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項(xiàng)目簡(jiǎn)介：   油氣田開發(fā)

可有效用于對(duì)CPS進(jìn)行系統(tǒng)建模、屬性規(guī)約和屬性驗(yàn)證。

本發(fā)明公開了一種基于時(shí)域脈沖整形系統(tǒng)的可編程光學(xué)微分器， 其包括鎖模光纖激光器 MLL、第一色散器件、摻鉺光纖放大器 EDFA、 馬赫澤德調(diào)制器 MZM、偏振控制器 PC、任意波形發(fā)生器 AWG、光延 時(shí)線 ODL、第二色散器件和分頻器。本發(fā)明利用時(shí)域光脈沖整形系統(tǒng) 的原理，將微分器的光譜濾波特性從頻域搬移到時(shí)域中來，通過合理 設(shè)計(jì)任意波形發(fā)生器 AWG 的產(chǎn)生的調(diào)制型號(hào)，改變調(diào)制信號(hào)的形狀 來得到不同階數(shù)不同帶寬的微分結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)階數(shù)、帶寬靈活可調(diào)的 光學(xué)微分功能。本發(fā)明使用的各種元器件屬于常用器

本發(fā)明公開了一種基于時(shí)域脈沖整形系統(tǒng)的可編程光學(xué)微分器， 其包括鎖模光纖激光器 MLL、第一色散器件、摻鉺光纖放大器 EDFA、 馬赫澤德調(diào)制器 MZM、偏振控制器 PC、任意波形發(fā)生器 AWG、光延 時(shí)線 ODL、第二色散器件和分頻器。本發(fā)明利用時(shí)域光脈沖整形系統(tǒng) 的原理，將微分器的光譜濾波特性從頻域搬移到時(shí)域中來，通過合理 設(shè)計(jì)任意波形發(fā)生器 AWG 的產(chǎn)生的調(diào)制型號(hào)，改變調(diào)制信號(hào)的形狀 來得到不同階數(shù)不同帶寬的

研究團(tuán)隊(duì)面向生命科學(xué)發(fā)展的迫切需求，研制出具有可視化、微創(chuàng)化、定點(diǎn)化、定量化功能的，集檢測(cè)分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 南開大學(xué)機(jī)器人與信息自動(dòng)化研究所于1992年在國(guó)內(nèi)率先開展面向生物醫(yī)學(xué)工程的微操作機(jī)器人研究，并于1996年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)面向生物醫(yī)學(xué)工程的微操作機(jī)器人系統(tǒng)，2002年獲得微納機(jī)器人領(lǐng)域第一個(gè)國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。 近些年來，研究團(tuán)隊(duì)面向生命科學(xué)發(fā)展的迫切需求，研制出具有可視化、微創(chuàng)化、定點(diǎn)化、定量化功能的，集檢測(cè)分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀。研究團(tuán)隊(duì)利用該儀器實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化的細(xì)胞核移植流程，并致力于提高克隆操作發(fā)育率。首先，通過在核移植過程中分析細(xì)胞受力，提出了基于最小力的細(xì)胞撥動(dòng)方法，攻破了自動(dòng)化核移植最大的技術(shù)屏障；其次，探索了面向減小細(xì)胞傷害的微操作方法，提高了胚胎發(fā)育中最關(guān)鍵的指標(biāo)——囊胚率；最終，在2017年，將510枚利用該儀器完成核移植的重構(gòu)胚移植到代孕豬中，并于2017年4月底分兩胎生下17頭小豬。這是世界首例由機(jī)器人完成核移植操作的克隆豬，該成果已被國(guó)家自然科學(xué)基金委及新華社、人民日?qǐng)?bào)、中央人民廣播電視臺(tái)等媒體進(jìn)行報(bào)道。

本發(fā)明提出了一種基于HybridUML向微分代數(shù)程序轉(zhuǎn)換的CPS建模與驗(yàn)證方法，實(shí)現(xiàn)了由HybridUML模型向DAP的轉(zhuǎn)換，并依據(jù)微分代數(shù)動(dòng)態(tài)邏輯(Differential-AlgebraicDynamicLogic，DAL)推理規(guī)則對(duì)CPS實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。該方法使用HybridUML對(duì)CPS進(jìn)行建模，將其轉(zhuǎn)換成DAL的操作模型DAP，并且基于DAL對(duì)CPS屬性進(jìn)行驗(yàn)證。

研究方向：微操作機(jī)器人系統(tǒng)、微納設(shè)計(jì)與加工、生物模式形成與組 織發(fā)育建模。 項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 在國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào) 61327802）等資助下，本項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了面向生命科學(xué)的原 位顯微分析與操作儀。研究團(tuán)隊(duì)利用該儀器實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化的體細(xì)胞 核移植，進(jìn)而將該技術(shù)應(yīng)用于豬克隆流程，成功獲得了克隆豬仔。這 是國(guó)際上首次利用機(jī)器人技術(shù)獲得的克隆豬。 作為一種常用的外源物導(dǎo)入細(xì)胞的方式，細(xì)胞顯微操作技術(shù)廣泛 應(yīng)用于生物工程領(lǐng)域。為了減輕實(shí)驗(yàn)操作者的工作負(fù)擔(dān)，研究者開發(fā) 出自動(dòng)化微操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化胚胎注射、機(jī)器人化單精注射、 機(jī)器人化貼壁細(xì)胞注射等多類微操作。然而，目前自動(dòng)化微操作的操 作過程與手工操作類似，這些操作在保證操作本身高效、高成功率的 同時(shí)，并沒有考慮到微操作對(duì)后續(xù)生物過程（如后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)）的影 響，因此無法獲得顯著優(yōu)于手工操作的生物結(jié)果。 研究團(tuán)隊(duì)面向生命科學(xué)發(fā)展的迫切需求，研制出具有可視化、微 創(chuàng)化、定點(diǎn)化、定量化功能的，集檢測(cè)分析與操作于一體的原位顯微 分析與操作儀，利用該儀器實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化的細(xì)胞核移植流程，并通 過分析微操作工具與細(xì)胞接觸過程中的細(xì)胞受力情況，實(shí)現(xiàn)了基于最 小力的細(xì)胞撥動(dòng)與細(xì)胞抽核，保證了細(xì)胞核移植操作過程中細(xì)胞受力 最小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于最小力的細(xì)胞撥動(dòng)與細(xì)胞抽核方法，顯著 減少了細(xì)胞撥動(dòng)過程對(duì)細(xì)胞的傷害；后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，與人工 操作相比，細(xì)胞后續(xù)發(fā)育率顯著提高,標(biāo)志克隆成功的體外囊胚率從 10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究團(tuán)隊(duì)分四批完成了 510 例核 移植操作,并將這 510 枚克隆胚胎移植到 6 頭母豬體內(nèi)，兩頭母豬順利受孕；4 月底，兩頭受孕母豬產(chǎn)下成活克隆豬 17 頭。 上述研究第一次用后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)成功率作為評(píng)測(cè)依據(jù)，建立了操 作過程細(xì)胞受力情況與后續(xù)細(xì)胞發(fā)育的聯(lián)系,得出了操作過程細(xì)胞受 力越小，則傷害越小，最終細(xì)胞發(fā)育成功率越高的結(jié)論。該研究對(duì)其 它機(jī)器人化生物操作有借鑒意義。

本項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了面向生命科學(xué)的原位顯微分析與操作儀。研究團(tuán)隊(duì)利用該儀器實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化的體細(xì)胞核移植，進(jìn)而將該技術(shù)應(yīng)用于豬克隆流程，成功獲得了克隆豬仔。這是國(guó)際上首次利用機(jī)器人技術(shù)獲得的克隆動(dòng)物。 研究團(tuán)隊(duì)面向生命科學(xué)發(fā)展的迫切需求，研制出具有可視化、微創(chuàng)化、定點(diǎn)化、定量化功能的，集檢測(cè)分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀，利用該儀器實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化的細(xì)胞核移植流程，并通 過分析微操作工具與細(xì)胞接觸過程中的細(xì)胞受力情況，實(shí)現(xiàn)了基于最小力的細(xì)胞撥動(dòng)與細(xì)胞抽核，保證了細(xì)胞核移植操作過程中細(xì)胞受力最小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于最小力的細(xì)胞撥動(dòng)與細(xì)胞抽核方法，顯著減少了細(xì)胞撥動(dòng)過程對(duì)細(xì)胞的傷害；后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，與人工操作相比，細(xì)胞后續(xù)發(fā)育率顯著提高,標(biāo)志克隆成功的體外囊胚率從10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究團(tuán)隊(duì)分四批完成了 510 例核移植操作,并將這 510 枚克隆胚胎移植到 6 頭母豬體內(nèi)，兩頭母豬順利受孕；4 月底，兩頭受孕母豬產(chǎn)下成活克隆豬 17 頭。 上述研究第一次用后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)成功率作為評(píng)測(cè)依據(jù)，建立了操作過程細(xì)胞受力情況與后續(xù)細(xì)胞發(fā)育的聯(lián)系,得出了操作過程細(xì)胞受力越小，則傷害越小，最終細(xì)胞發(fā)育成功率越高的結(jié)論。該研究對(duì)其它機(jī)器人化生物操作有借鑒意義。在深度信息提取、顯微視野拓展、超聲振動(dòng)細(xì)胞穿入等方面擁有多項(xiàng)專利。

針對(duì)腦卒中與關(guān)節(jié)損傷高發(fā)趨勢(shì)，本產(chǎn)品基于康復(fù)醫(yī)學(xué)理論研發(fā)多關(guān)節(jié)智能康復(fù)產(chǎn)品，覆蓋肘、膝、踝、腕等上下肢關(guān)鍵關(guān)節(jié)，通過對(duì)關(guān)節(jié)的反復(fù)訓(xùn)練，增強(qiáng)關(guān)節(jié)本體感覺，打開活動(dòng)度，推動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)重組代償，助力關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。 本產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)突破，運(yùn)用高精度傳感器，精準(zhǔn)捕捉關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)微小變化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)與實(shí)時(shí)康復(fù)數(shù)據(jù)反饋；結(jié)合自適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重力補(bǔ)償，精準(zhǔn)調(diào)控角度/速度/力矩三維參數(shù)，通過循跡坐標(biāo)點(diǎn)樣線擬合生理運(yùn)動(dòng)軌跡；創(chuàng)新集成多訓(xùn)練模式切換系統(tǒng)，滿足全康復(fù)周期需求；產(chǎn)品兼具硬/軟件雙重安全防護(hù)，提高產(chǎn)品安全性。 腕關(guān)節(jié)康復(fù)器 前臂康復(fù)器 肘關(guān)節(jié)康復(fù)器 膝關(guān)節(jié)康復(fù)器 踝關(guān)節(jié)康復(fù)器

青楷槭是長(zhǎng)白山地區(qū)常見的喬木品種之一，在《本草綱目》、《本草再新》均被提及，其葉片、樹皮及果實(shí)等部位，均可作為藥材使用，具有清熱、解毒、抗炎等多重療效。此外，青楷槭的葉片亦常被用于泡茶或烹飪湯品，有助于緩解上呼吸道相關(guān)癥狀。人參被譽(yù)為“天然的能量補(bǔ)充劑”，在提升體力、緩解疲勞方面有顯著的效果。現(xiàn)代研究表明，人參能提高體內(nèi)的ATP（細(xì)胞能量來源）水平，改善微循環(huán)，從而有效抗疲勞。 青楷槭的抗氧化作用與人參的抗疲勞、增強(qiáng)體能的作用相結(jié)合，能夠更好地抵御衰老和疲勞的雙重挑戰(zhàn)。青楷槭與人參的組合具有較好的互補(bǔ)作用。青楷槭的抗氧化、降血糖、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌等作用與人參的補(bǔ)氣、抗疲勞、增強(qiáng)免疫力等特點(diǎn)相結(jié)合，能夠在提升免疫力、抗衰老、緩解疲勞、調(diào)節(jié)血糖血脂等多個(gè)方面產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。通過科學(xué)的配比和加工，青楷槭與人參合用可以為消費(fèi)者提供一種功能全面、健康有益的飲品。 1.獨(dú)特的原料組合與健康功能創(chuàng)新：本項(xiàng)目的核心創(chuàng)新在于將人參與青楷槭這兩種具有顯著保健功效的天然植物成分進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。人參以其滋補(bǔ)強(qiáng)身、增強(qiáng)免疫力的傳統(tǒng)功效著稱，而青楷槭則富含豐富的抗氧化物質(zhì)、維生素C及礦物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗衰老、抗疲勞等健康功效。通過選擇水醇提取法、冷凍干燥等來確保有效成分的高效提取，并保持其生物活性，創(chuàng)新性地將這兩種植物的優(yōu)勢(shì)特性融合，開發(fā)出一種具有復(fù)合健康功能的功能性飲料，填補(bǔ)了市場(chǎng)上同類產(chǎn)品在多元化營(yíng)養(yǎng)需求上的空白此外，開發(fā)了新型的成分穩(wěn)定化技術(shù)，有效解決了植物成分在飲料中的保存和長(zhǎng)期保鮮問題，確保了產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定性與健康功效的長(zhǎng)期有效。 2.口感優(yōu)化與產(chǎn)品差異化創(chuàng)新：在口感方面，本項(xiàng)目通過多次配方調(diào)整與風(fēng)味優(yōu)化，使得人參和青楷槭的獨(dú)特植物風(fēng)味得到平衡，并加入天然水果香料，改善傳統(tǒng)中草藥飲料的“草本味”，使飲料口感更加順滑、清新、適合現(xiàn)代消費(fèi)者的接受口味。這種口感創(chuàng)新不僅提高了消費(fèi)者的飲用體驗(yàn)，也突破了傳統(tǒng)草本飲料的單一風(fēng)味模式，為市場(chǎng)帶來了差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 根據(jù)市場(chǎng)研究，健康飲品領(lǐng)域，消費(fèi)者越來越傾向于選擇具有增強(qiáng)免疫、抗氧化、抗衰老、降血糖等多重功能的飲品。人參作為傳統(tǒng)滋補(bǔ)佳品，已在市場(chǎng)上占據(jù)了一定份額，憑借其強(qiáng)身健體、補(bǔ)氣養(yǎng)血的功效，廣受消費(fèi)者喜愛。而青楷槭，作為富含多酚類、黃酮類等抗氧化成分的植物，其抗衰老、抗疲勞、降血脂等效果逐漸得到消費(fèi)者的認(rèn)可。兩者結(jié)合的功能性飲料，能夠滿足市場(chǎng)對(duì)天然健康飲品的需求，成為新興的市場(chǎng)亮點(diǎn)。隨著生活方式的變化，越來越多的職場(chǎng)人士、學(xué)生群體等年輕人開始關(guān)注抗疲勞、抗壓、促進(jìn)睡眠的飲品，這為人參青楷槭飲料的市場(chǎng)拓展提供了機(jī)會(huì)。 目前，市場(chǎng)上的功能性飲料競(jìng)爭(zhēng)激烈，主要以一些大型飲料品牌為主導(dǎo)，如紅牛、華潤(rùn)怡寶等企業(yè)推出的健康功能飲料占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額。此外，還有一些植物性飲品品牌如植物萃取飲料、草本茶等逐漸獲得關(guān)注，滿足消費(fèi)者對(duì)天然、低糖、無添加的偏好。然而，這些產(chǎn)品多集中在單一功能或傳統(tǒng)草本成分上，缺乏多種植物成分的創(chuàng)新結(jié)合。因此，人參和青楷槭的結(jié)合，作為一種具有多重健康功效的飲品，有望在現(xiàn)有市場(chǎng)中開辟出新的細(xì)分市場(chǎng)，填補(bǔ)部分空白。