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01. 成果簡介 世界上有數以百萬的語言障礙患者，其中有的是由于先天缺陷導致其存在語言功能障礙，也有的是后天的一些疾病致使其喪失語言功能，語言功能障礙給他們的生活帶來了極大的困難和不便。電子人工喉是一種簡易的語言康復方法，其通常需要安裝在口內喉部，由肺部發出的氣流經過舌、唇的調制，引起人工喉膜片振動，使其發出語音信號。然而，現有電子喉助音器無法清晰還原患者聲音，發音模糊，訓練周期長，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成極大不便，所以亟需便于失語者攜帶、操作簡單、性能優異的新型人工喉的器件及系統研究。 本成果團隊研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可貼附、聲音收發系統集成、動作監測系統、輕型可穿戴等方面有了重大突破。首先，第二代石墨烯人工喉采用了更貼合人體皮膚的紋身式薄膜作為襯底，無需膠帶粘貼，可直接貼敷在人體喉嚨，極大地提高了佩戴舒適感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收發聲系統方面有了雙重突破，實現了石墨烯的器件級應用至系統級應用的跨越。通過專用電路對聲音信號的放大和轉換，第二代石墨烯智能人工喉首次將收聲系統和發聲系統連接起來，實現了聲音輸入到輸出的閉環，并可以通過示波器實時觀測喉部運動情況。接著，通過與單片機的結合，該器件可以將人體喉部的不同動作“翻譯”成不同的聲音，實現了動作發聲系統。通過連接解碼器，該器件還可以播放任意音樂。最后，第二代石墨烯智能人工喉系統可通過臂包穿戴在胳膊上，首次實現了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未來將進行體積更小及功能更多的集成，有望實現像“創可貼”一樣貼附在人體喉部并幫助失語者“開口說話”。圖1. 可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系統02. 應用前景 第二代智能石墨烯人工喉集收聲和發聲于一體，可直接貼附于失語者喉部，并將喉部的不同動作轉化為對應聲音，有望幫助失語者正常與他人“交談”。在未來，該器件將與聲紋識別、機器學習等技術結合，在語音識別、家庭醫療等領域具有廣闊前景。03. 知識產權 已獲得國家發明專利授權2項。04. 團隊介紹 本成果項目團隊負責人為任天令教授，清華大學信息科學技術學院副院長，教育部長江學者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，清華大學環境與健康傳感技術研究中心副主任。擔任IEEE電子器件學會副主席（中國大陸首次）、國際微電子領域頂級學術會議IEDM執委（中國大陸首次）、IEEE電子器件學會教育委員會主席（中國大陸首次）、中國微米納米技術學會理事等。近年來，承擔國家自然科學重點基金、國家重大科技專項、國家公益性行業科研專項、國家重大儀器專項、國家863計劃、國家973計劃等多項國家重要科技項目，做出一系列具有重要國際影響的創新學術成果。主要研究方向為智能微納電子器件、芯片與系統，包括：智能傳感器與智能集成系統，二維納電子器件與芯片，柔性、可穿戴器件與系統，智能信息器件與系統技術等。在國內外重要學術期刊和會議發表重要SCI期刊論文400余篇，國際微電子領域頂級學術會議IEDM論文11篇；獲國內外發明專利70余項，入選2018年愛思唯爾（Elsevier）“中國高被引學者”（微電子領域唯一入選者）。獲2018年電子學會自然科學一等獎，“石墨烯智能人工喉”榮獲科技導報評選的2017“中國十大重大技術進展”，“人工智能微納電子器件”榮獲2017“清華大學十大重大學術成果”，石墨烯“人工喉”在2018年全國科技活動周被評為“最受公眾喜愛項目”，還入選2018年中國國際智能產業博覽會十大“黑科技”創新產品（從1082項創新產品中脫穎而出）。團隊成員有副教授、助理教授、助理研究員等7人。05. 合作方式 技術許可。06. 聯系方式 郵箱：qyc16@mails.tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

本實用新型公開了一種簡易控制排水渠徑流排放的智能開關，可用于控制農田，菜地排水渠的徑流排放，能夠維持初期雨水徑流中的營養鹽，排放出后期雨水以防過澇。該裝置主要由：雨水感應器、直流電機、降雨缸、電路控制單元、外接線路及受控排水渠閥門組成。本實用新型旨在：雨量較少時，露地蔬菜地徑流可以收集回用，防止N、P排放污染河流湖泊；雨量等級大到暴雨級別時，前期雨水及沖刷下來的營養鹽已截留，后期雨水營養鹽較少，此時徑流排水渠應以泄洪為主要目的。本實用新型可以實現，雨量等級為小雨、中雨時，閥門緊閉，雨量等級為大雨、暴雨時，閥門打開，由雨量等級來控制閥門的智能開關。

零距離智能高清投影電視，是全球首款120寸智能投影電視，置于普通電視柜上即可欣賞120寸震撼畫面。本投影電視具有全高清1080P分辨率，可打造極致品質生活；采用Android 4.2.2操作系統，應用自由下載(目前手機遙控僅支持安卓4.0以上版本)，內置16G超大存儲空間，1G DDR3內存，還可擴展SD和USB存儲設備。具有Wifi無線/有線，上網功能。內嵌4.0版本藍牙硬件，極致省電，3毫秒超低延遲，傳送距離高達100m?？煞奖闶謾C，相機，pad等移動設備數據傳送。采用美國德州儀器最新4421處理器，全面支持藍光3D，上下格式，左右格式，場序列，幀序列，DLP3D等所有3D格式。內置高清硬件解碼器，U盤/移動硬盤/SD直插直播功能，智能環境光感技術，根據環自動調節畫面亮度，內嵌2組8W立體揚聲器，無需外接音箱。并且具有豐富的I/O接口設計，支持鼠標操作。如圖所示的是零距離智能高清投影電視效果圖。

項目簡介 面向水環境保護領域，產品主要用于湖泊、水庫、城市景觀水面富營養化治理。利 用水體動力學原理，給與水體微弱擾動，可打破氣膜和液膜間的阻隔，將溶氧輸送到水 體深處，促進微生物對水體中氮磷等富營養物質和有機物質的消耗，實現微生物、浮游 生物、魚蝦等動物的自然平衡，達到水質穩定或改善的目的。本項目產品的最大特點是124 能耗低，約為 3w/畝，可以使用太陽能、風能等新型能源，很方便的安裝到電力無法供 應的水面中。通過基于 FCS 的嵌入式控制系統技術，對包括水體溶氧、pH、溫度、氣壓

西安漫威智能科技有限公司進校開展項目實戰評審

本申請實施例提供一種用于空心板梁內腔作業的智能維修裝置，涉及橋梁維修技術領域。啟動支撐腿控制器，通過可折疊支撐腿將履帶式輪組頂緊于空心板梁內腔底板之中，通過輪組控制系統驅動主動輪，主動輪帶動從動輪轉動，通過主動輪和從動輪帶動履帶運動，履帶的運動可以使得本維修裝置在空心板梁的內腔運動，便于對空心板梁內腔進行高效且便捷的打磨處理操作；通過可伸縮連接件調整打磨組件刷頭連接桿以適應內腔空間尺寸；啟動打磨組件圓盤，打磨組件圓盤上分布八個可伸縮的打磨刷子，通過打磨組件圓盤的轉動可以實現對空心板梁的內腔進行全面細致的打磨操作，打磨產生的粉末等建筑垃圾通過打磨刷子中間的管道經由打磨組件圓盤內部進入廢料收集箱；檢測評估圓盤圓周方向布設系列高清攝像頭，通過采集內腔打磨后的效果圖片，輸入到評估系統進行自動評估打磨后的粗糙度，以滿足腔內注漿維修要求。該裝置可以極大提高打磨作業的質量和效率，從而保證空心板梁內腔與注漿維修材料具有可靠的粘結性，提高空心板梁的抗剪承載力。

上海理工大學莊松林院士和顧敏院士領導下的未來光學國際實驗室宣布，首次利用機器學習反求設計（machine-learninginversedesign）實現了三維矢量全息（Three-dimensionalvectorialholography）的新概念。 據介紹，這項發明是光學全息技術領域的一次重大突破，其提供的基于機器學習的反求設計可精準且迅速地產生一個或多個任意三維矢量光場，有望應用在超寬帶全息顯示、超安全信息加密以及超容量光存儲、超精確粒子操控等各個領域。 相關研究成果于4月18日凌晨發表在國際頂級學術刊物《科學進展》上。該雜志為《科學》（Science）刊物旗下子刊，是一個涵蓋所有學術領域的開放性、綜合性科學刊物。 光是一種電磁波，其在介質中傳播的同時伴隨著電磁和磁場的振蕩，被稱為光的矢量特性?；诠獠ǖ臋M波特性，光的振蕩通常被限制在與其傳播方向垂直的二維平面上。近些年，研究發現光的振蕩可打破傳統二維平面的束縛，通過干涉產生縱向光振蕩，即形成第三維光矢量。 在物理學上，通過求解三維麥克斯韋方程可以正向得到一個三維矢量光場分布，但其不可控。一直以來，精確產生任意三維矢量光場是一個世界性難題，因其需要十分復雜的反求設計，超出了人類知識和經驗的邊界。 顧敏院士指導的科研人員利用機器學習反求設計率先實現了三維矢量全息，可精確地控制三維全息圖像中每個像素點的任意三維矢量狀態。 “通過機器學習的人工智能新科技，我們首次實現了三維矢量光的操控，并將機器學習的算法延伸到光學全息中去，”顧敏院士說，“這樣的操控是全方位的，包括對每個三維矢量光攜帶的信息進行編碼、傳輸和解碼，因而消除了傳統二維偏振光的束縛。” 文章第一作者任浩然博士（目前在德國慕尼黑大學從事洪堡博士后研究）說：“機器學習在光學設計中扮演著越來越重要的作用。我們研究證明訓練后的人工神經網絡可有效地、快速地產生任意三維矢量光場，達到接近百分之百的準確性，極大地提高了光場調控的效率。” 這項發明還為光學全息開辟了一條新道路，首次在全息中證明光的三維矢量狀態可以作為獨立的信息載體，實現信息的編碼和復用。顧敏院士說：“這項發明作為光學全息技術領域的一項重大突破，不僅為下一代超寬帶、超大容量、超快速并行處理的光學全息系統奠定了基礎，同時也為加深理解光與物質的相互作用（例如粒子操控）提供了一個嶄新的平臺。” 該項工作得到了墨爾本皇家理工大學（RMIT）人工智能納米光子學實驗室以及計算機科學系的大力支持。

項目是國家科技攻關計劃“先進控制與優化軟件及綜合自動化軟件平臺產業化關鍵技術”子課題，項目在PCS層（過程控制層）與實時信息集成系統的基礎上，實時智能監測與故障診斷專家系統充分利用網絡技術、計算機技術、控制技術、通訊技術以及人工智能技術將分散的PCS層信息進行集成，實現信息管理的智能化。系統實現從已有的PCS層通訊網絡獲得數據，進行高一層次的綜合和處理，進行安全監督、故障診斷和預報，而不改變使用人員已經熟悉的操作程序和規則，因而可達到更好的安全監控與管理的效果。

1 成果簡介 服裝安全與信息安全、食品安全一樣是每個國家戰略關注的核心之一，兒童著裝的安全性又是重中之重。本項目基于兒童身心特殊性，及交互式設計理念，擬對兒童智能服裝的研發模式進行系統、深入的探討，提出一套切實可行的理論模型。首先，本項目將對消費者關于兒童安全服裝的需求進行收集和分析，并對智能元件與人體的交互方式及各自的特性進行深入研究。通過對兒童身心安全、服用舒適等多方面需求的掌握，結合智能元件的性能，探討智能可穿戴設備與兒童安全服裝的結合方式，提出兼顧功能及美感的設計原則與方法。同時，通過對可穿戴裝備與移動終端通信技術的分析，提出從單一式交互到多設備共聯的思想，建立基于能源優化配置和高效率信息傳輸的多交互式兒童智能服裝研發模型。本項目會為相關的研究人員提供具較高可操作性的指導規范，對龐大的中國童裝消費市場結構改善會有積極影響。 2 關鍵技術及產品 關鍵技術： (1) 根據著裝者（兒童）的身心特點，從服用性能，信息交互性能，智能元件的效能等方面分析智能安全童裝的多維度需求，作為本課題的重要研究基礎。 (2) 從兒童的身心需求出發，探討智能安全模塊與兒童服裝結合的設計規則。 (3) 根據智能安全童裝的功能性需求，從信息共享，協同監護的角度，探討建立智能服裝與控制終端之間多交互式信息網絡的基本框架。 (4) 以產業化為目標，提出一整套適應性強、可操作性高的智能安全童裝研。 形成產品： 形成兒童定位安全、兒童 VR 圖案、兒童感溫變色、兒童趣味結構等多種功能性服裝，同時也開發了相關的老年人等功能性服裝。 3 知識產權及項目獲獎情況 本課題在智能交互童裝的新產品生產方面已合作申請發明專利 12 件，授權1 項發明專利及 1 項計算機軟件著作權，發表 6 篇高水平研究論文，獲省部級以上相關獎項 6 項。 4 項目成熟度 該研發成果已經初具規模的投入實施運作，直至 2018 年 5 月年，其營業收入已經達到 1800 萬元，凈利潤達 675 萬元，預計 2018 年底公司資產總額上升到8000 萬元；營業收入增長到 2800 萬元；凈利潤達 850 萬元，產品將給企業帶來可觀利潤，并拓寬占領新消費市場。該項目的推廣對本行業相同企業具有很強的借鑒意義。 在帶來豐厚的經濟效益同時，該項目研發成果還打造流行與市場實用性相結合的現代智能兒童交互服裝品牌，以塑造強有力的安全智能童裝形象，拓寬企業利潤增長空間。在傳統童裝設計中，以產品實用性為根本。而現代童裝設計中，將科技提升至等次于品牌實用性地位，通過現代科技優勢與童裝流行趨勢結合，最終消除穿戴者在生活中出現的各類因服裝穿著所引起的安全隱患。以此從側面突顯品牌的地位與形象，為企業利潤的再創添加新途徑。 5 投資期望及應用情況 成果在行業內具有一定的先進性，已經在江蘇雅鹿男裝、無錫林科、常州雪奈利等多家企業得到良好應用。 

本項目在三維熒光光譜技術的基礎上，建立光譜數據矩陣計算模型和處理方法，建立了基于熒光光譜和智能算法的食品安全檢測新技術。應用于白酒檢測，實現了白酒品種和年份酒年份的科學化、儀器化和智能化鑒別和測定；應用于食品添加劑檢測，實現了目標物的種類和含量的方便、快捷、靈敏、準確測定。