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復旦大學附屬中山醫院呼吸科是我國無創通氣的先行者，在無創通氣治療重癥肺炎和急性呼吸窘迫綜合征等危重型急性呼吸衰竭中積累了豐富的經驗，由時任呼吸科主任鈕善福教授帶領團隊一起研發了適應中國人臉型的第一款面罩——“鈕式面罩”。

該項目采用連續管線成型及填充技術，將納米摻雜和連續管線成型（CTFF）加工工藝結合在一起。/line應用領域:超導磁體;超導電機;超導儲能器；超導限流器等強電領域及國防軍工。

如何用工程科學的方法復現人手日常的抓握功能是一項挑戰性的難題。我們發明了一種能復現人手自然抓握功能的機器人擬人手。它的獨特之處在于它僅需四個電機就可驅動5指16關節的擬人手展現出卓越的抓握操作能力。由于獨特的設計技術，使用者能夠通過有限表面肌電信號（一種非侵入式的手段）隨意地控制該手執行他們的運動意圖，完成豐富的抓取功能。

項目簡介提出采用消除試驗電流中電流非周期分量的方法；實現了準確的選相合閘，解決了國內外長期未解決的保護電器瞬動特性調試精確度低的難題；首次提出采用成功率作為保護類電器的可靠性主要考核指標，解決了保護電器保護特性的可靠性考核問題，并提出成功率的雙參數驗證試驗方案；制訂出低壓保護電器可靠性的系列行業標準，填補了國內外在保護電器可靠性考核標準上的空白。二、技術指標該項目在研究期間出版了專著《低壓保護電器可靠性理論及其應用》，發表學術論文38篇，獲得發明專利3項，獲河北省科技進步一等獎2項，天津市科技進步二等獎1項。于2002年榮獲國家科技進步二等獎。研制出貫徹保護電器系列行業標準的試驗裝置，并在國內檢測機構、行業骨干企業建立了可靠性試驗平臺。三、推廣應用情況推動了電器可靠性技術的發展，所制訂的標準對提高我國低壓保護類電器產品的質量與可靠性水平奠定了基礎。在國家電器產品質量監督檢驗中心等6家檢測機構及企業建立了可靠性試驗平臺，研究成果推廣應用到70%的低壓保護類電器主要生產廠家。發明專利證書國家科技進步二等獎證書

項目發揮東北大學信息學院計算機科學、電子技術、通信技術、測控技術和自動化方面的綜合學科優勢，圍繞國家重大戰略方向和國家重大工程對先進信息技術的需求，以提高采掘業和巷道施工作業安全管理的智能化水平為目標，研究相關物聯網技術，采用物聯網技術對采掘業和巷道生產作業產過程中的關鍵設備、作業人員、生產場合進行有效監測和實時信息掌控。一方面，依賴物聯網技術實現以較低的投資和使用成本，對生產過程各元素包括人員、設備、環境的“泛在感知”，獲取傳統方法由于成本原因無法在線實時、全面監測的重要參數；另一方面，利用物聯網技術提高采掘業和巷道安全作業規范，保證生產安全運行和人員安全，有效地避免生產過程中出現重特大事故。提升我國采掘業和巷道作業的信息化發展水平，并在實際生產中進行創新應用示范。     該項目是在國家支撐計劃重大項目“基于物聯網的地鐵施工安全風險識別與可視化預警”、教育部基礎科研重大創新項目“面向采掘業和巷道施工安全作業的物聯網關鍵技術研究”支持下獲得的成果，整個系統包括人員監控子系統、施工結構監控子系統、設備監控子系統、環境監控子系統和基于GIS的大型應急管理決策系統，突破了地下人員和設備精確實時定位技術，結構微應變、微位移精確實時監測技術、實時可靠的工業物聯網通信技術。開發的裝置包括智能人員監管節點、微位移、微應變監測裝置、異構物聯網匯聚節點（層間管理主機）等。項目申請了5項專利和兩個軟件登記，并于2014年獲得國家科技進步二等獎。

本實用新型公開了一種可感知碰撞的采摘機器人伸縮臂，包括驅動伸縮部分和至少一組碰撞感知部分， 所述碰撞感知部分包括至少一個碰撞片、至少一個彈簧組件和至少一個開關組件；碰撞片設置于驅動伸縮 部分沿軸向的外部，開關組件設置于驅動伸縮部分的端部，彈簧組件的一端固定在碰撞片上，另一端固定在驅動伸縮部分的端部，彈簧組件的高度大于開關組件的高度。本實用新型結構簡單，實現方便，能夠提 高機器人整體的采摘效率和成功率。

為了測量Ξ??0 衰變絕對分支比，班勇教授課題組與北京航空航天大學、復旦大學、中科院高能物理研究所合作，利用位于日本筑波市的 Belle 實驗收集的 772兆 B 介子對樣本，對B? → Λ??Ξ0衰變進行了單舉和遍舉測量。數據分析中，利用 ????Belle 實驗中 B 介子總是成對產生的特性，在單舉過程中，利用神經元網絡的方 法使用了 1042 個衰變道首先進行一個B+介子標記，然后再通過Λ?? → p??????+,?? ? ?? 0 重 建 一 個 Λ? ? 粒 子 。 在 標 記 的 B + 介 子 和 Λ? ? 粒 子 的 反 沖 質 量 譜 上 觀 測 到 了 清 楚??????的Ξ0 的信號，從而確定B? → Λ??Ξ0 過程的存在并測量其衰變分支比B(B? → ??????Λ??Ξ0)。在遍舉過程中，不再標記信號B+介子，而是在重建Λ??后，直接通過Ξ0 → ????????Ξ?π+，ΛK?π+和pK?K?π+重建Ξ??0粒子，測量得到以下三個連乘分支比:B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 → Ξ?π+) , B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 → ΛK?π+) 和 B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 →?????? ?????? ?????? pK?K?π+)。結合單舉和遍舉的測量結果，首次給出了Ξ??0衰變絕對分支比:B(Ξ??0 →Ξ?π+) = (1.80 ± 0.50 ± 0.14)% , B(Ξ??0 → ΛK?π+) = (1.17 ± 0.37 ± 0.09)% 和 B(Ξ??0 → pK?K?π+) = (0.58 ± 0.23 ± 0.05)%。實驗測量的結果將會被廣泛應用 到和Ξ??0 衰變相關的測量中去。上述測量結果近期以“First Measurements of Absolute Branching Fractions of the Ξ??0 Baryon at Belle”為題在線發表在《物理評論快報》上【Phys. Rev. Lett. 122, 082001 (2019)】，物理學院技術物理系博士生李郁博為該論文的第一作 者、北京航空航天大學/復旦大學沈成平教授為通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金委、國家留學基金委和中國科學院 的資助。

泛素-蛋白酶體體系（Ubiquitin-Proteasome System，簡稱UPS）是細胞內最重要的蛋白質降解通路，對維持生物體內蛋白質的濃度平衡，以及對調控蛋白、錯誤折疊或受到損傷的蛋白的快速降解起著至關重要的作用，參與了細胞周期、基因表達調控等多種細胞進程，由UPS失常引發的蛋白質新陳代謝異常與眾多人類重大疾病直接相關。2004年，Aaron Ciechanover, Irwin Rose和Avram Hershko三位科學家被授予了諾貝爾化學獎，以表彰他們對該降解通路的發現。UPS中蛋白酶體是細胞中最基本的、最重要的不可或缺的、最為復雜的大型全酶超分子復合機器之一，人源蛋白酶體全酶包含至少33種不同的亞基，總原子質量約為2.5MDa。美國FDA批準的多種治療癌癥的藥物分子即以蛋白酶體為直接靶標。近年來，隨著冷凍電鏡技術的發展和應用，人們對這一大分子機器的結構和功能研究得以不斷深入。2016年，毛有東課題組與合作者報道了人源蛋白酶體基態的3.6?冷凍電鏡結構及其他三個亞納米分辨構象，并首次發現一個亞穩態構象的核心顆粒（Core Particle，簡稱CP）底物轉運通道處于開放狀態（見PNAS 2016, 113: 12991-12996）。2018年4月，該課題組又報道了6個ATPγS結合狀態下的26S動態結構，包括三個CP開放態對應的亞穩簡并態近原子分辨（4~5?）結構（見Nature Communications 2018, 9: 1360）。盡管這些工作揭示了蛋白酶體的基本架構和內在運動行為，但由于缺乏蛋白酶體與底物之間的相互作用，人們對于蛋白酶體如何實現底物降解的原子水平工作機制仍一無所知。此外，盡管冷凍電鏡技術近年來廣泛應用于分析具有動態特征的蛋白復合體結構和平衡態構象，但對其中間態結構和非平衡構象分析的分辨率水平往往局限在4～6埃或更低，離真正的全原子水平動力學分析還有相當一段距離。 為了真正實現原子水平的蛋白酶體底物降解動態過程的冷凍電鏡三維重建和動力學表征，毛有東課題組攻克了兩大技術難題。其一，如何在蛋白酶體完成底物降解之前抓到它的所有可能的中間態構象？課題組發展了一種新穎的核酸置換法，利用ATPγS降低AAA-ATPase激酶水解活性的特點，在底物降解中間過程，通過將ATP快速置換成ATPγS，結合快速冷凍的優勢，從而撲捉到蛋白酶體在底物降解過程的中間態。其二，如何在從冷凍電鏡數據中分析出更多構象的同時，還把分辨率做到3埃甚至更好？課題組通過多年持續努力，發展了多種基于人工智能和機器學習的冷凍電鏡圖像聚類的新型算法，并針對蛋白酶體的動力學特征，設計了一套極其有效的整合了多種算法的多構象分類流程。通過這兩套技術方案的完美結合，課題組成功解析了人源蛋白酶體在降解底物過程中的七種不同的、但差別甚微的、高分辨原子水平的天然態構象（Native states），完整展示了蛋白酶體從泛素結合到去泛素化，再到底物轉運的動態過程。與同期在Science上發表的與底物結合的酵母蛋白酶體的4.2-4.7埃冷凍電鏡結構（Science doi: 10.1126/science.aav0725，來自加州伯克利分校和Scripps研究所）相比，該Nature論文不僅總構象數量多一倍，全部構象分辨率還高1-2埃。由于Science論文采用了抑制Rpn11去泛素活性的策略，其非天然態結構中底物并不能真正自由轉運，所推測的機理僅限于底物轉運這一步，對于其他三大Nature論文所回答重要問題均無法給出答案。這體現了該Nature論文不僅在實驗方法的原創性上和數據分析水平和質量上，更在科學發現和問題探究的深度和廣度上大幅超越了來自Science的競爭性論文。圖一 七個利用冷凍電鏡解析的精細原子結構完整揭示了從泛素識別、去泛素化反應、轉運啟動和持續降解的核心功能動態過程。 作為整個蛋白酶體的動力來源與運轉核心，AAA-ATPase激酶分子馬達展現出了三種不同的核苷酸水解協作模式，6個ATPase亞基協調工作，交替與底物發生相互作用。在去泛素化過程（EB態）中，處于對立位置的兩個ATPase亞基Rpt2與Rpt4水解ATP，而Rpt5與Rpt6則釋放ADP，ATPase內的底物轉運通道被打開，使得底物可以進入軸心通道；與此同時，去泛素化酶Rpn11亞基與泛素及底物發生相互作用，執行其作為去泛素化酶的功能；在轉運起始過程（EC態）中，相鄰的兩個ATPase亞基Rpt1與Rpt5會同時水解ATP，調控顆粒（Regulatory Particle，簡稱RP）發生大規模轉動并釋放泛素；在底物去折疊與轉運過程（ED態）中，三個相鄰的ATPase亞基會分別同步進行ATP的結合、ADP的釋放與ATP的水解，這一過程會單向傳遞下去，將ATP水解釋放的化學能轉換為機械能，使得相應的ATPase亞基發生剛體轉動，推動底物的去折疊和單向輸運，同時CP的轉運通道入口打開，底物被送入通道中進行降解。這些研究結果為幾十年來對蛋白酶體功能的研究提供了寶貴的第一手原子結構和動力學信息，對于理解生物體內蛋白質的降解過程和一系列負責物質輸運的ATPase馬達分子的一般工作原理具有極為重要的科學意義。

細菌通過多個趨化受體來感受周圍不同的化學小分子，主動游動，實現獲得更好的生長環境或者實現趨利避害。但不是強的正趨小分子都是很好的可利用營養物質—好聞的不一定有營養，同樣，也不是容易代謝的營養就是強的趨化因子—有營養的不一定好聞。細菌在自然界中往往面臨多種不同強弱的趨化小分子，多種不同可代謝程度的營養來源的復雜濃度梯度環境中，細菌群落是如何通過趨化行為抉擇它們的去向，實現最優化它們的環境適應性與生長速度？細菌在個體與群體的選擇上是否有不同？這一基于細菌的生物行為的研究也許對了解復雜的高等生物的群體行為也有所幫助。 北京大學物理學院歐陽頎院士領導的“生物物理”團隊的羅春雄研究組在基于微流體細菌趨化分析芯片的實驗研究中發現：在反向不同引誘物濃度梯度下，細菌首先趨向聚集于強引誘物而少營養的一端， 但當細胞密度超過一個閾值時，細菌群落部分“逃逸”強引誘物濃度場，游向趨化因子相對弱但可代謝物質富集的一端。這一現象被刻畫為細菌群體運動的“逃逸相變行為”。羅春雄研究組通過與美國IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北大定量生物學中心資深訪問學者）合作，對此現象涉及的趨化受體間的協作行為進行了系統細致的理論分析和實驗論證，發現營養物質通過數量較少的Tap趨化受體進行了響應行為，而且在較大的一個趨化響應參數空間均會出現由細菌密度超過臨界密度而產生的逃逸條帶（“Escape Band”）行為，該行為可以使得細菌群落在復雜的趨化物濃度場中獲得更好的生長優勢。相關的定量實驗與理論研究以“The escape band in Escherichia coli chemotaxis in opposing attractant and nutrient gradients”為題于2019年1月23日在線發表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）雜志上。細菌群體趨化運動的“逃逸相變行為” 文章第一作者為北京大學定量生物學中心博士研究生張玄麒,通訊作者為北京大學物理學院/定量生物學中心羅春雄教授及美國IBM沃森研究中心/定量生物學中心的涂豫海教授，參與人包括歐陽頎院士，前沿交叉學科研究院博士研究生司光偉，董一名，物理學院博士研究生陳凱悅。工作得到國家自然科學基金委、物理學院介觀物理重點實驗室、 北京大學定量生物學中心、北大-清華生命科學聯合中心的支持。 工作原文連接: https://www.pnas.org/content/early/2019/01/22/1808200116

北京大學物理學院顏學慶教授和盧海洋研究員領導的課題組提出了激光驅動光子對撞機的新方案，該方案每脈沖可以產生3億個Breit-Wheeler事件，并且所產生的正負電子對發散角只有7度，具有非常好的準直性。同時，背景噪聲可以得到有效抑制，信噪比高達1000:1。研究成果以 “Creation of electron-positron pairs in photon-photon collisions driven by 10-PW laser pulses”為題在線發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。 根據愛因斯坦質能方程和量子電動力學理論，在一定條件下光子（能量）可以轉化成物質，這對研究物質的起因有重要的作用。相關的理論研究始于上世紀30年代，直到1997年美國SLAC實驗室才首次在實驗中觀測到多光子碰撞產生正負電子對的過程。然而，對于兩個高能光子的互作用過程，也就是常說的光子對撞機，到目前為止還未能在實驗中觀測到。在光子對撞機中，光子的互作用的次數與光子數目和光子互作用截面成正比，與光子束的脈沖寬度、兩束光子束的交疊面積成反比。在過去實驗中不能觀測到光子的互作用過程是因為已有伽馬射線源的流強和亮度還達不到要求。 近年來，隨著激光技術的發展，特別是10拍瓦(1拍瓦=1e15瓦)激光器的建成，激光光強將可以達到1e23W/cm3以上。當如此高強度的激光與物質相互作用時，大部分激光能量被吸收并轉化成伽馬射線輻射源，如果可以有效控制伽馬射線的發散角，輻射的伽馬射線將會達到前所未有的流強和亮度。 團隊研究人員在前期的工作中對產生超高亮度伽馬光源進行了深入的研究，首次從理論上系統闡明了微通道結構靶中，縱向電場主導了電子的加速過程，同時電子的橫向加速可以得到有效的抑制，因此可以獲得高準直性的電子束，當這些電子束在橫向場中的相位發生反轉時，電子就會在管道邊界處產生強伽馬輻射。由于電子的發散角決定了伽馬輻射的發散角，因此可以獲得準直性非常好的γ-ray輻射源。數值模擬中10PW激光所能獲得的發散角小于3度，亮度比之前研究報道結果高出兩個數量級的伽馬輻射源。圖1. 激光驅動光子對撞機產生正負電子對的方案設計圖2. 本方案可以獲得高出之前2-3量級的伽馬光源亮度 本工作即基于以上研究成果，將該超高亮度的伽馬射線應用于光子對撞機。理論計算結果表明，該方案可以獲得超高信噪比（>1000:1）,且每一發正負電子對信號（>1e8）遠高于現有測量技術的探測極限。因此，通過該方案可以在實驗室中驗證光子互作用過程中由能量到物質的轉換過程，將提供激光驅動光子對撞機研究的新途徑，也將極大的促進雙光子BW物理的發展。未來有望依據本方案建設基于重頻拍瓦飛秒激光的高亮度伽馬源及其應用裝置。 北京大學物理學院博士后余金清為論文第一作者。顏學慶教授和盧海洋研究員為通訊作者。論文合作者還包括北京大學的陳佳洱院士、馬文君研究員，広島大學的T. Takahashi教授，高能物理所的黃永盛研究員。該研究工作得到國家自然科學基金、科技部重點研發專項、挑戰計劃和中國博士后科學基金的聯合資助。相關模擬工作得到北京大學高性能計算平臺的支持。相關文章鏈接：Phys. Rev. Lett. 122, 014802 (2019) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014802Appl. Phys. Lett. 112, 204103 (2018) https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5030942