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一種含通道的仿生結(jié)構(gòu)及其電磁力訓(xùn)練裝置和方法，屬于生物組織工程機(jī)生物醫(yī)療器械領(lǐng)域。本發(fā)明使用電磁場(chǎng)力訓(xùn)練裝置在體外訓(xùn)練含通道的、多功能和多系統(tǒng)的三維仿生結(jié)構(gòu)。該通道在結(jié)構(gòu)主體上呈兩端通孔、兩端盲孔或一端盲孔一端通孔狀態(tài)，通道之間相交、平行、共線或異面。本發(fā)明將仿生結(jié)構(gòu)在電場(chǎng)、磁場(chǎng)或復(fù)合電磁場(chǎng)中訓(xùn)練或脈動(dòng)培養(yǎng)，使細(xì)胞在微流體通道中逐層定向排布。該結(jié)構(gòu)至少含一種細(xì)胞；通道外壁、內(nèi)壁或通道孔內(nèi)至少分布有一種細(xì)胞。所述仿生結(jié)構(gòu)主體為細(xì)胞和天然高分子水凝膠的混合物。所述多通可具備循環(huán)、神經(jīng)和免疫功能。

一種欠驅(qū)動(dòng)的仿生四足機(jī)器人，屬于仿生機(jī)器人領(lǐng)域，解決現(xiàn) 有仿生四足機(jī)器人腿部的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過(guò)大的問題，同時(shí)減小與地 面碰撞產(chǎn)生的能量損失，增加腿的柔順性。本發(fā)明由機(jī)身以及前左腿、 前右腿、后左腿、后右腿組件構(gòu)成，前左腿、前右腿、后左腿和后右 腿組件的結(jié)構(gòu)相同，前左腿、前右腿組件左右對(duì)稱、分別連接于機(jī)身 前部的左右兩側(cè)，后左腿、后右腿組件左右對(duì)稱、分別連接于機(jī)身后 部的左右兩側(cè)。本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電機(jī)都布置在機(jī)身上，減小了腿部的質(zhì)量 和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度；通過(guò)拉線方式實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)和踝關(guān) 節(jié)聯(lián)動(dòng)，減小了主動(dòng)電機(jī)的數(shù)量；腿部拉簧順應(yīng)機(jī)構(gòu)和踝關(guān)節(jié)處扭簧， 可以降低與地面碰撞帶來(lái)的能量損失，提高能量的利用效率。 

目前現(xiàn)有方法通過(guò)對(duì)常規(guī)模型算法的修改，或引入諸多約束條件, 或?qū)ο闰?yàn)?zāi)Ｐ偷暮?jiǎn)單概化、或通過(guò)學(xué)習(xí)（非生物）的方法獲取先驗(yàn)知 識(shí)參與重建等，以解決時(shí)空超分辨率圖像重建的求解病態(tài)或不適定問 題，仍不同程度地存在著一定的局限性。本項(xiàng)研究受蠅類視覺系統(tǒng)的 啟發(fā)，與以往研究策略和角度不同，首先，有別于目前面向圖像或視 頻全域的時(shí)空超分辨率信息處理模式，基于生物視覺對(duì)感興趣區(qū)域或 目標(biāo)物體的注意機(jī)制，構(gòu)建多序列圖像的時(shí)空超分辨率仿蠅重建信息 處理系統(tǒng)模式。其次，通過(guò)超視銳度機(jī)理、大小場(chǎng)景系統(tǒng)、以及“共 

仿生飛烏賊軟體跨海空航行器首次提出軟體跨海空航行理念 仿生樣機(jī)自由在水下和空中穿梭航行，與麻省理工大學(xué)Media lab合作研究成果軟體跨海空航行器發(fā)表在機(jī)器人領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議 International Conference on Robotics and Automation（ICRA 2019 第一作者）。鐵路隧道排水系統(tǒng)巡檢機(jī)器人根據(jù)鐵路隧道排水系統(tǒng)的實(shí)際環(huán)境，設(shè)計(jì)一款巡檢機(jī)器人，能夠在水下、水面、淤泥等復(fù)雜情況下行 走。巡檢機(jī)器人攜帶一個(gè)高清攝像頭，通過(guò)與機(jī)械臂的緊密配合，能夠?qū)﹁F路隧道排水系統(tǒng)的側(cè)溝、中 心溝，以及側(cè)旁的盲管入口進(jìn)行有效的觀測(cè)。通過(guò)多傳感器融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中作業(yè)， 并且實(shí)時(shí)傳輸攝像頭、傳感器等反饋的數(shù)據(jù)，為使用者提供隧道內(nèi)部環(huán)境的檢測(cè)信息

一種欠驅(qū)動(dòng)的仿生四足機(jī)器人，屬于仿生機(jī)器人領(lǐng)域，解決現(xiàn)有仿生四足機(jī)器人腿部的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過(guò)大的問題，同時(shí)減小與地面碰撞產(chǎn)生的能量損失，增加腿的柔順性。本發(fā)明由機(jī)身以及前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件構(gòu)成，前左腿、前右腿、后左腿和后右腿組件的結(jié)構(gòu)相同，前左腿、前右腿組件左右對(duì)稱、分別連接于機(jī)身前部的左右兩側(cè)，后左腿、后右腿組件左右對(duì)稱、分別連接于機(jī)身后部的左右兩側(cè)。本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電機(jī)都布置在機(jī)身上，減小了腿部的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度；通過(guò)拉線方式實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)，減小了主動(dòng)電機(jī)的數(shù)量

基于事件驅(qū)動(dòng)方式的仿生視覺圖像傳感器，用于高速場(chǎng)景的拍攝 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破、顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和混合虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（MR）技術(shù)、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)以及機(jī)器視覺等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對(duì)圖像傳感器的采集速度提出了更高的要求。傳統(tǒng)基于“幀”掃描形式的CMOS 或 CCD 圖像傳感器較難滿足高速運(yùn)動(dòng)物體的拍攝需求，若提高相機(jī)的圖像采集幀率，則需要采用高性能且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，大量的圖像會(huì)帶來(lái)較大的數(shù)據(jù)冗余，此外，也會(huì)面臨功耗高的問題。 相比于傳統(tǒng)的光電和圖像傳感器，生物視網(wǎng)膜具有許多不可比擬的優(yōu)勢(shì)。視網(wǎng)膜中的光感受器可根據(jù)外界光強(qiáng)的變化自適應(yīng)調(diào)節(jié)增益，能夠感知超過(guò) 180dB 的光強(qiáng)范圍。另外，視網(wǎng)膜基于事件驅(qū)動(dòng)式的采集方式，僅輸出場(chǎng)景中光強(qiáng)發(fā)生變化的信息，因而，能夠?yàn)V除低頻信息帶來(lái)的冗余。在信號(hào)處理和傳輸上，采用異步通信的方式，通過(guò)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞將光強(qiáng)信息轉(zhuǎn)換為時(shí)空脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)低功耗。 受到生物視網(wǎng)膜的啟發(fā)，研究人員提出了基于事件驅(qū)動(dòng)方式的仿生視覺圖像傳感器，用于高速場(chǎng)景的拍攝。該類傳感器多采用對(duì)數(shù)像素電路作為光強(qiáng)探測(cè)單元，因其動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍寬，可隨機(jī)讀取。然而，對(duì)數(shù)電路在弱光環(huán)境下靈敏度低，幾乎沒有光響應(yīng)，即仍然無(wú)法模仿視網(wǎng)膜弱光下的高靈敏度，除此之外，其輸出受到 (Fixed Pattern Noise，F(xiàn)PN)的影響，降低了圖像質(zhì)量。 我們提出了一種兼容 CMOS 工藝的光敏二極管體偏置場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件(PD- body biased MOSFET，簡(jiǎn)稱 PD-MOS)，其結(jié)構(gòu)圖和等效電路如圖 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向襯底偏置效應(yīng)實(shí)現(xiàn)集成光強(qiáng)探測(cè)及信號(hào)放大于一體的光電器件。該器件可解決對(duì)數(shù)電路在弱光下靈敏度低的問題，并且提出了一種明暗傳感器的方案以降低噪聲。設(shè)計(jì)成像測(cè)試方案并搭建靜態(tài)圖像采集測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示，通過(guò) MTALAB 進(jìn)行圖像恢復(fù)從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖像顯示功能。   圖 1 (a) PD-MOS 器件結(jié)構(gòu)及其 (b) 等效電路圖 經(jīng)過(guò)商用 180nm CMOS 工藝流程制備后的器件概貌如圖 2 所示，圖 (a) 為三種不同像素設(shè)計(jì)的芯片實(shí)物圖，從上至下分別為環(huán)形結(jié)構(gòu)、條形結(jié)構(gòu)及對(duì)數(shù)像素電路，將其中的環(huán)形結(jié)構(gòu)在顯微鏡下放大觀察可看到圖 (b) 所示的形貌，圖 (c) 為4個(gè)像素的顯微圖。   圖 2 (a) PD-MOS 成像陣列芯片的實(shí)物圖，(b) 環(huán)形結(jié)構(gòu)芯片在顯微鏡下的放大圖以及 (c) 環(huán)形結(jié)構(gòu)像素放大圖 上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示效果如圖3所示，可以明顯看出兩根頭發(fā)相交。子圖 (a) 為暗態(tài)時(shí)的 100 幀平均灰度圖，子圖 (b) 為暗態(tài)時(shí)的曲面圖，子圖 (c) (e) (g) (i) 為光態(tài)下的圖，子圖 (d) (f) (h) (j) 為光態(tài)下的圖像數(shù)據(jù)減去暗態(tài)下圖像數(shù)據(jù)的降噪圖，可以發(fā)現(xiàn)在30nw/cm2 輻照度下已經(jīng)出現(xiàn)頭發(fā)的輪廓，當(dāng)輻照度繼續(xù)增加，頭發(fā)的輪廓越來(lái)越清晰，當(dāng)輻照度達(dá)到 3mw/cm2，仍然可以看到頭發(fā)的輪廓。   圖 3 陣列芯片采集的圖像 不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的圖像采集方式，生物視覺系統(tǒng)的成像由視野場(chǎng)景中發(fā)生的事件觸發(fā)，且生物視網(wǎng)膜具有寬動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍、超低功耗以及異步傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，這為仿生視覺系統(tǒng)的研究提供了全新的思路。隨著物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛以及安防等領(lǐng)域的快速發(fā)展，它們對(duì)高速動(dòng)態(tài)圖像傳感器的需求也日益提升。近些年，針對(duì)這些需求，研究人員提出了一種用于采集高速動(dòng)態(tài)信息的類視網(wǎng)膜相機(jī)，成為了一大熱點(diǎn)研究方向。類視網(wǎng)膜相機(jī)的工作原理模擬了生物視網(wǎng)膜事件驅(qū)動(dòng)型的采集方式及異步型的傳輸模式，為動(dòng)態(tài)視覺成像提供了硬件基礎(chǔ)。綜上，該類傳感器的研究具有十分重要的科研意義和深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

解剖結(jié)構(gòu)正確，體表骨性標(biāo)志清楚，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)靈活，可添加或替換不同的穿刺模塊，可進(jìn)行腰椎穿刺、髂前上棘骨髓穿刺、胸腔穿刺、腹腔穿刺、靜脈穿刺等操作訓(xùn)練。適用于臨床醫(yī)學(xué)本科生實(shí)習(xí)示教、住院醫(yī)師培訓(xùn)等。 可根據(jù)用戶需求在此模型身上添加新的穿刺模塊。 注：模型充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值性，行穿刺功能同時(shí)，還可定制克雷氏骨折、根骨骨折等全身各處骨折形式。

臨床骨修復(fù)涉及骨固定器械及骨填充材料。就骨固定器械而言，如何賦予 其表/界面介導(dǎo)組織自修復(fù)性能及抑制細(xì)菌感染，提高其長(zhǎng)期使用壽命，是亟需 解決的核心關(guān)鍵問題。本成果利用酸蝕鈦材，制備表面微米結(jié)構(gòu)，進(jìn)而利用溶 膠-凝膠法在其表面構(gòu)建了含鋅的納米結(jié)構(gòu)，獲得了兼具抗菌/抑制破骨細(xì)胞生 理功能及促進(jìn)骨快速愈合的性能。利用二氧化鈦納米管陣列加載硒，并以殼聚 糖封蓋，實(shí)現(xiàn)兼具抗骨瘤及抗菌的效果，同時(shí)維持鈦基材良好的生物相容性。 利用鈦基材原位生成的TiO納米管陣列加載天蠶肽，并以殼聚糖/天蠶肽偶聯(lián)透 明質(zhì)酸LBL多層結(jié)構(gòu)封蓋，實(shí)現(xiàn)由鈦基材潛在細(xì)菌分泌透明質(zhì)酸酶觸發(fā)的自響應(yīng) 短期及長(zhǎng)效抑菌作用，為研發(fā)抗菌鈦基植入體積累自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵技術(shù)。市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效益分析： 植入體術(shù)后細(xì)菌感染是導(dǎo)致植入失敗的重要原因和臨床應(yīng)用面臨的重要挑 戰(zhàn)。據(jù)估計(jì)，全球骨科植入物相關(guān)感染的年發(fā)病率超過(guò)5%。感染導(dǎo)致的植入 失敗，將給病患帶來(lái)二次創(chuàng)傷、嚴(yán)重的精神壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，甚至死亡。因此, 研發(fā)兼具促成骨和抗菌鈦合金植入體（人工關(guān)節(jié)、接骨板、種植牙等），具有重 要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。目前，我國(guó)高端醫(yī)用鈦合金人工關(guān)節(jié)等植入體嚴(yán)重依賴進(jìn) 口（＞70%）,國(guó)內(nèi)三甲醫(yī)院幾乎全依賴國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品（＞95%）。 我國(guó)人口老齡化、交通事故和運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷等導(dǎo)致骨損傷劇增，骨創(chuàng)傷患者年 達(dá)300萬(wàn)人次，以平均每人次骨修復(fù)材料及器械消費(fèi)5萬(wàn)計(jì)，該領(lǐng)域市場(chǎng)份額/ 需求約1500億/年。進(jìn)而，以骨修復(fù)植入體感染的年發(fā)病率5%計(jì)，我國(guó)促成骨/ 抗菌植入體的市場(chǎng)需求約75億/年。 本成果研發(fā)的抗菌表面改性技術(shù)，能夠方便、迅速、高效地在材料表面 構(gòu)建抗菌功能界面，保護(hù)人們健康。相關(guān)抗菌技術(shù)也可拓展至骨科以外的植入 醫(yī)療器械（比如心血管、心臟起搏器等），這將極大地促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)療器械產(chǎn) 品的技術(shù)進(jìn)步和升級(jí)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)整體水平。

課題組考慮將鍶（Sr）這種元素引入杜仲多糖（EUP）中，希望合成一種中西結(jié)合的新材料杜仲多糖鍶來(lái)調(diào)節(jié)骨免疫，為骨再生創(chuàng)造出良好環(huán)境，以促進(jìn)骨修復(fù)。 材料表征結(jié)果表明，通過(guò)

該可吸收植骨床裝置的材料是左旋聚乳酸（PLLA）和羥基磷灰石（HAP）復(fù)合粉末。其中，左旋聚乳酸作為可降解高分子，具有良好的降解性能和生物相容性，羥基磷灰石作為一種類骨成分，具有良好的生物相容性和誘導(dǎo)骨生長(zhǎng)的特性，能誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞，促進(jìn)骨組織的生長(zhǎng)。該裝置主要包括多孔主體部分和固定部分。多孔主體部分設(shè)計(jì)為半圓柱形，分布有規(guī)則排列的孔槽，固定部分分布在多孔主體部分的上下兩端，并設(shè)置有對(duì)稱分布的螺釘孔。該裝置解決了傳統(tǒng)椎管減壓術(shù)后由于缺乏有效且可吸收的植骨床，移植骨無(wú)法充分打壓，導(dǎo)致骨缺損無(wú)法完全修復(fù)的難題。該裝置具有良好的生物相容性、降解性和力學(xué)強(qiáng)度。