn)強度達(dá)到12.4 g/(L•h)。 4）基于構(gòu)建的基因工程菌，采用偶聯(lián)輔酶再生技術(shù)，轉(zhuǎn)化廉價底物合成L-叔亮氨酸，反應(yīng)24 h，底物轉(zhuǎn)化率達(dá)95%，產(chǎn)量達(dá)到100 g/L以上水平。 5）其它手性氨基酸（L-色氨酸、D-氨基酸）發(fā)酵和生物合成正在陸續(xù)開展中。 6）多種高效酶制劑的工程菌株構(gòu)建、發(fā)酵產(chǎn)酶以及多種中間體的制備。如蘇氨酸脫氨酶、亮氨酸脫氫酶、甲酸脫氫酶、ω-轉(zhuǎn)氨酶等，以及利用這些酶制備的多種醫(yī)藥中間體。

PET是典型的半結(jié)晶型高分子，兼具優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和良好的機械性能，并且因其可降解成單體易于化學(xué)回收可作為綠色環(huán)保高分子材料，被廣泛應(yīng)用于纖維、薄膜、包裝瓶等領(lǐng)域。同時PET是最便宜的工程塑料，具有巨大的市場潛力。研究表明，離聚物與PET的相容性較好，能夠有效分散于PET基體中；尤其是嵌段離聚物形成的微相區(qū)域不僅為高分子鏈結(jié)晶提供了界面而且還可以增大晶核尺寸，使晶核快速增大到臨界尺寸并突破能量位壘，從而促進(jìn)晶體的生長。

自主研發(fā)了多機器人協(xié)作焊接系統(tǒng)，其中機器人控制器自主研發(fā)，采用EtherCAT總線通訊控制底層伺服，控制周期1ms。參與協(xié)作焊接的機器人均為國產(chǎn)6軸通用該機器人，多機器人系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)對照ABB MultiMove、KUKA RoboTeam功能，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國外領(lǐng)先品牌同等技術(shù)水平。具體技術(shù)指標(biāo)： ① 變位機（夾持）機器人支持6維力-力矩傳感器，實時補償估計偏差； ② 焊接機器人支持接觸找焊縫、激光焊縫跟蹤等多種焊接工藝； ③ 最多支持4臺機器人協(xié)作； ④ 可根據(jù)應(yīng)用需求開發(fā)新場景控制程序。

項目立足于國家糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)增收等重大戰(zhàn)略需求，持續(xù)進(jìn)行馬鈴薯機械化產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)研發(fā)，發(fā)明了馬鈴薯全程機械化種植技術(shù)，提出了馬鈴薯高臺大壟機械化栽培技術(shù)和機械化種植合理密度、水肥耦合增產(chǎn)集成技術(shù)栽培模式；創(chuàng)制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的馬鈴薯機械化種植的氣吸播種、動力中耕除草培土防病蟲害、除馬鈴薯秧葉、收獲及分級處理5種全程機械化裝備；解決了馬鈴薯機械化作業(yè)效率低難度大等技術(shù)難題，顯著推動了馬鈴薯機械化裝備升級換代和行業(yè)科技的提升，實現(xiàn)了農(nóng)機農(nóng)藝農(nóng)技相結(jié)合的馬鈴薯機械化糧食增產(chǎn)目標(biāo)。項目主要發(fā)明點如下： （1）探明了智能動態(tài)供種和負(fù)壓吸種正壓吹種組合作用的氣吸式馬鈴薯播種新理論，創(chuàng)新了基于無液體潤滑的陶瓷鍍層凸凹錐體動態(tài)緊配密封的排種器氣室新結(jié)構(gòu)；破解了排種器因取種區(qū)供種量不恒定而取種難和排種時前慣性力作用而引起的零速投種技術(shù)難題，創(chuàng)制了常規(guī)薯和微型薯兼用的氣吸式馬鈴薯精量排種器，集成創(chuàng)制出高速智能氣吸式馬鈴薯精量播種機。填補了我國無氣吸式馬鈴薯播種機田間應(yīng)用的空白。 （2）項目首次基于分體刀輥獨立驅(qū)動仿壟形碎土培土除草技術(shù)，提出了馬鈴薯動力中耕機具防除病害理論，創(chuàng)建了刀輥雙螺旋導(dǎo)向輸送防堵和立刀仿壟形螺旋刀輥排列技術(shù)，發(fā)明了動力中耕除草培土防害驅(qū)動式馬鈴薯中耕培土機。 （3）提出了馬鈴薯莖葉粉碎還田刀具的雙刃口雙旋向空間曲線設(shè)計理論，創(chuàng)建了雙螺旋排列仿壟形清除莖葉新方法，發(fā)明了系列多功能正反轉(zhuǎn)作用刀具及刀輥，突破了馬鈴薯除莖葉難的技術(shù)瓶頸；創(chuàng)制了系列馬鈴薯雙螺旋交錯組合式刀輥總成，解決了馬鈴薯機械化除莖葉的難題。 （4）發(fā)明了馬鈴薯收獲機防堵技術(shù)，創(chuàng)制了切導(dǎo)土浮動圓盤減阻系統(tǒng)，解決了因馬鈴薯收獲機喂入量動態(tài)不恒定導(dǎo)致的堵塞壅土難題；發(fā)明了去硬雜物防阻自調(diào)技術(shù)，創(chuàng)制了自轉(zhuǎn)增隙自復(fù)位除石或硬雜物等減阻裝置，解決了馬鈴薯收獲過程中田間石塊等硬雜物產(chǎn)生的突變阻力或卡死升運分離部件的技術(shù)難題。 （5）基于馬鈴薯收獲升運分離技術(shù)，提出了升運鏈長度、頻率、振幅與土壤含水率等土壤特性相匹配的薯土分離規(guī)律，創(chuàng)制了馬鈴薯收獲機升運分離總成，解決了馬鈴薯收獲機因升運分離能力差而影響馬鈴薯收獲機收獲質(zhì)量的問題；避免了因升運分離技術(shù)不佳導(dǎo)致馬鈴薯機械損傷的技術(shù)難題。 （6）項目提出了馬鈴薯四壟歸一壟的馬鈴薯收獲新方法，創(chuàng)建了具有橫向換向功能馬鈴薯橫向歸壟技術(shù)，創(chuàng)制了馬鈴薯收獲機專用的歸壟裝置，解決了馬鈴薯收獲過程中撿拾難效率低的難題。 （7）針對目前馬鈴薯分級機分級級數(shù)少、規(guī)格范圍不可調(diào)的技術(shù)難題，發(fā)明了無級調(diào)節(jié)技術(shù)，創(chuàng)制了馬鈴薯分級機無級調(diào)控機構(gòu)，解決了馬鈴薯分級機級數(shù)規(guī)格不可調(diào)不可控的問題。 目前該成果在東北、西北、西南、中原等馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)大面積應(yīng)用推廣，滿足馬鈴薯栽培區(qū)北方一作區(qū)和中原二作區(qū)的馬鈴薯機械化種植。5種裝備經(jīng)樣機試驗、性能測試生產(chǎn)考核技術(shù)已成熟，獲得自主知識產(chǎn)權(quán)30余件。本項目創(chuàng)制的系列馬鈴薯裝備，為馬鈴薯機械化種植提供可靠技術(shù)保障，為保證國家糧食安全做出了貢獻(xiàn)。

針對現(xiàn)階段木竹材防腐處理技術(shù)對環(huán)境污染大、長期效果不佳等問題，研發(fā)的新型防腐技術(shù)具有高效、低毒、高滲透性、低流失性的優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于木竹材防腐、防霉、防白蟻等領(lǐng)域，可滿足木竹材防腐、人造板、木質(zhì)包裝等企業(yè)的相關(guān)需求,獲國家發(fā)明專利授權(quán)4項。 季銨鹽/硼酸鹽復(fù)合防腐處理工藝。針對硼酸鹽極易流失問題，開發(fā)了一種無機硼酸鹽與季銨鹽用兩步法處理木材的復(fù)合防腐處理工藝。硼的流失率可從接近100%降至10%。處理材的耐腐性明顯提高，對白蟻的毒性不強，具有環(huán)保特性。處理后物理力學(xué)特性及耐光老化性也得到提高。 有機微乳液型木竹材防腐防霉劑。以低毒、高效的有機殺菌劑為主要殺菌成分，用低揮發(fā)、高環(huán)保型有機溶劑替代高揮發(fā)性有機溶劑，制備微乳液型木竹材防腐防霉劑。可直接使用自來水進(jìn)行稀釋，采用常規(guī)防腐劑處理方法處理各種針闊葉材與竹材，防腐處理過程與防腐處理材均安全環(huán)保無污染。

數(shù)字化仿真技術(shù)又稱數(shù)字化模擬技術(shù)，就是利用數(shù)字化技術(shù)組建虛擬系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)。在天氣預(yù)報、溫室效應(yīng)評估分析、模擬核試驗、軍事訓(xùn)練和武器制造、交通訓(xùn)練與指揮、醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實手術(shù)培訓(xùn)、醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實手術(shù)培訓(xùn)、虛擬現(xiàn)實建筑物的展示、虛擬現(xiàn)實建筑物的展示、機電產(chǎn)品的虛擬制造與設(shè)計等領(lǐng)域得到應(yīng)用。山東大學(xué)數(shù)字化仿真分析團隊為山東鋼鐵集團有限公司、兗礦集團有限公司、濟南二機床集團有限公司、山東玲瓏輪胎股份有限公司等企業(yè)進(jìn)行過H型鋼軋制過程數(shù)字化仿真、皮帶運輸機滾筒優(yōu)化設(shè)計、高速送料機器人軌跡優(yōu)化、輪胎花紋網(wǎng)格自動化等實際應(yīng)用。

自動化移液槍頭移裝系統(tǒng)，裝盒機構(gòu)和用于輸送移液槍頭的傳送機構(gòu)，裝盒機構(gòu)包括取槍頭機構(gòu)、用于槍頭盒平臺、電動推桿、用于搭載槍頭盒平臺并可帶動槍頭盒平臺沿兩個互為垂直的方向運動的水平工作臺；取槍頭機構(gòu)包括槍頭獲取裝置，及控制機構(gòu)；槍頭盒平臺的邊緣，遠(yuǎn)離電動推桿的一端，設(shè)置有用于執(zhí)行扣合盒蓋的扣蓋機構(gòu)；扣蓋機構(gòu)包括安裝于工作平臺上的扣蓋條，沿槍頭盒被推動的方向，扣蓋條向槍頭盒平臺的內(nèi)側(cè)、上方傾斜。可完成取移液槍頭、放移液槍頭，以及移液槍頭裝盒結(jié)束后，自動扣合槍頭盒的盒蓋的移液槍頭裝盒全流程操作。整合裝盒過程中，不需人工干預(yù)，可提高移液槍頭的裝盒效率。

礦物加工工程專業(yè)是北京科技大學(xué)建設(shè)最早的學(xué)科之一，是國家重點學(xué)科。在國家“十五”科技攻關(guān)課題研究期間，研究開發(fā)出磁鐵礦選礦精選設(shè)備－低磁場自重介分選機（圖 1），已獲國家專利，具有 600×600 單聯(lián)、雙聯(lián)、四聯(lián)三種工業(yè)產(chǎn)品，已在河北群泰、華冶等礦業(yè)公司選礦廠及內(nèi)蒙古泰恒、黑腦包礦業(yè)公司選礦廠等二十多家廠礦應(yīng)用，取得了很好的效果。最近幾年研發(fā)的流態(tài)化還原焙燒磁選工藝與設(shè)備，已經(jīng)在云南武定魚子甸高磷鮞狀赤鐵礦的開發(fā)利用中得到應(yīng)用，其中關(guān)鍵設(shè)備－還原焙燒流化床。該項技術(shù)可應(yīng)用于昆明鋼鐵（集團）公司開發(fā)惠民鐵礦，武漢鋼鐵（集團）公司和首都鋼鐵（集團）公司開發(fā)湖北鄂西地區(qū)高磷鐵礦石等類似難選冶鐵礦石，對于我國擴大可利用鐵礦石資源具有重要意義。

本項目基于Kubernetes構(gòu)建容器化微服務(wù)平臺。利用人工智能和數(shù)據(jù)挖掘的方法，對容器化微服務(wù)平臺實施智能化運維，將系統(tǒng)的平均恢復(fù)時間從小時級別縮短到分鐘級別，并智能化推薦恢復(fù)決策。