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? 植物在重力引導(dǎo)下的生長稱為植物的向重力性。根向重力是植物適應(yīng)陸地環(huán)境的重要過程。植物向重力性反應(yīng)的第一步是感受重力信號(hào)。目前，關(guān)于重力信號(hào)感受的機(jī)制有兩種假說：一是淀粉平衡石 (statolith) 假說，二是原生質(zhì)體壓力假說。植物根冠的柱狀細(xì)胞和莖的維管束鞘細(xì)胞中存在淀粉體，這些淀粉體被命名為平衡石。中柱細(xì)胞和內(nèi)皮層細(xì)胞通過淀粉體的沉降來感受重力變化。生長素在調(diào)節(jié)植物根系向重力作用中發(fā)揮重要作用，但生長素促進(jìn)重力感知的分子機(jī)制及隨后的反應(yīng)尚不清楚。 ? 非損傷微測(cè)技術(shù)（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）是通過測(cè)定活體動(dòng)植物組織、細(xì)胞與內(nèi)/外環(huán)境間Ca2+/Cd2+/Na+/K+/NO3-/NH4+/O2...交換量的實(shí)時(shí)變化，揭示基因功能的一種新技術(shù)。目前已被103位諾貝爾獎(jiǎng)得主所在單位，以及北大/清華/中科院使用。 應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)： 重力研究中對(duì)于活體樣品基因功能方面的檢測(cè)手段匱乏 樣品檢測(cè)過程中樣品重力變化與檢測(cè)設(shè)備的結(jié)合方式是一個(gè)難點(diǎn) 重力變化過程中生理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 解決方法： 非損傷重力感知分析系統(tǒng)(GRASS)是基于非損傷微測(cè)技術(shù)的底層核心技術(shù)，是能夠檢測(cè)活體樣品基因功能的技術(shù) 非損傷重力感知分析系統(tǒng)(GRASS)配有立體可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)樣品固定裝置，可對(duì)樣品施加不同方向的重力并能實(shí)時(shí)檢測(cè) 非損傷重力感知分析系統(tǒng)(GRASS)能夠進(jìn)行長時(shí)間的監(jiān)測(cè)，為重力變化過程中，比較分子、離子流動(dòng)速率，提供長時(shí)間的數(shù)據(jù)結(jié)果 產(chǎn)品介紹 名稱：非損傷重力感知分析系統(tǒng)（GRASS） 型號(hào)：NMTG-100 品牌：旭月 產(chǎn)地：中國 功能特點(diǎn) 1.基本功能： 檢測(cè)樣品所受重力發(fā)生變化時(shí)的生理指標(biāo)變化 配備立體可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)樣品固定裝置，對(duì)樣品施加不同方向的重力 檢測(cè)指標(biāo)：Ca2+、H+、K+、Na+、Cd2+、Cl-、NH4+、NO3-、Mg2+、Pb2+、Cu2+、O2、H2O2、IAA 2.性能參數(shù)： 工作電壓：220V 最短檢測(cè)周期：5s 離子分子濃度測(cè)量精度：10-6M 離子分子流速測(cè)量精度：10-12mol·cm-2·s-1 傳感器最小移動(dòng)距離：1μm 立體顯微成像系統(tǒng)分辨率：1920×1080 3. 軟件參數(shù)： 操作界面：中文 檢測(cè)指標(biāo)模塊化可選 離子流速、濃度檢測(cè)軟件模塊（包含：Ca2+、H+、K+、Na+、Cd2+、Cl-、NH4+、NO3-、Mg2+ 、Pb2+、Cu2+） 分子流速、濃度檢測(cè)軟件模塊（包含：O2、H2O2、IAA） 支持中英文輸入、標(biāo)記與記錄 可直接輸出流速、濃度數(shù)據(jù)和折線圖，無需額外換算

本項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的市場(chǎng)定位為便于攜帶、操作性強(qiáng)、可進(jìn)行編程及二次開發(fā)的教育行業(yè)。RoboLab-Edu自主仿生機(jī)器魚以熱帶盒子魚為原型，采用單關(guān)節(jié)仿生尾鰭取代無刷推進(jìn)器，有效降低設(shè)備運(yùn)行噪聲的同時(shí)節(jié)省了能量消耗；設(shè)備外殼采用光敏樹脂材料3D打印制成，兼具輕便度與硬度；通過重力滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的上浮下潛，控制更為靈活，具有水下圖像識(shí)別、水聲通信、路徑規(guī)劃等多種智能功能，最大下潛深度可達(dá)60m。 此機(jī)器魚的主要特點(diǎn)： 1.節(jié)能高效：采用單關(guān)節(jié)仿生尾鰭作為動(dòng)力源，利用反卡門渦街的驅(qū)動(dòng)原理，仿生推進(jìn)效率高達(dá)80%； 2.仿生設(shè)計(jì)：模擬熱帶盒子魚的外形與游動(dòng)方式， 機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，有效降低對(duì)水下環(huán)境的擾動(dòng)； 3.安全可靠：采用整體開放，局部密封的設(shè)計(jì)， 配備紅外避障傳感器及照明燈，具有低電量返航、失聯(lián)返航等功能； 4.二次開發(fā)：預(yù)留防水航插接口，可搭載PH、溫度等外接傳感器，開發(fā)新的功能。

低溫燃料電池能有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，是一種高效、低污染的能源轉(zhuǎn)化裝置，是汽車動(dòng)力系統(tǒng)、家庭熱電聯(lián)用系統(tǒng)甚至航天航空等領(lǐng)域的可選綠色能源。氧氣還原反應(yīng)是低溫燃料電池的重要組成單元，由于反應(yīng)過程極為緩慢，需在較高的過電位下進(jìn)行，制約燃料電池的實(shí)際應(yīng)用。學(xué)界普遍認(rèn)為鉑基材料能有效催化氧氣還原，但這類貴金屬的稀缺性和低 抗毒化能力使低溫燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用仍面臨巨大挑戰(zhàn)。 在非貴金屬催化劑研究領(lǐng)域，南京大學(xué)近年來提出了以氧化石墨烯和三聚氰胺為前驅(qū)體，利用固相反應(yīng)制備氮摻雜石墨烯，制備的催

翼展2.3m、續(xù)航超過30分鐘、可抗4級(jí)風(fēng)，性能國際領(lǐng)先。自主研制的40只鳳凰亮相央視春晚，成為國內(nèi)外首次。

本項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的市場(chǎng)定位為便于攜帶、操作性強(qiáng)、可進(jìn)行編程及二次開發(fā)的教育行業(yè)。RoboLab-Edu自主仿生機(jī)器魚以熱帶盒子魚為原型，采用單關(guān)節(jié)仿生尾鰭取代無刷推進(jìn)器，有效降低設(shè)備運(yùn)行噪聲的同時(shí)節(jié)省了能量消耗；設(shè)備外殼采用光敏樹脂材料3D打印制成，兼具輕便度與硬度；通過重力滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的上浮下潛，控制更為靈活，具有水下圖像識(shí)別、水聲通信、路徑規(guī)劃等多種智能功能，最大下潛深度可達(dá)60m。 此機(jī)器魚的主要特點(diǎn)： 1.節(jié)能高效：采用單關(guān)節(jié)仿生尾鰭作為動(dòng)力源，利用反卡門渦街的驅(qū)動(dòng)原理，仿生推進(jìn)效率高達(dá)80%； 2.仿生設(shè)計(jì)：模擬熱帶盒子魚的外形與游動(dòng)方式， 機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，有效降低對(duì)水下環(huán)境的擾動(dòng)； 3.安全可靠：采用整體開放，局部密封的設(shè)計(jì)， 配備紅外避障傳感器及照明燈，具有低電量返航、失聯(lián)返航等功能； 4.二次開發(fā)：預(yù)留防水航插接口，可搭載PH、溫度等外接傳感器，開發(fā)新的功能。

利用多機(jī)器人和多模態(tài)視覺傳感器有效探索與感知復(fù)雜 環(huán)境的三維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而理解和分析三維場(chǎng)景。研究從多源異 構(gòu)的機(jī)器人定位與建圖等環(huán)境感知方面、多模態(tài)融合的前景 分割、顯著性檢測(cè)和目標(biāo)檢測(cè)等場(chǎng)景分析方面取得突破。

清華大學(xué)公共安全研究院和北京辰安科技股份有限公司快速搭建了疫情實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知與分析系統(tǒng)，對(duì)區(qū)域疫情數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、搜集、分析和可視化，服務(wù)各級(jí)政府疫情應(yīng)急的資源調(diào)度、態(tài)勢(shì)研判和決策指揮。該系統(tǒng)在實(shí)時(shí)播報(bào)全國和世界范圍內(nèi)疫情最新動(dòng)態(tài)的同時(shí)，對(duì)省級(jí)和地市級(jí)的人員遷徙比例與分布進(jìn)行重點(diǎn)信息排查，密切關(guān)注人口流動(dòng)與疫情分布的內(nèi)在聯(lián)系，為疫情跨區(qū)域傳播規(guī)律和病例溯源提供依據(jù)。該系統(tǒng)深入剖析大數(shù)據(jù)并探查民眾意識(shí)和情感傾向，研判民眾主流感情傾向和重點(diǎn)關(guān)注事件等疫情相關(guān)輿情，以“情感分析拼圖”、“事件文章熱詞云”和“全國輿情熱度”等分析結(jié)果為引證，為辟謠和積極引導(dǎo)輿論提供幫助，在國家抗擊疫情最為嚴(yán)重困難的時(shí)期為大眾的理性思考和科學(xué)防備貢獻(xiàn)力量。國疾病預(yù)防控制中心以及廣東省、武漢市、合肥市、深圳市、廣州市、佛山市等20多個(gè)省市在指揮調(diào)度中使用該系統(tǒng)。

自然場(chǎng)景視覺感知與理解是人工智能的前沿?zé)狳c(diǎn)，其主要任務(wù)是對(duì)場(chǎng)景中的視覺要素進(jìn)行認(rèn)知，進(jìn)而推斷出其中包含的場(chǎng)景語義。IMAGINE實(shí)驗(yàn)室近年來相繼從場(chǎng)景構(gòu)成分析、場(chǎng)景內(nèi)容推理、場(chǎng)景結(jié)構(gòu)建模等角度對(duì)這一問題展開了系統(tǒng)研究，著重探索了融合先驗(yàn)建模與深度學(xué)習(xí)的自然場(chǎng)景視覺理解這一問題。大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、種類多、產(chǎn)生速度快、有價(jià)值數(shù)據(jù)密度低等特點(diǎn)。對(duì)大數(shù)據(jù)信息分析具有重要意義，也是目前研究的熱點(diǎn)，其主要任務(wù)是利用數(shù)據(jù)分析的方法從大數(shù)據(jù)中獲取有價(jià)值信息。IMAGINE實(shí)驗(yàn)室近年來結(jié)合深度學(xué)習(xí)前沿技術(shù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，并在海關(guān)大數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目和國網(wǎng)電力冰風(fēng)災(zāi)害預(yù)測(cè)項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用

01. 成果簡介 本成果涉及一種多模態(tài)觸覺感知裝置，屬于機(jī)器人傳感器技術(shù)領(lǐng)域。與人類相似，機(jī)器人感知外界環(huán)境最真實(shí)、穩(wěn)定、便捷的方式便是通過機(jī)器人手觸摸，機(jī)器人手的感知能力決定了機(jī)器人是否能夠正確認(rèn)知外界環(huán)境以及機(jī)器人的操作精度、成功率等。在新一代機(jī)器人手中，傳感裝置已逐漸趨于陣列化、多功能化和集成化。目前常見的觸覺傳感器有壓阻式、電容式、光電式等，它們都存在密度難以提高、電路處理復(fù)雜等問題。為了克服以上不足，近年出現(xiàn)了基于視覺的觸覺傳感裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、信息豐富等優(yōu)勢(shì)。目前基于視覺的觸感裝置仍存在性能提升空間。 本項(xiàng)目將感溫變色油墨材料應(yīng)用于觸感裝置，感知機(jī)器人操作過程中的溫度[1]。同時(shí)提出一種基于微視覺的觸覺三維力檢測(cè)方法，通過采集觸覺接觸區(qū)域內(nèi)彈性體的形變圖像的變化，采用一系列圖像處理方法，并且使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的技巧，定性并且定量的刻畫物理世界中的觸覺、滑覺等，從而提供了一種多模態(tài)觸覺感知裝置，可以得到三維接觸力、接觸物體表面的溫度及紋理等多種模態(tài)信息[2]。本裝置打破了傳統(tǒng)觸覺感知裝置單模態(tài)信息采集的現(xiàn)狀，可在同一感知裝置中集成受力、紋理、溫度等信息的測(cè)量，檢測(cè)觸覺、滑覺、壓覺三維接觸力，獲得高精度的接觸紋理信息，實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)信息的測(cè)量，并將這些信息綜合到對(duì)一個(gè)物體的識(shí)別、抓取操作中，使機(jī)器人更加智能化、人性化。本裝置具有實(shí)時(shí)性好，檢測(cè)穩(wěn)定，檢測(cè)誤差小，檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。 圖1. 基于微視覺的多模態(tài)觸覺感知裝置結(jié)構(gòu)圖圖2. 結(jié)合多模態(tài)觸感裝置的機(jī)械手02. 應(yīng)用前景 本成果技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣泛。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 本成果核心技術(shù)已申請(qǐng)發(fā)明專利3項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)致力于研究具備自主決策和學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人操作技能學(xué)習(xí)系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)包括孫富春、方斌、劉華平、宋亦旭四位教師，專注智能機(jī)器人靈巧精準(zhǔn)操作研究，研制了擬人觸覺的傳感裝置、多模態(tài)穿戴交互裝置、殘疾人假肢靈巧手、仿人感知靈巧手和變剛度軟體手，在本領(lǐng)域發(fā)表論文40余篇，申請(qǐng)專利20余項(xiàng)，獲得IROS2016機(jī)器人靈巧操作比賽冠軍、IROS2017服務(wù)機(jī)器人操作比賽亞軍、WRC2016最佳科技創(chuàng)新獎(jiǎng)等。同時(shí)團(tuán)隊(duì)和河北清華發(fā)展研究院合作成立了人工智能及機(jī)器人研究中心，共同推動(dòng)智能機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。05. 合作方式 技術(shù)許可。06. 聯(lián)系方式 郵箱：liuyi2017@tsinghua.edu.cn， fangbin@tsinghua.edu.cn

研究意義1. 視覺感知是高鐵、自動(dòng)駕駛車輛、無人航行器等自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的重要手段。2. 對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生的圖像模糊進(jìn)行復(fù)原是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。3. 運(yùn)動(dòng)模糊對(duì)于基于視覺的目標(biāo)檢測(cè)算法的檢測(cè)能力具有顯著影響。 研究目標(biāo) 本研究相機(jī)在直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下前進(jìn)速度與目標(biāo)檢測(cè)算法在產(chǎn) 生的模糊圖像上檢測(cè)能力的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體關(guān)系的 研究與分析。對(duì)模糊圖像應(yīng)用合適的去模糊算法，觀察并分 析去模糊后目標(biāo)檢測(cè)能力的變化。