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主要研究基于患者個體特征，進行人工器官、植入體和矯形器（血管支架、人工血管、牙種植體、膝關節、髖關節、脊柱及足踝矯形器等）優化設計及制作所需的個性化特征提取、生物力學建模及分析、數字化設計等關鍵技術，依據醫療器械與人體組織相互作用的生物力學及力生物學原理，提出相應的醫療器械優化設計軟硬件系統，為研制個性化性能優良的人工器官，提高國產植入體和矯形器設計和制作水平提供具有自主知識產權的技術平臺。

本發明公開了一種反饋型人工神經網絡訓練方法及計算系統, 屬于神經網絡計算領域。一種人工神經網絡訓練方法，突觸權重根據 神經突出兩端的前饋信號和反饋信號調整，當神經突出兩端分別為興 奮前饋信號和興奮反饋信號時，該突出權重調整到最大值，當神經突 出兩端分別為靜息前饋信號和興奮反饋信號時，該突出權重調整到最 小值；一種反饋型人工神經網絡計算系統，節點電路包括計算模塊、 前饋模塊和反饋模塊，節點電路通過憶阻器模擬的神經突出相

南方型楊樹不同培育目標的工業用材林定向培育模式 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 圍繞我國木材資源短缺的現狀，根據黃淮平原和長江中下游的氣候、土壤和社會經濟條件，針對南方型楊樹人工林培育中存在的產量和質量問題，從應用基礎和應用技術兩方面系統開展了南方型楊樹新品種創制、可持續經營的養分機制及地力維護技術、插干造林技術、修枝技術體系、林分結構構建與調控及計算機經營模擬系統的構建與應用等研究，優化組裝出了南方型楊樹不同培育目標的工業用材林定向培育模式，是一項關鍵技術集成的創新成果。 1）創制了產量高、質量優、抗性強的南方型楊樹新品種和良種各8個，楊樹人工林產量和木材質量得到了顯著提高，為黃淮流域和長江中下游地區楊樹可持續健康發展提供了新種質。特別是所創制的雄性不育泗楊1號新品種（良種），解決了楊樹人工林“飄絮”等環境問題。 2）創新研發了特殊立地的土壤改良技術。首次針對退耕還林地等特殊立地，研究了不同覆蓋植被種類的養分含量與養分釋放規律，闡明了生物覆蓋對楊樹人工林土壤理化性質、土壤微生物和酶活性的影響機理，提出有利于提高退耕還林地楊樹人工林生產力的優化生物覆蓋技術措施；首次探索了污水處理廠厭氧消化脫水污泥在楊樹人工林上的應用，證明城市污水處理廠污泥在土壤貧瘠、有機質含量低的林地施用具有很大潛力；針對鹽堿土楊樹造林成活率低的現狀，提出了有利于楊樹成林的有效措施。 3）針對楊樹短輪伐期經營和純林連作造成地力衰退的現象，系統研究了楊樹人工林經營的養分調控機制，闡明了楊樹人工林林下植被、凋落物種類與土壤物理、化學和生物學性質的關系，揭示了多代連作楊樹人工林土壤退化的原因，豐富了森林培育學理論，為南方型楊樹人工林可持續經營及地力維護技術提供了依據。 4）針對不同培育目標（特別是大徑材培育），在國內首次提出了采用2-3干大苗插干造林, 配合保水劑應用的造林技術；提出了一種新的楊樹修枝方法（年齡輪生枝法）技術體系；優化了南方型楊樹優質大徑材的林分結構構建和調控技術；篩選出了綜合經濟效益高的楊樹林地鏈式復合經營技術體系，實現了楊樹人工林優質、豐產和高效之經營目標。 5）以南方型楊樹為研究對象，采用長期定位研究與野外大量典型樣地調查相結合的方法，建立了集經營模擬、經濟效益評價、優化決策于一體的南方型楊樹人工林經營模型系統，開發了南方型楊樹人工林經營模型系統軟件，為南方型楊樹模式化定向培育理論的實現提供了可靠的工具。 該成果機理研究與應用技術研究相統一，體現出了技術含量高，又能在生產實踐中推廣應用的技術特點。成果創制楊樹新品種和良種各8個；獲授權專利6件、計算機軟件著作權2件，申請發明專利1件；制定行業和地方標準共6項；出版著作2部，公開發表論文102篇（其中SCI收錄25篇）。成果先后在江蘇、安徽、湖南、湖北、河南、山東等省大面積推廣應用，取得了明顯的經濟、生態和社會效益。

項目成果/簡介:醫療內窺鏡是目前常用的一種臨床診斷工具，尤其對于消化科的醫生而言，他們通過內窺鏡能直接觀察到人體消化器官內部的病變情況，如潰瘍、腫瘤等，甚至還可以利用內窺鏡進行微創的外科手術，在醫學界應用廣泛。與放射科的閱片相比，消化內鏡是消化道病變篩查和診斷的金標準，也是微創和無創治療的主要手段。由一款圍棋人工智能程序AlphaGo(阿爾

成果簡介：氣動人工肌肉驅動器具有較強的柔性及仿生性，其高功率/質量 比的特點使之在仿人機器人技術領域中具有無可比擬的優勢。對氣動人工肌 肉的靜、動態特性深入進行了建模與實驗研究，進行了氣動人工肌肉驅動的關節特性分析及位置控制研究。分別研制出氣動人工肌肉驅動的仿人靈巧手，以及十四自由度雙臂機器人，通過簡單的材料制作出性能優異的氣動人 工肌肉，輔之模糊自適應控制、協調控制等高精度氣動伺服控制技術，實現 了靈巧手基于數據手套的主從抓持操作、機械臂自動駕駛方向盤等動

6月17日，由中軟國際教育科技集團與蘭州信息科技學院聯合共建的中軟國際人工智能產業學院和校外實訓基地成立暨揭牌儀式在學院順利舉行

該設備是一套由六自由度工業機器人，柔性砂帶機、料臺，卡抓、快換裝置及安全防護系統組成，可適用干有色金屬、塑料制品的自動化打磨、拋光。 本工作站按照企業應用標準模塊化設計，通過學習拋光機器人工作站結構，配置選型，控制原理、以及系統之間的通訊、打磨工藝分析、打磨拋光工裝設計原則、安全防護、I/O通訊、程序數據、程序編寫、硬件連接、通訊方式設定。掌握機器人編程操作、打磨拋光應用、工裝設計基礎以及拋光工作站的解決方案實施、產品打樣與工藝驗證。

北京科技大學材料科學與工程學院生物醫用材料研究室研制開發的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫用生物材料，可用于人關節軟骨的修復或替代。本項目成果屬國內外首創，其應用和推廣不但會產生100萬元／年的經濟效益，而且能帶來巨大的社會效益。利用反復冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來，這種人工關節軟骨材料通過三次動物實驗（共19個月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產生任何炎性反應和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動物實驗室進行PVAHE生物學評價并通過產品注冊檢測。目前，已達到臨床應用的水平。從1996年以來，本項目的研究和研制開發工作是在北京市自然科學基金（3962006）、國家自然科學基金（59775038）和北京市科技項目合同（954020400）資助下歷時5年完成的。多年實驗室試驗和動物試驗表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產業化前景的醫用表面修復材料，它具有以下特點：（1）潤滑性能良好（摩擦系數0.05，磨損系數小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強度高（壓縮模量14MPa，壓縮強度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結構和性能非常接近于人關節軟骨，其主要用途是在矯形外科手術中用于修復或替代關節軟骨。典型產品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。

1 成果簡介我國山區河流眾多，許多河流的河床侵蝕下切，并以溯源沖刷方式傳播到上游溝谷，引起溝坡增大，岸坡失穩和整個流域的土壤侵蝕，在汛期暴雨作用下，常常引發崩塌、滑坡和泥石流等自然災害。階梯深潭系統是山區河流中常見的一種河流地貌形態，由一段陡坡和一段緩坡相間組成，在縱剖面上呈階梯狀。天然階梯深潭系統是在水流沖刷過程中自然形成的，是一種增加河床阻力、消減水流能量、抑制河床侵蝕下切的健康河床結構，這種結構在自然界具有較大的穩定性。然而，自然發育階梯-深潭系統往往需要經過較長的時間，在具備一定條件的山區河流，模仿天然階梯深潭系統建造人工階梯深潭系統，也可以取得控制河流下切、避免或減少地質災害的效果。自 2006 年開始，清華大學先后在云南、四川、甘肅等省，開展了人工階梯深潭系統在山區河流治理方面的野外試驗研究。研究成果顯示，人工階梯深潭系統不僅能夠有效地控制河流（溝谷）下切、改善河流生態環境，對于泥石流災害也具有明顯的防治作用。目前，對于階梯深潭系統發育程度（河床結構強度）的研究正在進一步量化；同時研制了一批專用的測量工具，如用于測量河床結構的“ 河床結構測量排” 、用于階梯深潭系統流速場測量的“ 湍流脈動流速儀” 等；階梯深潭系統的消能減災機理研究正在不斷深入。通過對階梯深潭系統生物棲息地多樣性的定量研究，采用大型無脊椎底棲動物對山區河流的生態多樣性進行評價，為山區河流生態評價量化指標體系的建立奠定了基礎。  治理前                                              治理后生態條件改善，河床穩定 圖 1 吊嘎河人工階梯深潭治理前后  修建前溝道內碎石散亂                            修建后沙石沉積水沙分離，控制了泥石流發生 圖 2 建造人工階梯-深潭系統前后的文家溝  汛期前                                                  汛期后階梯深潭系統泥沙淤埋 圖 3 攔山溝人工階梯-深潭系統治理汛期前后2 應用說明實例 1：云南東川市吊嘎河（小江流域支流）人工階梯深潭方法試驗。近年來吊嘎河的河床下切迅速，同時帶來了一系列的地質災害與生態環境問題。 2006 年，課題組在吊嘎河設立了試驗站，開展了人工階梯深潭方法試驗研究。試驗結果表明，試驗段水面面積有所增大，河床底質、水深和流速多樣性也得到提升，河床侵蝕下切得到有效控制，維持了較為穩定的河床環境。人工階梯和深潭段的河床底質、流速和水深環境交替出現，在空間層次上塑造了富于變化和多樣性的水生動物棲息環境。對大型底棲無脊椎動物的采樣及評價結果顯示，人工階梯深潭布置后，隨著水生棲息地多樣性增加，單位面積底棲動物密度、物種豐度及生物群落多樣性指數均呈上升趨勢，水生生態得到改善。吊嘎河的試驗成果，還為 2009年以來采用人工階梯深潭方法治理泥石流奠定了基礎。 實例 2：四川省綿竹市清平鄉文家溝滑坡堆積體泥石流治理方法試驗。文家溝滑坡是汶川地震造成的第二大滑坡，滑坡堆積體總量達 8160 萬方，文家溝內堆積體厚度達 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡體上形成深達 50 米的 V 型沖溝，并引發了多次泥石流災害。暴雨使溝床不斷下切，兩岸坡度變陡而坍塌，碎屑物進入水流就形成泥石流。 2009 年，課題組在文家溝滑坡體上的沖溝內建造了 33 級人工階梯深潭對泥石流進行治理，取得了良好的效果。所建造的人工階梯深潭試驗工程雖然十分簡易、單薄，但是工程造成的巨大阻力消減了水流能量，使沙石沉積、水沙分離，成功地控制了溝床下切，對于控制泥石流發揮了重要作用，避免了泥石流災害的發生。 實例 3：甘肅省禮縣攔山溝泥石流治理。長江上游白龍江、西漢水等流域是典型的干旱河谷，其特點是高原上深切寬闊河谷，河谷比周圍高原明顯干旱。區域內植被覆蓋度低，由于長期干旱和風化，流域內積累了大量的土石碎屑，遭遇突發暴雨時可能發生滑坡和特大泥石流，對城鎮和村莊造成極大威脅。甘肅武都地區禮縣的攔山溝是西漢水的支流，由于溝谷深切，侵蝕極為強烈，泥石流常常發生，據調查溝口泥石流堆積泥沙約 170 萬噸。 2009 年 6月課題組在攔山溝開展了泥石流治理試驗，建造了 17 級人工階梯深潭試驗工程。試驗結果表明，溝道在人工階梯深潭系統的保護下不再下切，維持了溝岸的穩定，且階梯深潭系統消散水流能量，使得泥石流不能起動，當年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量達31.9 mm， 攔山溝僅有不足 100 噸泥沙物質進入西漢水，達到了控制泥石流的目標。3 效益分析階梯深潭系統發育較好的山溪常常伴隨著良好的河流生態環境和優美的溪流景觀，因此仿照天然的人工階梯深潭系統常用于河流的生態修復與景觀塑造，用于山溪森林公園建設可帶來額外的休閑旅游經濟收益。4 合作方式技術轉讓或合作開發，商談。5 所屬行業領域能源環境。