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圍繞立德樹人根本任務(wù)，傳承“工學(xué)并舉”辦學(xué)特色，河北工業(yè)大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)以國家級專業(yè)綜合改革試點為契機，協(xié)同車輛工程、機械電子工程和測控技術(shù)與儀器專業(yè)，面向高端制造業(yè)的數(shù)字化、信息化和智能化人才需求，不斷夯實數(shù)字化教育新基建，創(chuàng)新數(shù)字化產(chǎn)教融合培養(yǎng)新模式，打造信息化泛在式人才培養(yǎng)新高地，探索線上線下混合式實踐教學(xué)新途徑，開辟螺旋迭代式一二課堂協(xié)同育人新體系，樹立兩段三層遞進式創(chuàng)新教育品牌，從而升華“工學(xué)并舉”新的時代內(nèi)涵，培養(yǎng)具有制造強國熱情、扎實工程實踐能力、平視世界專業(yè)信心的機械類新工科創(chuàng)新人才。

早期大陸的形成演化及其構(gòu)造機制一直是固體地球科學(xué)的基礎(chǔ)與前沿科學(xué)主題，對于深入認識太陽系類地行星和地球的起源與發(fā)展、理解現(xiàn)代地球過程、預(yù)知地球未來的演變都有重要意義。板塊構(gòu)造是隨著地球殼幔體系的演化和大陸地殼的生長，逐漸發(fā)展、建立、成熟起來的。大約在2.7-2.5 Ga前隨著全球一批成規(guī)模的穩(wěn)定大陸地殼的出現(xiàn)，標志著全球構(gòu)造開始了從熱構(gòu)造體制向垂向-橫向運動的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)化，開啟了地球系統(tǒng)的一系列重要事件和演變，包括固體圈層的形成與耦合，水與大氣圈層的確立，大氧化事件與生命活動，大規(guī)模沉積作用包括多次冰期事件和多期次巨量硅鐵建造的沉積等。到了2.0-1.8 Ga，構(gòu)造巖漿活動又重新活躍了起來，全球短時間內(nèi)出現(xiàn)了眾多線型造山帶，出現(xiàn)了地質(zhì)歷史上第一個超大陸，標志著早期板塊構(gòu)造開始支配全球。由此可見，2.7-1.8 Ga是地球歷史上的關(guān)鍵演化期，該時期不僅塑造了現(xiàn)代板塊構(gòu)造出現(xiàn)之前的全球構(gòu)造格局，直接控制了超大陸的聚合與裂解等，甚至對于之后地球中年期及現(xiàn)代板塊構(gòu)造體制出現(xiàn)，也起到了奠基性的作用。 由于早前寒武紀地質(zhì)記錄的復(fù)雜性、大部分克拉通地質(zhì)記錄不完整性、加之數(shù)據(jù)資料和研究覆蓋程度不足，許多重大科學(xué)問題仍然亟待深入研究。當前更加需要圍繞早期板塊構(gòu)造及其動力學(xué)機制這一核心科學(xué)問題，進一步闡明早期板塊構(gòu)造不同于現(xiàn)代板塊構(gòu)造的特殊性，深入探究其作用過程和機制，提出和完善元古代早期板塊構(gòu)造理論，為發(fā)展板塊構(gòu)造理論提供依據(jù)。

相關(guān)專利提供了一種用于牙釉質(zhì)定向有序礦化材料及其制備方法，通過羧甲基殼聚糖和阿侖膦酸鈉交聯(lián)后，依次滴加含磷酸氫根離子和含鈣離子的溶液，形成納米無定形磷酸鈣顆粒，之后向該溶液中加入谷氨酸，即可制得。

"該成果獲2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎科技進步二等獎。1.建立了城鄉(xiāng)一體化土地調(diào)查的數(shù)據(jù)組織管理模型，提出了全數(shù)字土地實地調(diào)查理論，建立了衛(wèi)星遙感、無人機監(jiān)測、實地調(diào)查空地一體的土地調(diào)查監(jiān)測模式及與土地管理日常業(yè)務(wù)驅(qū)動相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫更新模式，開發(fā)了支持上述技術(shù)的內(nèi)業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)了城鄉(xiāng)土地無差異化的調(diào)查和管理，解決了原城鎮(zhèn)、農(nóng)村分別管理所帶來的城鄉(xiāng)區(qū)域的動態(tài)變化問題，確保了城鄉(xiāng)一體化土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)的實時變更，為城鄉(xiāng)土地統(tǒng)一管理和調(diào)控提供了決策依據(jù)。 2.攻克了多平臺多傳感器的海量遙感影像多機并行鑲嵌技術(shù)，提出了面向地類圖斑變化的遙感影像自適應(yīng)閾值自動發(fā)現(xiàn)方法，研發(fā)了融合高性能計算技術(shù)與數(shù)字攝影測量處理技術(shù)的遙感云服務(wù)平臺，從根本上解決了大區(qū)域影像鑲嵌耗時長等難題，實現(xiàn)了多源多時相地類圖斑變化的自動發(fā)現(xiàn)、海量數(shù)據(jù)規(guī)模化快速生成，遙感影像或地圖數(shù)據(jù)的存儲、發(fā)布、在線實時更新與處理。 3.突破了土地利用變化自動發(fā)現(xiàn)定點監(jiān)控、車載動態(tài)快速景象—圖譜實時匹配與地類圖斑變化自動識別、嵌入式GIS千兆級土地數(shù)據(jù)組織與表達等關(guān)鍵技術(shù)，研制了車載集成輕小型土地調(diào)查無人機及車載超算平臺。

本課題從能源互聯(lián)網(wǎng)自下而上構(gòu)建開放互聯(lián)、對等分享的新型能源電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求出發(fā)，提出能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵裝備。借鑒互聯(lián)網(wǎng)的理念、技術(shù)、方法和架 構(gòu)，能源路由器效仿信息網(wǎng)絡(luò)路由器，以實現(xiàn)能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術(shù)的發(fā)展，本課題結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)用戶需求側(cè)能量交換與互聯(lián)的需 求，研制低壓小容量能源路由器。清華大學(xué)在國內(nèi)較早開始開展能源互聯(lián)網(wǎng)方面的研究工作，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)、 關(guān)鍵技術(shù)，并開展能源路由器以及相關(guān)信息通信技術(shù)等方面的研發(fā)工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學(xué)基金委首個能源互聯(lián)網(wǎng)方面的立項——“能源互聯(lián)網(wǎng)建模、分析與優(yōu)化理論研 究”，目前參與承擔國家電網(wǎng)公司科技項目“能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)研究”“能源互聯(lián)網(wǎng)信息通 信體系架構(gòu)研究”和“全球視角下能源互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)建理論及情景分析”等直接能源互聯(lián) 網(wǎng)相關(guān)研究。能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心重大裝備，未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢會以大量電力電子裝置呈現(xiàn)，電能路由器以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，電能路由器未來能替代電力變壓器、電力電子裝備 等，加上隨著新能源和分布式新能源的發(fā)展，新能源的接入成為能源路由器的最大推手，市 場規(guī)模達到百億以上。

近幾十年來，火焰、煙霧等自然現(xiàn)象的模擬已廣泛應(yīng)用于電腦游戲、電影、教育、虛擬現(xiàn)實等諸多領(lǐng)域。在許多現(xiàn)有技術(shù)中，粒子系統(tǒng)在計算機圖形中被廣泛視為一種強大的技術(shù)，煙花模擬則是粒子系統(tǒng)應(yīng)用的亮點。浙江大學(xué)計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)國家重點實驗室金小剛教授課題組開發(fā)了一種基于草圖的煙花模擬新系統(tǒng)，用戶能夠在沉溺于虛擬場景的同時，手握控制器繪制他們想要的草圖，并由計算機基于高斯曲率的新點采樣方法模擬出具有復(fù)雜輪廓和紋理的逼真視覺效果。 目前，該項技術(shù)已成功體現(xiàn)在一款基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式個性化煙花定制的軟件應(yīng)用——“西湖映象”。用戶佩戴上HTC Vive后，將沉浸在令人驚艷的西湖全景視圖與逼真的聲音效果中。利用手中的無線控制器作為魔杖，用戶可以在空中“一筆畫”繪制任意形狀，隨后計算機自動生成對應(yīng)的3D模型，湖面遠處將表演虛擬現(xiàn)實中該3D形狀的水上煙花效果。該應(yīng)用支持任意色彩、任意形狀的煙花。 未來，通過進一步深入研究，將模擬方法與投影系統(tǒng)相結(jié)合，探索全息煙花匯演。只要用戶使用VR控制器（例如HTC Vive設(shè)備），就幾乎可以在任何地方、室內(nèi)或室外實現(xiàn)全息技術(shù)的煙花模擬。

在大尺寸寬禁帶/半導(dǎo)體單晶襯底外延設(shè)備、材料生長等方面做出了突出的工作。2001年始，研制出國內(nèi)第一臺用于氮化鎵（GaN）襯底的鹵化物氣相外延（HVPE）系統(tǒng)，研究發(fā)展了獲得高質(zhì)量GaN襯底所需的所有關(guān)鍵技術(shù)并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，在氮化鎵單晶襯底設(shè)備和材料技術(shù)領(lǐng)域已獲授權(quán)國家發(fā)明專利30余項、申請國家發(fā)明專利30余項。在國內(nèi)最早研制出2英寸毫米級GaN單晶襯底，建成6英寸HVPE系統(tǒng)并實現(xiàn)7片2吋及4-6吋GaN均勻生長；研究出創(chuàng)新性的GaN襯底批量制備技術(shù)，即將進行高質(zhì)量、低成本GaN襯底的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為第三代半導(dǎo)體應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。

以我市豐富的綠藻生物質(zhì)資源（滸苔、石莼）為主要研究對象，針對藻體胞壁特性、多糖結(jié)構(gòu)、理化質(zhì)構(gòu)特性及生物活性進行系統(tǒng)研究，探索出一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的綠藻生物工程技術(shù)，攻克了海藻溫和高效轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)，率先實現(xiàn)綠藻綜合利用及其產(chǎn)品的成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化推廣，實現(xiàn)生物乙醇、精準生物肥、綠藻多糖等農(nóng)用制品的規(guī)模化生產(chǎn)，經(jīng)濟效益顯著。 系統(tǒng)性闡明了綠藻糖鏈分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生物學(xué)功能及其空間定量構(gòu)效關(guān)系，首次構(gòu)建綠藻多糖工具酶系并明晰酶多位點催化與調(diào)控機制。 創(chuàng)新性建立了綠藻資源的生物轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)，突破了藻體溫和破壁液化與高效提取轉(zhuǎn)化技術(shù)瓶頸，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)菌株的綠藻工具酶的液體高通量發(fā)酵與規(guī)模化制備技術(shù)。 構(gòu)建基于計算機在線智能控制的硫酸鼠李低聚糖酶法精準制備技術(shù)、人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下的糖鏈構(gòu)效實時預(yù)測系統(tǒng)、穩(wěn)定性葉綠素制取以及非酸溫和預(yù)處理乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)，開拓了綠藻資源高值化綜合利用的新領(lǐng)域。

本課題從能源互聯(lián)網(wǎng)自下而上構(gòu)建開放互聯(lián)、對等分享的新型能源電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求出發(fā)，提出能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵裝備。借鑒互聯(lián)網(wǎng)的理念、技術(shù)、方法和架 構(gòu)，能源路由器效仿信息網(wǎng)絡(luò)路由器，以實現(xiàn)能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術(shù)的發(fā)展，本課題結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)用戶需求側(cè)能量交換與互聯(lián)的需求，研制低壓小容量能源路由器。 清華大學(xué)在國內(nèi)較早開始開展能源互聯(lián)網(wǎng)方面的研究工作，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)、 關(guān)鍵技術(shù)，并開展能源路由器以及相關(guān)信息通信技術(shù)等方面的研發(fā)工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學(xué)基金委首個能源互聯(lián)網(wǎng)方面的立項——“能源互聯(lián)網(wǎng)建模、分析與優(yōu)化理論研究”，目前參與承擔國家電網(wǎng)公司科技項目“能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)研究”“能源互聯(lián)網(wǎng)信息通 信體系架構(gòu)研究”和“全球視角下能源互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)建理論及情景分析”等直接能源互聯(lián) 網(wǎng)相關(guān)研究。裝置的主要創(chuàng)新點如下： l 能源路由器實現(xiàn)開放式即插即用的能量交換與路由； l 能源路由器支持多路可擴展的新能源和動態(tài)負荷接入； l 能源路由器解決瞬時平衡的能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理； l 能源路由器實現(xiàn)信息—能量融合的基礎(chǔ)設(shè)施一體化； l 能源路由器在海淀北區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)項目示范應(yīng)用； 性能參數(shù)： l 研制自治微網(wǎng)能源路由器和小批量實現(xiàn)，傳輸電壓等級為低壓 380V，系統(tǒng)容量達 到百 kVA 級，響應(yīng)時間小于 10ms，接入電源類型不少于 2 種，負荷類型不少于 3 類。 l 能源路由器可實現(xiàn)基本的能量路由功能，還可提供可擴展的工作模式：潮流調(diào)節(jié)模 式（增加有功、無功統(tǒng)一調(diào)節(jié)；功率因數(shù)達到 95%以上）和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)模式（增加電能質(zhì) 量暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)指標的統(tǒng)一調(diào)節(jié)；暫態(tài)電壓補償能力超過 30%，電流諧波含量小于 5%）。

高精度小型化三維重建系統(tǒng)（Hi3D）采用被動式的重建算法為現(xiàn)實物體建立三維模型。該系統(tǒng)形成一套包含硬件系統(tǒng)、算法實現(xiàn)和交互界面的完整三維重建系統(tǒng)。拍攝時，Hi3D系統(tǒng)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動和相機，自動完成多視點圖像拍攝。算法部分包括相機標定、深度初始化、立體匹配、點云優(yōu)化、網(wǎng)格化、上色，構(gòu)成一套完整的三維重建流程。該系統(tǒng)還具有友好的PC端用戶界面，具有高精度、小型化、全自動、低成本的優(yōu)點。