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北京體育大學(xué)主導(dǎo)研發(fā)的全球首款基于AI圖像識(shí)別技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別人體關(guān)鍵點(diǎn)，將不同攝像機(jī)拍攝到的同一運(yùn)動(dòng)畫面進(jìn)行三維合成和運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析，獲得運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的詳盡參數(shù)。該系統(tǒng)利用AI 技術(shù)大大降低了人工解析時(shí)間，提高了三維解析效率，有效提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)首次利用機(jī)器學(xué)習(xí)反求設(shè)計(jì)（machine-learning inverse design）實(shí)現(xiàn)三維矢量全息(Three-dimensional vectorial holography)新技術(shù)的相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)進(jìn)展》上。該雜志為《科學(xué)》(Science)刊物旗下子刊，是一個(gè)涵蓋所有學(xué)術(shù)領(lǐng)域的開放性、綜合性科學(xué)刊物。這項(xiàng)光學(xué)全息技術(shù)領(lǐng)域的突破性研究，由上海理工大學(xué)莊松林院士和顧敏院士領(lǐng)銜的未來光學(xué)國(guó)際實(shí)驗(yàn)室完成。研究中基于機(jī)器學(xué)習(xí)的反求設(shè)計(jì)，可精準(zhǔn)且迅速地產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)任意三維矢量光場(chǎng)，有望應(yīng)用在超寬帶全息顯示、超安全信息加密以及超容量光存儲(chǔ)、超精確粒子操控等各個(gè)領(lǐng)域。光是一種電磁波，其在介質(zhì)中傳播的同時(shí)伴隨著電磁和磁場(chǎng)的振蕩，被稱為光的矢量特性。研究人員介紹，基于光波的橫波特性，光的振蕩通常被限制在與其傳播方向垂直的二維平面上。近些年，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)光的振蕩可打破傳統(tǒng)二維平面的束縛，通過干涉產(chǎn)生縱向光振蕩，即形成第三維光矢量。但精確產(chǎn)生任意三維矢量光場(chǎng)仍是一個(gè)世界性難題。在物理學(xué)上，通過求解三維麥克斯韋方程可以正向得到一個(gè)三維矢量光場(chǎng)分布，但其不可控。顧敏科研團(tuán)隊(duì)利用人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)反求設(shè)計(jì)，解決了這一難題，率先實(shí)現(xiàn)了三維矢量全息，并可精確地控制三維全息圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的任意三維矢量狀態(tài)。顧敏介紹，這樣的操控是全方位的，包括對(duì)每個(gè)三維矢量光攜帶的信息進(jìn)行編碼、傳輸和解碼，因而消除了傳統(tǒng)二維偏振光的束縛。“通過人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)的新技術(shù)，我們首次實(shí)現(xiàn)了三維矢量光的操控，并將機(jī)器學(xué)習(xí)的算法延伸到光學(xué)全息中去。”機(jī)器學(xué)習(xí)在光學(xué)設(shè)計(jì)中扮演著越來越重要的作用。文章第一作者任浩然博士說：“我們研究證明訓(xùn)練后的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可有效、快速地產(chǎn)生任意三維矢量光場(chǎng)，達(dá)到接近百分之百的準(zhǔn)確性，極大地提高了光場(chǎng)調(diào)控的效率。”此外，這項(xiàng)發(fā)明為光學(xué)全息開辟了一條新道路，首次在全息中證明光的三維矢量狀態(tài)可以作為獨(dú)立的信息載體，實(shí)現(xiàn)信息的編碼和復(fù)用。顧敏表示，“這項(xiàng)發(fā)明不僅為下一代超寬帶、超大容量、超快速并行處理的光學(xué)全息系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為人們加深理解光與物質(zhì)的相互作用（例如粒子操控）提供了一個(gè)嶄新的平臺(tái)。”

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡(jiǎn)介：用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)所隱含的目標(biāo)函數(shù)關(guān)系降維映射到二維平面上，自動(dòng)生成目標(biāo)函數(shù)的等值曲線，由此可展現(xiàn)出操作空間的面貌和特征，直接識(shí)別出最優(yōu)操作點(diǎn)或最優(yōu)操作區(qū)域，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的操作優(yōu)化，達(dá)到降低原料消耗和能量消耗、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、把對(duì)環(huán)境污染降到最小的目的。技術(shù)指標(biāo)：1、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)降維優(yōu)化技術(shù)通過降維，在映射平面上能全景式的展現(xiàn)出多維空間的面貌和特征，可以根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)選擇最優(yōu)操作區(qū)域，最大限度的挖掘生產(chǎn)過程或裝備的潛力；2、當(dāng)最優(yōu)操作點(diǎn)或區(qū)域不在現(xiàn)有數(shù)據(jù)集合區(qū)域

分析說明國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的狀況和項(xiàng)目背景，項(xiàng)目基于什么，做了什么，形成了什么技術(shù)或產(chǎn)品，  主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)（少寫理論，多介紹成果，精煉易懂，300 字以內(nèi)）。 高鐵組基礎(chǔ)設(shè)施中螺栓結(jié)構(gòu)處處可見，大量螺栓松弛檢測(cè)和擰緊工作依靠人工操作，不僅費(fèi)事費(fèi)   力且易漏檢漏測(cè)，為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率和準(zhǔn)確度，需設(shè)計(jì)一種專用雙臂機(jī)器人替代作業(yè) 者進(jìn)行螺栓校驗(yàn)和緊固工作。項(xiàng)目包括柔順軌跡規(guī)劃控制、協(xié)同緊固操作控制及環(huán)境和對(duì)象特征提取 等諸多研究難點(diǎn)。 項(xiàng)目基于該需求已經(jīng)在軌跡規(guī)劃控制方面做了大量研究，其中建立了關(guān)節(jié)剛度模型，并提出了考   慮運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力約束下的軌跡優(yōu)化方法，基于該方法能夠?qū)C(jī)器人實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的軌跡運(yùn)動(dòng)控制， 從而達(dá)到提高操作效率和操作精度的目的。

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本項(xiàng)目提出將多個(gè)龍伯透鏡單元組成陣列式分布，通過在透鏡底部布置多個(gè)饋源，可實(shí)現(xiàn)波束相控陣，同時(shí)智能化接收、發(fā)射多個(gè)波束，具有掃描角度大、覆蓋范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。 

面向數(shù)字人的大規(guī)模生成需求，發(fā)展生成式人工智能理論，探索機(jī)器學(xué)習(xí)方法從數(shù)據(jù)中自動(dòng)化學(xué)習(xí)數(shù)字人建模方法，提出了高精度三維人臉重建技術(shù)、表情驅(qū)動(dòng)數(shù)字人技術(shù)、語音驅(qū)動(dòng)數(shù)字人技術(shù)三項(xiàng)世界領(lǐng)先的技術(shù)，以低成本、高效率生成可驅(qū)動(dòng)的高保真數(shù)字人。該技術(shù)能夠極大提升數(shù)字人的生成質(zhì)量與生成效率，支持大規(guī)模高精度的數(shù)字人生成，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明是一種人工氣候室的控制方法，通過傳感器元件實(shí)時(shí)檢測(cè)氣候室內(nèi)部的溫度、濕度，并用濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除外界或傳感器干擾帶來的信號(hào)擾動(dòng)。然后在考慮光照產(chǎn)熱作用的情況下，控制器采用帶預(yù)測(cè)的滯后魯棒控制處理算法，穩(wěn)定、準(zhǔn)確地控制氣候室內(nèi)部的溫度、濕度，采用燈光分級(jí)前饋的方法直接設(shè)定光照度，最后通過執(zhí)行器作用于人工氣候室。該控制方法采用最少的操作動(dòng)作，在最小能耗下實(shí)現(xiàn)人工氣候室溫度、濕度及光照的高效控制。

失眠障礙是一種普遍存在的睡眠障礙疾病，我國(guó)成年人中的患病比例高達(dá)30%，其主要表現(xiàn)為難以入睡、難以維持睡眠或睡眠質(zhì)量不佳，導(dǎo)致出現(xiàn)疲倦、注意力不集中、記憶力減退、情緒波動(dòng)等負(fù)面影響，并且與多種疾病（如心血管疾病、糖尿病等）的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。我國(guó)龐大的患者群體增加了對(duì)醫(yī)療資源的需求和社會(huì)負(fù)擔(dān)，對(duì)個(gè)人和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成重大影響。失眠障礙需要引起足夠的重視和關(guān)注，早期診斷是減少其對(duì)個(gè)人和社會(huì)危害性的有效方法。 目前臨床睡眠診斷主要依靠睡眠專家人工判讀多導(dǎo)睡眠圖（polysomnography，PSG），PSG技術(shù)同時(shí)記錄多個(gè)生理參數(shù)，如心電圖、腦電圖、肌電圖、眼電圖等，從而準(zhǔn)確評(píng)估睡眠的各個(gè)階段和睡眠中的生理變化。然而，現(xiàn)代臨床睡眠診斷方法存在一些弊端。首先，依靠睡眠專家人工進(jìn)行診斷成本很高。例如，臨床診斷中標(biāo)記一位患者的PSG數(shù)據(jù)并完成診斷，往往需要一位訓(xùn)練有素的睡眠專家數(shù)個(gè)小時(shí)的集中工作才能完成，無法應(yīng)對(duì)大規(guī)模睡眠障礙群體需求。此外，睡眠診斷存在個(gè)體差異，同一種睡眠障礙在不同人群中的表現(xiàn)可能不同，診斷結(jié)果需要根據(jù)患者的具體情況進(jìn)行綜合評(píng)估和判斷。這些方法需要專業(yè)人員進(jìn)行操作和解讀，費(fèi)用昂貴，操作復(fù)雜，很難普及應(yīng)用。 人工智能技術(shù)可以幫助解決以上問題。人工智能技術(shù)可以在不需要專業(yè)人員干預(yù)的情況下，對(duì)失眠障礙進(jìn)行自動(dòng)化分析和診斷，具有高效性、低成本和易普及的優(yōu)點(diǎn)。此外，還可以在大數(shù)據(jù)層面上進(jìn)行分析，深入探究失眠障礙的病理生理機(jī)制，從而更好地指導(dǎo)治療和預(yù)防措施的制定。 睡眠診斷是最為適合采用云平臺(tái)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化診斷的領(lǐng)域，患者潛在群體數(shù)量龐大。本項(xiàng)目涉及基于人工智能睡眠醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的全系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的診斷準(zhǔn)確率目前為世界范圍內(nèi)第一。前期已經(jīng)服務(wù)于制藥企業(yè)睡眠類藥物評(píng)價(jià)、可穿戴消費(fèi)級(jí)電子設(shè)備睡眠監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上的類似產(chǎn)品均不具備臨床醫(yī)療級(jí)的診斷能力，本技術(shù)填補(bǔ)了市場(chǎng)空白。 圖1.本項(xiàng)目研發(fā)的原理樣機(jī)部件

基于智能視頻分析，采用5G+人工智能+邊緣計(jì)算等高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的火煙進(jìn)行智能識(shí)別、實(shí)時(shí)分析報(bào)警。不依賴其他傳感設(shè)備，直接對(duì)視頻監(jiān)控區(qū)域的畫面的煙霧和火焰均可及時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別。 它具有自動(dòng)掃描、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)定位的功能，通過系統(tǒng)智能識(shí)別，發(fā)現(xiàn)火情實(shí)時(shí)向后端監(jiān)控中心發(fā)送報(bào)警信號(hào)，同時(shí)會(huì)將火點(diǎn)位置在地圖上精確定位，一旦火災(zāi)確定，決策人員可以通過視頻追蹤、資源查詢、火情推演、預(yù)案管理等功能進(jìn)行撲救會(huì)商并制定詳細(xì)的滅火作戰(zhàn)方案，達(dá)到快速消滅火災(zāi)的目的。 系統(tǒng)可協(xié)助管理人員，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)火焰做到全天二十四小時(shí)實(shí)時(shí)分析及時(shí)報(bào)警。降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，減少因火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)的損失，是人們同火災(zāi)做斗爭(zhēng)的有力工具。