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主要研究基于患者個(gè)體特征，進(jìn)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(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、脊柱及足踝矯形器等）優(yōu)化設(shè)計(jì)及制作所需的個(gè)性化特征提取、生物力學(xué)建模及分析、數(shù)字化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，依據(jù)醫(yī)療器械與人體組織相互作用的生物力學(xué)及力生物學(xué)原理，提出相應(yīng)的醫(yī)療器械優(yōu)化設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng)，為研制個(gè)性化性能優(yōu)良的人工器官，提高國(guó)產(chǎn)植入體和矯形器設(shè)計(jì)和制作水平提供具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)平臺(tái)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種反饋型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法及計(jì)算系統(tǒng), 屬于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算領(lǐng)域。一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法，突觸權(quán)重根據(jù) 神經(jīng)突出兩端的前饋信號(hào)和反饋信號(hào)調(diào)整，當(dāng)神經(jīng)突出兩端分別為興 奮前饋信號(hào)和興奮反饋信號(hào)時(shí)，該突出權(quán)重調(diào)整到最大值，當(dāng)神經(jīng)突 出兩端分別為靜息前饋信號(hào)和興奮反饋信號(hào)時(shí)，該突出權(quán)重調(diào)整到最 小值；一種反饋型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)電路包括計(jì)算模塊、 前饋模塊和反饋模塊，節(jié)點(diǎn)電路通過(guò)憶阻器模擬的神經(jīng)突出相

南方型楊樹(shù)不同培育目標(biāo)的工業(yè)用材林定向培育模式 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 圍繞我國(guó)木材資源短缺的現(xiàn)狀，根據(jù)黃淮平原和長(zhǎng)江中下游的氣候、土壤和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，針對(duì)南方型楊樹(shù)人工林培育中存在的產(chǎn)量和質(zhì)量問(wèn)題，從應(yīng)用基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)兩方面系統(tǒng)開(kāi)展了南方型楊樹(shù)新品種創(chuàng)制、可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的養(yǎng)分機(jī)制及地力維護(hù)技術(shù)、插干造林技術(shù)、修枝技術(shù)體系、林分結(jié)構(gòu)構(gòu)建與調(diào)控及計(jì)算機(jī)經(jīng)營(yíng)模擬系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用等研究，優(yōu)化組裝出了南方型楊樹(shù)不同培育目標(biāo)的工業(yè)用材林定向培育模式，是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)集成的創(chuàng)新成果。 1）創(chuàng)制了產(chǎn)量高、質(zhì)量?jī)?yōu)、抗性強(qiáng)的南方型楊樹(shù)新品種和良種各8個(gè)，楊樹(shù)人工林產(chǎn)量和木材質(zhì)量得到了顯著提高，為黃淮流域和長(zhǎng)江中下游地區(qū)楊樹(shù)可持續(xù)健康發(fā)展提供了新種質(zhì)。特別是所創(chuàng)制的雄性不育泗楊1號(hào)新品種（良種），解決了楊樹(shù)人工林“飄絮”等環(huán)境問(wèn)題。 2）創(chuàng)新研發(fā)了特殊立地的土壤改良技術(shù)。首次針對(duì)退耕還林地等特殊立地，研究了不同覆蓋植被種類的養(yǎng)分含量與養(yǎng)分釋放規(guī)律，闡明了生物覆蓋對(duì)楊樹(shù)人工林土壤理化性質(zhì)、土壤微生物和酶活性的影響機(jī)理，提出有利于提高退耕還林地楊樹(shù)人工林生產(chǎn)力的優(yōu)化生物覆蓋技術(shù)措施；首次探索了污水處理廠厭氧消化脫水污泥在楊樹(shù)人工林上的應(yīng)用，證明城市污水處理廠污泥在土壤貧瘠、有機(jī)質(zhì)含量低的林地施用具有很大潛力；針對(duì)鹽堿土楊樹(shù)造林成活率低的現(xiàn)狀，提出了有利于楊樹(shù)成林的有效措施。 3）針對(duì)楊樹(shù)短輪伐期經(jīng)營(yíng)和純林連作造成地力衰退的現(xiàn)象，系統(tǒng)研究了楊樹(shù)人工林經(jīng)營(yíng)的養(yǎng)分調(diào)控機(jī)制，闡明了楊樹(shù)人工林林下植被、凋落物種類與土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，揭示了多代連作楊樹(shù)人工林土壤退化的原因，豐富了森林培育學(xué)理論，為南方型楊樹(shù)人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)及地力維護(hù)技術(shù)提供了依據(jù)。 4）針對(duì)不同培育目標(biāo)（特別是大徑材培育），在國(guó)內(nèi)首次提出了采用2-3干大苗插干造林, 配合保水劑應(yīng)用的造林技術(shù)；提出了一種新的楊樹(shù)修枝方法（年齡輪生枝法）技術(shù)體系；優(yōu)化了南方型楊樹(shù)優(yōu)質(zhì)大徑材的林分結(jié)構(gòu)構(gòu)建和調(diào)控技術(shù)；篩選出了綜合經(jīng)濟(jì)效益高的楊樹(shù)林地鏈?zhǔn)綇?fù)合經(jīng)營(yíng)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了楊樹(shù)人工林優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)和高效之經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。 5）以南方型楊樹(shù)為研究對(duì)象，采用長(zhǎng)期定位研究與野外大量典型樣地調(diào)查相結(jié)合的方法，建立了集經(jīng)營(yíng)模擬、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)、優(yōu)化決策于一體的南方型楊樹(shù)人工林經(jīng)營(yíng)模型系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了南方型楊樹(shù)人工林經(jīng)營(yíng)模型系統(tǒng)軟件，為南方型楊樹(shù)模式化定向培育理論的實(shí)現(xiàn)提供了可靠的工具。 該成果機(jī)理研究與應(yīng)用技術(shù)研究相統(tǒng)一，體現(xiàn)出了技術(shù)含量高，又能在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn)。成果創(chuàng)制楊樹(shù)新品種和良種各8個(gè)；獲授權(quán)專利6件、計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)2件，申請(qǐng)發(fā)明專利1件；制定行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)共6項(xiàng)；出版著作2部，公開(kāi)發(fā)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(yīng)用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:醫(yī)療內(nèi)窺鏡是目前常用的一種臨床診斷工具，尤其對(duì)于消化科的醫(yī)生而言，他們通過(guò)內(nèi)窺鏡能直接觀察到人體消化器官內(nèi)部的病變情況，如潰瘍、腫瘤等，甚至還可以利用內(nèi)窺鏡進(jìn)行微創(chuàng)的外科手術(shù)，在醫(yī)學(xué)界應(yīng)用廣泛。與放射科的閱片相比，消化內(nèi)鏡是消化道病變篩查和診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，也是微創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)治療的主要手段。由一款圍棋人工智能程序AlphaGo(阿爾

成果簡(jiǎn)介：氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)器具有較強(qiáng)的柔性及仿生性，其高功率/質(zhì)量 比的特點(diǎn)使之在仿人機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。對(duì)氣動(dòng)人工肌 肉的靜、動(dòng)態(tài)特性深入進(jìn)行了建模與實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)行了氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)特性分析及位置控制研究。分別研制出氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的仿人靈巧手，以及十四自由度雙臂機(jī)器人，通過(guò)簡(jiǎn)單的材料制作出性能優(yōu)異的氣動(dòng)人 工肌肉，輔之模糊自適應(yīng)控制、協(xié)調(diào)控制等高精度氣動(dòng)伺服控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 了靈巧手基于數(shù)據(jù)手套的主從抓持操作、機(jī)械臂自動(dòng)駕駛方向盤等動(dòng)

6月17日，由中軟國(guó)際教育科技集團(tuán)與蘭州信息科技學(xué)院聯(lián)合共建的中軟國(guó)際人工智能產(chǎn)業(yè)學(xué)院和校外實(shí)訓(xùn)基地成立暨揭牌儀式在學(xué)院順利舉行

該設(shè)備是一套由六自由度工業(yè)機(jī)器人，柔性砂帶機(jī)、料臺(tái)，卡抓、快換裝置及安全防護(hù)系統(tǒng)組成，可適用干有色金屬、塑料制品的自動(dòng)化打磨、拋光。 本工作站按照企業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)學(xué)習(xí)拋光機(jī)器人工作站結(jié)構(gòu)，配置選型，控制原理、以及系統(tǒng)之間的通訊、打磨工藝分析、打磨拋光工裝設(shè)計(jì)原則、安全防護(hù)、I/O通訊、程序數(shù)據(jù)、程序編寫、硬件連接、通訊方式設(shè)定。掌握機(jī)器人編程操作、打磨拋光應(yīng)用、工裝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及拋光工作站的解決方案實(shí)施、產(chǎn)品打樣與工藝驗(yàn)證。

北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料研究室研制開(kāi)發(fā)的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫(yī)用生物材料，可用于人關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)或替代。本項(xiàng)目成果屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，其應(yīng)用和推廣不但會(huì)產(chǎn)生100萬(wàn)元／年的經(jīng)濟(jì)效益，而且能帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。利用反復(fù)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(jié)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(lái)，這種人工關(guān)節(jié)軟骨材料通過(guò)三次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（共19個(gè)月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產(chǎn)生任何炎性反應(yīng)和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國(guó)藥品生物制品檢定所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行PVAHE生物學(xué)評(píng)價(jià)并通過(guò)產(chǎn)品注冊(cè)檢測(cè)。目前，已達(dá)到臨床應(yīng)用的水平。從1996年以來(lái)，本項(xiàng)目的研究和研制開(kāi)發(fā)工作是在北京市自然科學(xué)基金（3962006）、國(guó)家自然科學(xué)基金（59775038）和北京市科技項(xiàng)目合同（954020400）資助下歷時(shí)5年完成的。多年實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產(chǎn)業(yè)化前景的醫(yī)用表面修復(fù)材料，它具有以下特點(diǎn)：（1）潤(rùn)滑性能良好（摩擦系數(shù)0.05，磨損系數(shù)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(qiáng)度高（壓縮模量14MPa，壓縮強(qiáng)度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強(qiáng)度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結(jié)構(gòu)和性能非常接近于人關(guān)節(jié)軟骨，其主要用途是在矯形外科手術(shù)中用于修復(fù)或替代關(guān)節(jié)軟骨。典型產(chǎn)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(jiǎn)介我國(guó)山區(qū)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(wěn)和整個(gè)流域的土壤侵蝕，在汛期暴雨作用下，常常引發(fā)崩塌、滑坡和泥石流等自然災(zāi)害。階梯深潭系統(tǒng)是山區(qū)河流中常見(jiàn)的一種河流地貌形態(tài)，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(tǒng)是在水流沖刷過(guò)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(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在自然界具有較大的穩(wěn)定性。然而，自然發(fā)育階梯-深潭系統(tǒng)往往需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間，在具備一定條件的山區(qū)河流，模仿天然階梯深潭系統(tǒng)建造人工階梯深潭系統(tǒng)，也可以取得控制河流下切、避免或減少地質(zhì)災(zāi)害的效果。自 2006 年開(kāi)始，清華大學(xué)先后在云南、四川、甘肅等省，開(kāi)展了人工階梯深潭系統(tǒng)在山區(qū)河流治理方面的野外試驗(yàn)研究。研究成果顯示，人工階梯深潭系統(tǒng)不僅能夠有效地控制河流（溝谷）下切、改善河流生態(tài)環(huán)境，對(duì)于泥石流災(zāi)害也具有明顯的防治作用。目前，對(duì)于階梯深潭系統(tǒng)發(fā)育程度（河床結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）的研究正在進(jìn)一步量化；同時(shí)研制了一批專用的測(cè)量工具，如用于測(cè)量河床結(jié)構(gòu)的“ 河床結(jié)構(gòu)測(cè)量排” 、用于階梯深潭系統(tǒng)流速場(chǎng)測(cè)量的“ 湍流脈動(dòng)流速儀” 等；階梯深潭系統(tǒng)的消能減災(zāi)機(jī)理研究正在不斷深入。通過(guò)對(duì)階梯深潭系統(tǒng)生物棲息地多樣性的定量研究，采用大型無(wú)脊椎底棲動(dòng)物對(duì)山區(qū)河流的生態(tài)多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為山區(qū)河流生態(tài)評(píng)價(jià)量化指標(biāo)體系的建立奠定了基礎(chǔ)。  治理前                                              治理后生態(tài)條件改善，河床穩(wěn)定 圖 1 吊嘎河人工階梯深潭治理前后  修建前溝道內(nèi)碎石散亂                            修建后沙石沉積水沙分離，控制了泥石流發(fā)生 圖 2 建造人工階梯-深潭系統(tǒng)前后的文家溝  汛期前                                                  汛期后階梯深潭系統(tǒng)泥沙淤埋 圖 3 攔山溝人工階梯-深潭系統(tǒng)治理汛期前后2 應(yīng)用說(shuō)明實(shí)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(yàn)。近年來(lái)吊嘎河的河床下切迅速，同時(shí)帶來(lái)了一系列的地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。 2006 年，課題組在吊嘎河設(shè)立了試驗(yàn)站，開(kāi)展了人工階梯深潭方法試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)段水面面積有所增大，河床底質(zhì)、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(wěn)定的河床環(huán)境。人工階梯和深潭段的河床底質(zhì)、流速和水深環(huán)境交替出現(xiàn)，在空間層次上塑造了富于變化和多樣性的水生動(dòng)物棲息環(huán)境。對(duì)大型底棲無(wú)脊椎動(dòng)物的采樣及評(píng)價(jià)結(jié)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(dòng)物密度、物種豐度及生物群落多樣性指數(shù)均呈上升趨勢(shì)，水生生態(tài)得到改善。吊嘎河的試驗(yàn)成果，還為 2009年以來(lái)采用人工階梯深潭方法治理泥石流奠定了基礎(chǔ)。 實(shí)例 2：四川省綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝滑坡堆積體泥石流治理方法試驗(yàn)。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(dá) 8160 萬(wàn)方，文家溝內(nèi)堆積體厚度達(dá) 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡體上形成深達(dá) 50 米的 V 型沖溝，并引發(fā)了多次泥石流災(zāi)害。暴雨使溝床不斷下切，兩岸坡度變陡而坍塌，碎屑物進(jìn)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(nèi)建造了 33 級(jí)人工階梯深潭對(duì)泥石流進(jìn)行治理，取得了良好的效果。所建造的人工階梯深潭試驗(yàn)工程雖然十分簡(jiǎn)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(duì)于控制泥石流發(fā)揮了重要作用，避免了泥石流災(zāi)害的發(fā)生。 實(shí)例 3：甘肅省禮縣攔山溝泥石流治理。長(zhǎng)江上游白龍江、西漢水等流域是典型的干旱河谷，其特點(diǎn)是高原上深切寬闊河谷，河谷比周圍高原明顯干旱。區(qū)域內(nèi)植被覆蓋度低，由于長(zhǎng)期干旱和風(fēng)化，流域內(nèi)積累了大量的土石碎屑，遭遇突發(fā)暴雨時(shí)可能發(fā)生滑坡和特大泥石流，對(duì)城鎮(zhèn)和村莊造成極大威脅。甘肅武都地區(qū)禮縣的攔山溝是西漢水的支流，由于溝谷深切，侵蝕極為強(qiáng)烈，泥石流常常發(fā)生，據(jù)調(diào)查溝口泥石流堆積泥沙約 170 萬(wàn)噸。 2009 年 6月課題組在攔山溝開(kāi)展了泥石流治理試驗(yàn)，建造了 17 級(jí)人工階梯深潭試驗(yàn)工程。試驗(yàn)結(jié)果表明，溝道在人工階梯深潭系統(tǒng)的保護(hù)下不再下切，維持了溝岸的穩(wěn)定，且階梯深潭系統(tǒng)消散水流能量，使得泥石流不能起動(dòng)，當(dāng)年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量達(dá)31.9 mm， 攔山溝僅有不足 100 噸泥沙物質(zhì)進(jìn)入西漢水，達(dá)到了控制泥石流的目標(biāo)。3 效益分析階梯深潭系統(tǒng)發(fā)育較好的山溪常常伴隨著良好的河流生態(tài)環(huán)境和優(yōu)美的溪流景觀，因此仿照天然的人工階梯深潭系統(tǒng)常用于河流的生態(tài)修復(fù)與景觀塑造，用于山溪森林公園建設(shè)可帶來(lái)額外的休閑旅游經(jīng)濟(jì)收益。4 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開(kāi)發(fā)，商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域能源環(huán)境。