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如何及時感知學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)是中小學(xué)教育中的難點(diǎn)。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師需要在講課的同時觀察數(shù)十名學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，難以做到面面俱到；而在家庭練習(xí)中，父母陪同觀察孩子既費(fèi)時又會引起孩子的緊張和反感。針對這一應(yīng)用需求和痛點(diǎn)，本項目計劃研發(fā)一款能夠自動及時感知中小學(xué)生的智能相機(jī)。該相機(jī)將采用人工智能和大數(shù)據(jù)的前沿技術(shù)，對中小學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行自動采集和分析，智能感知學(xué)習(xí)狀態(tài)，并反饋給教師和家長進(jìn)行參考，據(jù)此調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和形式，從而達(dá)到改善教學(xué)效果、提高學(xué)習(xí)成績

智能診斷與動態(tài)測控技術(shù)，開發(fā)了復(fù)雜裝備遠(yuǎn)程診斷與智能維護(hù)系統(tǒng)、嵌入式數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)、動車組遠(yuǎn)程診斷及虛擬維修維護(hù)系統(tǒng)等，可用于數(shù)控等復(fù)雜裝備的在線在機(jī)監(jiān)測、復(fù)雜裝備的遠(yuǎn)程智能診斷、設(shè)備的信息化管理與維護(hù)、高速列車遠(yuǎn)程診斷與虛擬維護(hù)、高速列車故障統(tǒng)計與分析，據(jù)此已承擔(dān)國家科技重大專項、國家自然科學(xué)基金、科技部創(chuàng)新基金、教育部博士點(diǎn)基金、天津市自然科學(xué)重點(diǎn)基金等項目，并與南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司合作先后承擔(dān)了“動車組遠(yuǎn)程診斷及虛擬維修維護(hù)—信息分類和數(shù)據(jù)提取”、“動車組運(yùn)維故障統(tǒng)計分析系

本成果提出一種無感化智能睡眠監(jiān)測裝備。該裝備旨在針對目前醫(yī)療康復(fù)行業(yè)所需檢測的人體心率、呼吸、體溫、動作模態(tài)三種體征進(jìn)行多功能集成并進(jìn)行精密測量。在分別構(gòu)筑三種底層功能感知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對單一功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行多功能集成研究并構(gòu)建與之配套的傳感電路系統(tǒng)及數(shù)據(jù)可視化界面，不斷優(yōu)化柔性功能感知器件組分、結(jié)構(gòu)、性能實現(xiàn)對人體三種檢測體征的無感化精密測量。針對失眠/睡眠呼吸暫停綜合征/普通人，實現(xiàn)人體生命體征信號精密測量，輸出測量圖譜/報告。 圖1 產(chǎn)品功能簡介 該成果基于多材料、高靈敏的傳感單元，通過高分辨率、高靈敏度、穩(wěn)定無擾化的生理信號采集系統(tǒng)采集信息，借助云-邊-端協(xié)同、深度學(xué)習(xí)等人工智能領(lǐng)域技術(shù)，三位一體形成疾病癥狀可量化的智能評估體系，對人體實現(xiàn)連續(xù)、移動狀態(tài)下的心率、呼吸、體溫、動作模態(tài)等多維度的無感式測量。面向不同群體，裝備可以在無束縛狀態(tài)下對人體進(jìn)行全天候的監(jiān)測并提供預(yù)警服務(wù)，同時為臨床醫(yī)生和護(hù)士提供有價值的數(shù)據(jù)信息，輔助診斷及護(hù)理。實現(xiàn)睡眠質(zhì)量監(jiān)測與遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)管理，最終打造“人-機(jī)-環(huán)”共融的睡眠環(huán)境生態(tài)。 圖2 成果核心關(guān)鍵技術(shù)簡易圖示 【技術(shù)優(yōu)勢】 （1）柔性纖維新材料與智能織物計算的結(jié)合賦予智能健康監(jiān)測系統(tǒng)無感性及準(zhǔn)確性，實現(xiàn)精密測量；對比醫(yī)用心電監(jiān)護(hù)儀，該裝置可以更快發(fā)現(xiàn)呼吸暫停異常。 （2）形成大纖維閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，從材料、紡絲、紡紗到織造的全流程柔性感知纖維制備流程，為智能健康監(jiān)測系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化奠定堅實基礎(chǔ)，且具備“感傳算”一體化技術(shù)全覆蓋的多樣化服務(wù)，惠及民生。 （3）該裝置可進(jìn)行全天候的監(jiān)測，并提供預(yù)警服務(wù)，為臨床醫(yī)生和護(hù)士提供有價值的數(shù)據(jù)信息，輔助診斷及護(hù)理。

心腦血管類疾病是我國居民首要致殘致死原因，介入手術(shù)已成為其主要治療手段，但因操作失誤或器械植入不當(dāng)可引發(fā)災(zāi)難性后果。本項目針對這一重大民生問題開展研究，核心技術(shù)包括：1) 基于深度學(xué)習(xí)的血管疾病醫(yī)學(xué)影像自動分割及三維重建算法，服務(wù)于智能診斷；2) 基于生物力學(xué)和計算機(jī)視覺的虛擬手術(shù)算法，服務(wù)于術(shù)前規(guī)劃；3) 基于血液動力學(xué)的高精度算法，服務(wù)于血管疾病功能參數(shù)的分析。基于上述技術(shù)，本項目構(gòu)建集合智能診斷、術(shù)前規(guī)劃、術(shù)后轉(zhuǎn)歸預(yù)測及風(fēng)險評估的診療一體化系統(tǒng)，服務(wù)于相關(guān)疾病的智能臨床診治。

眼睛是人體的重要器官，也是無法替代的器官。隨著電子產(chǎn)品的大量普及以及各種慢性病的低齡化，眼科疾病呈高發(fā)趨勢，因病致盲的人數(shù)逐年上升。在眼科專科診斷中，最重要一項就是眼科影像診斷。眼科影像診斷對提升居民健康質(zhì)量，輔助早期慢性病預(yù)防具有重要意義。搞好眼科影像檢測將不僅可以防治眼科疾病，同時還可以做到對多種慢性病的檢測和防治。因為影像直觀、客觀，影像診斷是眼科專科診斷的重要依據(jù)。 眼底相機(jī)廣泛地應(yīng)用于眼底疾病篩查與眼底疾病診斷，具有操作簡單、使用方便的特點(diǎn)。目前市場上的眼底相機(jī)以國外產(chǎn)品為主，Zeiss、Optomed、Topcon、Canon、Kowa、Nidek等公司的產(chǎn)品占據(jù)了主要市場。國內(nèi)也有不少企業(yè)及科研單位開始研發(fā)眼底相機(jī)，主要有蘇州醫(yī)工所、蘇州六六視覺、溫州雷蒙光電、重慶康華瑞明等。然而，以上生產(chǎn)廠家都沒有推出結(jié)合手機(jī)使用的眼底相機(jī)，本課題提出的智能手機(jī)眼底相機(jī)，可開拓這一新的細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域。智能手機(jī)眼底相機(jī)具有跟傳統(tǒng)眼底相機(jī)相當(dāng)甚至更高的眼底成像性能，并且在成本上優(yōu)勢明顯。 本課題組在自然科學(xué)基金的支持下，開發(fā)了一套智能手機(jī)眼底相機(jī)樣機(jī)，可結(jié)合智能手機(jī)對人眼眼底清晰成像，成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)眼底相機(jī)，項目組還研究了結(jié)構(gòu)光超分辨技術(shù)，光場技術(shù)，后續(xù)有望應(yīng)用到智能手機(jī)眼底相機(jī)之中，進(jìn)一步提升眼底相機(jī)的性能。

一、行人再識別研究研究背景：行人再識別（Person Re-Identification，簡稱 Re-ID）研究跨視域跨攝像頭情況下對行人進(jìn)行連續(xù)跟蹤，是目前計算機(jī)視覺研究的熱門方向，在智能安防領(lǐng)域有巨大的市場和廣闊的發(fā)展前景。研究成果：基于特征級有監(jiān)督背景消除的行人再識別方法、基于激活引導(dǎo)屬性分類模型（AGAC）的行人再識別方法。二、面向智能終端的隱式身份認(rèn)證不同用戶的觸摸智能手機(jī)的習(xí)慣具有獨(dú)特性，不易被模仿。利用用戶觸摸智能手機(jī)的習(xí)慣作為生物識別符，“隱形地” 完成對用戶身份的合法性認(rèn)證。三、利用雙通道建模的鬼影抑制算法研究背景：檢測中的鬼影經(jīng)常造成誤檢測，該算法可以抑制在檢測時產(chǎn)生鬼影

我國的高光譜成像技術(shù)起步較晚，但受日益增長的并十分迫切的社會、經(jīng)濟(jì)需求的激勵，光譜成像技術(shù)及應(yīng)用得到快速發(fā)展，光譜分析被用來解決物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、醫(yī)學(xué)和其它學(xué)科中的基礎(chǔ)問題和應(yīng)用問題。技術(shù)團(tuán)隊完成以柱面C_T消像差專利結(jié)構(gòu)和Offner結(jié)構(gòu)為核心的紫外、可見光、近紅外、短波紅外、中波紅外五型高光譜成像儀產(chǎn)品研發(fā)，實現(xiàn)寬波段覆蓋、成像性能好、光譜分辨率高于國外同價位產(chǎn)品，競爭力高。同時積極拓展開發(fā)成像光譜儀產(chǎn)品的應(yīng)用，已研發(fā)兼具空間成像和光譜分析能力的微細(xì)樣品成像分析儀器——顯微成像光譜儀，用于材料和生物應(yīng)用。此外配套研制了功能強(qiáng)大的成像光譜數(shù)據(jù)采集與處理分析軟件，提出了全并行處理機(jī)制，大大縮短光譜數(shù)據(jù)獲取和光譜重建時間，較國外產(chǎn)品用戶體驗更便捷友好，便于大面積推廣。 圖1.短波紅外成像光譜儀

本成果突破高速圖像采集與處理、基于深度學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)識別、高速噴碼機(jī)構(gòu)設(shè)計、高集成度系統(tǒng)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了木材智能檢尺裝備和系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的智能木材檢尺作業(yè)，降低了對專業(yè)人員的依賴，提高了工作效率和精度，降低了勞動強(qiáng)度和成本，大大提升了行業(yè)的智能化水平，并在山東海關(guān)等地進(jìn)行了實際測試和推廣應(yīng)用，在次基礎(chǔ)上未來形成一整套涵蓋理貨、檢尺、發(fā)貨等業(yè)務(wù)的一體化智能平臺，具有重要的社會效益和經(jīng)濟(jì)價值。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 針對我國每年約六千萬立方米進(jìn)口原木檢尺過程中存在的人工重復(fù)勞動強(qiáng)度大、成本高、數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確性受質(zhì)疑等問題，突破高速圖像采集與處理、基于深度學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)識別、高速噴碼機(jī)構(gòu)設(shè)計、高集成度系統(tǒng)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了木材智能檢尺裝備和系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的智能木材檢尺作業(yè)，降低了對專業(yè)人員的依賴，提高了工作效率和精度，降低了勞動強(qiáng)度和成本，大大提升了行業(yè)的智能化水平，并在山東海關(guān)等地進(jìn)行了實際測試和推廣應(yīng)用，在次基礎(chǔ)上未來形成一整套涵蓋理貨、檢尺、發(fā)貨等業(yè)務(wù)的一體化智能平臺，具有重要的社會效益和經(jīng)濟(jì)價值。

心腦血管類疾病是我國居民首要致殘致死原因，介入手術(shù)已成為其主要治療手段，但因操作失誤或器械植入不當(dāng)可引發(fā)災(zāi)難性后果。本項目針對這一重大民生問題開展研究，核心技術(shù)包括：1) 基于深度學(xué)習(xí)的血管疾病醫(yī)學(xué)影像自動分割及三維重建算法，服務(wù)于智能診斷；2) 基于生物力學(xué)和計算機(jī)視覺的虛擬手術(shù)算法，服務(wù)于術(shù)前規(guī)劃；3) 基于血液動力學(xué)的高精度算法，服務(wù)于血管疾病功能參數(shù)的分析。基于上述技術(shù)，本項目構(gòu)建集合智能診斷、術(shù)前規(guī)劃、術(shù)后轉(zhuǎn)歸預(yù)測及風(fēng)險評估的診療一體化系統(tǒng)，服務(wù)于相關(guān)疾病的智能臨床診治。 圖1.主動脈夾層智能診療系統(tǒng)

面向并緊密結(jié)合實際工程需要和重大社會需求，發(fā)展了多個系列的柔性電子器件、電路模塊、集成化系統(tǒng)及可視化軟件界面。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 面向并緊密結(jié)合實際工程需要和重大社會需求，發(fā)展了多個系列的柔性電子器件、電路模塊、集成化系統(tǒng)及可視化軟件界面。包括:(1)“基于RFID的柔性電路及系統(tǒng)”，研制的RFID柔性電路模塊集成在消防人員的頭盔上，發(fā)展了一款可穿戴RFID人員識別和搜救系統(tǒng);(2)“基于透明電路的超寬帶無線定位智能眼鏡”，創(chuàng)新性地將UWB無線定位技術(shù)和透明電路結(jié)合在一起，研制出了一款可進(jìn)行實時無線探測定位的智能眼鏡，實測無線定位距離300米以上，定位精度10cm以內(nèi);(3)“基于全柔性電路集成的智能口罩及無線實時呼吸監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)”，研制了搭載多傳感器芯片的柔性電路無線模塊，并集成到口罩中實現(xiàn)對人呼吸健康的實時監(jiān)測，并通過云平臺和開發(fā)的手機(jī)端App進(jìn)行發(fā)熱、咳嗽、呼吸頻率異常等癥狀的預(yù)警;(4)“面向多載體的UWB超寬帶單基站無線定位系統(tǒng)”，已在大型隧道工程現(xiàn)場進(jìn)行了推廣應(yīng)用，用于地下空間施工車輛、人員的無線定位、監(jiān)測和安全管控，具有易布置、遠(yuǎn)距離、高精度的突出特點(diǎn)。