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本項(xiàng)目通過使用仿生概念，制備出一種新型的具有籠狀結(jié)構(gòu)的鉑催化劑。在該催化劑中，金屬鉑被包覆在有機(jī)物籠內(nèi)，反應(yīng)物可以自由進(jìn)出籠內(nèi)外，在鉑的催化作用下合成有機(jī)硅化合物，金屬鉑被困于籠內(nèi)，可以有效地阻止團(tuán)聚而失去活性，從而可以反復(fù)發(fā)揮其催化作用，使其同時(shí)具備高活性和高穩(wěn)定性。該新型催化劑在全世界第一次實(shí)現(xiàn)了鉑催化劑在多次循環(huán)使用后，依然保持其極高的催化活性。 有機(jī)硅產(chǎn)品的制備過程中，硅氫加成反應(yīng)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前該反應(yīng)主要使用卡斯特催化劑進(jìn)行催化，若替換為本項(xiàng)目所研發(fā)出的新型催化劑，催化效率將實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的提高。對(duì)于三烷氧基硅烷同己烯制備己烷偶聯(lián)劑這一最常見的氫硅化反應(yīng)，如使用本項(xiàng)目所制備出的新型催化劑，其催化效率較卡斯特催化劑能夠提高1000倍以上。 該技術(shù)在國際上首次提出，目前已經(jīng)在國際頂級(jí)期刊《SCIENCE》上投稿并獲得了審稿人的好評(píng)，審稿人認(rèn)為該項(xiàng)目研究工作將很快在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用。同時(shí)，該項(xiàng)目正在開展進(jìn)行相關(guān)專利申請(qǐng)工作。

（專利號(hào)：ZL 201510747409.4） 簡介：本發(fā)明公開一種仿生擺翼式飛行器，屬于仿生飛行器技術(shù)領(lǐng)域。該飛行器包括機(jī)體、左擺翼驅(qū)動(dòng)裝置、右擺翼驅(qū)動(dòng)裝置、左擺翼裝置、右擺翼裝置、左輔翼裝置、右輔翼裝置及起落架。左擺翼驅(qū)動(dòng)裝置與右擺翼驅(qū)動(dòng)裝置、左輔翼裝置與右輔翼裝置兩兩對(duì)稱布置于機(jī)體左右兩側(cè)；左右擺翼驅(qū)動(dòng)裝置在運(yùn)動(dòng)過程中，其輸出構(gòu)件左右擺桿運(yùn)動(dòng)形式為繞一點(diǎn)上下擺動(dòng)，并且下擺部分始終大于上擺部分，進(jìn)而使與其固連的左右擺翼“下?lián)洹辈糠质冀K大于“上揮”部分，使該仿生擺翼式飛行器在撲翼運(yùn)動(dòng)全程都能產(chǎn)生正升力。本發(fā)明飛行器具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、撲翼氣動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。  

微型仿生撲翼飛行器突破了低雷諾數(shù)/非定常空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法、微型撲動(dòng)機(jī)構(gòu)和微電子元件設(shè)計(jì)技術(shù)等國際公認(rèn)的撲翼飛行器研究難題，在國際上首次成功研制了全自主航線飛行和抗四級(jí)風(fēng)的可實(shí)用微型仿生撲翼飛行器系統(tǒng)，獲國家發(fā)明專利授權(quán) 21 項(xiàng)，先后獲得了國防科技發(fā)明二等獎(jiǎng)和陜西省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。 微型仿生撲翼飛行器高度仿生設(shè)計(jì)使該飛行器具有高度隱蔽性，攜帶方便，并起降不受道路和地形限制，能迅速抵達(dá)人員無法抵達(dá)區(qū)域，能在 4 級(jí)風(fēng)/小雨雪環(huán)境下自如飛行，可搭載高清微型攝像頭，特別適用于單兵偵查、邊界巡邏、機(jī)場驅(qū)鳥、農(nóng)牧監(jiān)控、野生動(dòng)物觀測等領(lǐng)域，已在陜西省地震局、陜西交警高交支隊(duì)、包頭市固陽縣農(nóng)牧業(yè)局、西安市戶外應(yīng)急救援隊(duì)等全國 10 余個(gè)地區(qū) 15 家單位推廣應(yīng)用。

相對(duì)尾鰭推進(jìn)方式，胸鰭推進(jìn)模式仿生機(jī)器魚在效率、機(jī)動(dòng)性、噪聲及穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)更加突出。課題組目前共研制出四代胸鰭推進(jìn)式仿生機(jī)器魚。性能指標(biāo)如下：樣機(jī)名稱 樣機(jī)參數(shù) 最大游動(dòng)速度第一代身長0.6m，翼展0.7m0.5m/s第二代身長0.7m，翼展1.0m0.65m/s第三代身長0.4m,翼展0.62m0.44m/s第四代身長0.44m，翼展0.71m0.32m/s第五代身長0.46m，翼展0.83m0.45m/s 胸鰭推進(jìn)式仿生機(jī)器魚續(xù)航時(shí)間達(dá)2.5小時(shí)，可根據(jù)需要搭載攝像頭等傳感器件，在水環(huán)境監(jiān)測、魚類觀察、科教、觀賞等民用領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。在軍用領(lǐng)域，相對(duì)螺旋漿推進(jìn)，1Hz以下的拍動(dòng)頻率使仿生魚具有更小的推進(jìn)噪聲，面對(duì)雷達(dá)監(jiān)測具有更好的隱蔽性，因而具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力。

微納米機(jī)器人（Micro/Nano-motors, MNMs）作為一種具有自主運(yùn)動(dòng)功能的智能化微納米平臺(tái)，成為一種變革性的新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于靶向藥物遞送、微創(chuàng)手術(shù)、生物傳感、污水降解等眾多領(lǐng)域。?

課題組受植物體多孔三維結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，直接利用干燥的自然材料（例如花瓣、葉片）作為電子皮膚的介電層（Small 2018, 1801657）。研究表明，新鮮的自然植物材料的離子液和電極之間形成的雙電層作用，器件具有較大的電容響應(yīng)，但隨著自然材料干燥水分揮發(fā)，器件的性能穩(wěn)定性較差。通過臨界點(diǎn)干燥處理植物材料，材料本身的幾何構(gòu)架不發(fā)生改變，所制備的器件性能穩(wěn)定，具有較高的靈敏度、較低的檢測限以及較高的穩(wěn)定可靠性，能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測、壓力分布測試等。該工作被評(píng)為月度熱點(diǎn)論文。使用仿生微結(jié)構(gòu)或直接利用自然材料制備柔性觸覺傳感器，能大大簡化制備工藝，降低制備成本，符合可持續(xù)發(fā)展理念，對(duì)構(gòu)建環(huán)境友好型柔性電子體系具有重要意義。 這一系列基于植物模板或自然植物材料的電子皮膚的研究，有效降低了器件制造成本，提高了器件的靈敏度等性能，開辟了一條制備柔性電子器件的新道路。本系列研究中制備的電子皮膚能用于人體健康監(jiān)測、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、人機(jī)交互等，在智能機(jī)器人、智能假肢、可穿戴柔性設(shè)備等方面有潛在的應(yīng)用前景。

本項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的市場定位為需要長時(shí)間、遠(yuǎn)航程可進(jìn)行水下目標(biāo)偵測及定位的單位。Robo Shark智能仿生深海潛航器采用鯊魚為原型，以三關(guān)節(jié)仿生尾鰭取代無刷推進(jìn)器，有效降低設(shè)備運(yùn)行噪聲的同時(shí)節(jié)省了能量消耗。設(shè)備外殼采用吸音材料制成，可以提高設(shè)備的隱蔽性。通過重力艙吸排水實(shí)現(xiàn)設(shè)備的上浮下潛，控制更為靈活，具有定點(diǎn)懸停、定深巡游等多種智能運(yùn)動(dòng)功能，最大下潛深度可達(dá)1000 m。 此潛航器的主要特點(diǎn)： 1.節(jié)能高效：采用仿生+滑翔作為動(dòng)力源，利用反卡門渦街的驅(qū)動(dòng)原理，仿生推進(jìn)效率高達(dá)80%； 2.隱蔽環(huán)保：模擬鯊魚的外形與游動(dòng)方式，隱蔽性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小，不會(huì)傷害水下生物； 3.安全可靠：采用整體開放，局部密封的設(shè)計(jì)， 配備六方向避障傳感器，具有低電量返航、失聯(lián)返航等功能； 4.載荷擴(kuò)展：可搭載聲、光、電、磁傳感器，滿足水下通信、水下定位和水下探測等需求。

本發(fā)明公開了一種仿生機(jī)械腿，包括機(jī)身、髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、 膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括髖關(guān)節(jié)電機(jī)、髖關(guān)節(jié)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和大腿， 膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括膝關(guān)節(jié)電機(jī)、膝關(guān)節(jié)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)和中腿，髖關(guān)節(jié)電機(jī)和膝關(guān)節(jié)電機(jī)分別安裝在機(jī)身上并輸出同向轉(zhuǎn) 動(dòng)，通過各自的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的同向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)擺動(dòng)，再 通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別帶動(dòng)大腿和中腿的前后擺動(dòng)。 該機(jī)械腿降低了腿部的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，避免其高速運(yùn)動(dòng)中電機(jī)的正 反轉(zhuǎn)，增加腿部運(yùn)動(dòng)的工作空間，減小了其在高速運(yùn)動(dòng)過程中與地面碰撞產(chǎn)生的能量損失。

1. 痛點(diǎn)問題 2020年我國鋼材產(chǎn)量超過13億噸，占全球產(chǎn)量的一半以上，同時(shí)我國鋼鐵消費(fèi)市場也是全球第一?，F(xiàn)代智能化鋼廠是鋼鐵企業(yè)未來的重要發(fā)展方向，目前國內(nèi)主流鋼廠都在大力布局。但作為智能鋼廠的基礎(chǔ)和核心，鋼鐵生產(chǎn)智能設(shè)備國內(nèi)技術(shù)能力差距較大，對(duì)國外依賴性比較明顯。 2. 解決方案 本項(xiàng)目將最新的光電技術(shù)與鋼廠生產(chǎn)需求深入結(jié)合，致力于鋼廠關(guān)鍵智能感知設(shè)備的研發(fā)。目前已完成原理驗(yàn)證和樣機(jī)開發(fā)的智能設(shè)備包括：轉(zhuǎn)爐煉鋼過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁智能測量掃描設(shè)備、輥道輥在線智能監(jiān)測系統(tǒng)等。項(xiàng)目還有多項(xiàng)智能設(shè)備在研。 本項(xiàng)目的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，是通過監(jiān)測爐口火焰光譜和圖像信息，經(jīng)過人工智能計(jì)算，得到煉鋼過程中鋼水溫度、元素含量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)煉鋼過程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁智能測量掃描設(shè)備，是采用激光雷達(dá)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，遠(yuǎn)距離快速智能掃描轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁自動(dòng)檢測。輥道輥在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，是通過對(duì)軋鋼輥道輥電流實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測和智能分析，有效監(jiān)測和預(yù)防輥異常導(dǎo)致的帶鋼或鑄坯表面損傷。 合作需求 本項(xiàng)目下一步發(fā)展需求主要集中在與鋼鐵和冶金行業(yè)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品合作，其次是資本投資、政府政策等方面的扶持。需要的外部資源主要是產(chǎn)業(yè)的工程化、產(chǎn)品化資源和市場資源。

項(xiàng)目背景：現(xiàn)有船舶設(shè)計(jì)及強(qiáng)度評(píng)估方法已經(jīng)處于緩慢發(fā)展 階段，但是船舶結(jié)構(gòu)安全事故（尤其是針對(duì)大型船舶）卻屢見不 鮮，傳統(tǒng)的技術(shù)方法在提升船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，也直接導(dǎo)致船 舶建造成本和船舶營運(yùn)成本的快速增加，因此船舶結(jié)構(gòu)安全保障 技術(shù)發(fā)展已進(jìn)入一個(gè)瓶頸期。類比其他行業(yè)如橋梁飛機(jī)等，發(fā)展 方向已逐漸向智能化監(jiān)測以及預(yù)警及決策轉(zhuǎn)變。為打破瓶頸，針 對(duì)船舶結(jié)構(gòu)安全性的技術(shù)方向也應(yīng)向智能化感知及輔助決策方 向轉(zhuǎn)變。其中的主要研究要點(diǎn)為智能感知和數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)， 技術(shù)路徑為構(gòu)建傳感系統(tǒng)的搭建與優(yōu)化體系、研究結(jié)構(gòu)狀態(tài)智能 感知和數(shù)據(jù)挖掘方法，建立基于感知數(shù)據(jù)的載荷反向識(shí)別、數(shù)字 孿生模型與驅(qū)動(dòng)更新技術(shù)，以及基于智能算法的安全評(píng)估技術(shù)， 該技術(shù)不但可以在營運(yùn)過程中保障船舶結(jié)構(gòu)安全，還可以船舶設(shè) 計(jì)優(yōu)化和完善規(guī)范有重要的指導(dǎo)意義。該需求技術(shù)國內(nèi)外均處于 初步研究階段，國外船級(jí)社 DNV 已有該類產(chǎn)品，但國內(nèi)尚無同類 產(chǎn)品，并未形成行業(yè)壁壘，可實(shí)現(xiàn)研究自主化，獲得自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)，填補(bǔ)國內(nèi)空白；該產(chǎn)品的研發(fā)也有利于實(shí)施國家制造業(yè)發(fā)展、 山東省產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和青島市海洋發(fā)展等國家和地方戰(zhàn)略，在搶占行 業(yè)高地的同時(shí)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。 所需技術(shù)需求簡要描述：1.傳感器網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化及數(shù)據(jù)采集，硬件傳感網(wǎng)絡(luò)布局覆蓋全船結(jié)構(gòu)，最大監(jiān)測點(diǎn)不小于 128， 最高采樣頻率不低于 500Hz；2.船體結(jié)構(gòu)感知系統(tǒng)智能化數(shù)據(jù)處 理，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)正常狀態(tài)數(shù)據(jù)和異常狀態(tài)數(shù)據(jù)的模式識(shí)別；3.船舶 結(jié)構(gòu)智能孿生模型構(gòu)建及同步演化；4.結(jié)構(gòu)安全在線評(píng)估，并提 出結(jié)構(gòu)安全完成任務(wù)使命所需的運(yùn)維處理和運(yùn)維策略。  對(duì)技術(shù)提供方的要求:1.在船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域具有一定的研 究經(jīng)驗(yàn)；2.具備相關(guān)領(lǐng)域軟件開發(fā)和硬件集成、測試能力；3. 具有相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和軟件開發(fā)背景；4.具備船級(jí)社質(zhì)量管理體 系認(rèn)證。