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上科大iHuman研究所在肥胖癥藥物靶點(diǎn)研究上獲重要突破，首次解析 人源黑皮質(zhì)素受體4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶體結(jié)構(gòu)。該成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”為題，于4月24日在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。上科大Stevens課題組博士研究生于靜為文章的第一作者，iHuman研究所創(chuàng)始所長(zhǎng)Raymond C. Stevens和密歇根大學(xué)教授Roger D. Cone為共同通訊作者，上科大是第一完成單位。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究工作的Stevens實(shí)驗(yàn)室專注于多肽配體調(diào)控的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）及與肥胖癥和代謝類疾病相關(guān)受體研究。肥胖癥增加了其它并發(fā)癥的患病風(fēng)險(xiǎn)，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘腦中表達(dá)，參與控制食物攝取、能量消耗、體重維持等。實(shí)驗(yàn)和臨床證據(jù)也表明，MC4R是肥胖癥治療的重要靶點(diǎn)。但針對(duì)MC4R結(jié)構(gòu)與功能的研究及藥物研發(fā)一直充滿挑戰(zhàn)。通過(guò)與密歇根大學(xué)Roger Cone實(shí)驗(yàn)室以及南加州大學(xué)合作者的共同努力，最終解析了人源MC4R與環(huán)形多肽配體SHU9119復(fù)合物2.8埃分辨率的晶體結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)鈣離子（Ca2+）結(jié)合在MC4R正構(gòu)結(jié)合口袋中，同時(shí)與受體及候選藥物發(fā)生相互作用，這也是首次觀察到功能性Ca2+與GPCR的結(jié)合模式。同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)Ca2+有助于穩(wěn)定受體-候選藥物復(fù)合物，并使內(nèi)源性激動(dòng)劑α-黑素細(xì)胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的親和力和效力得到了極大的提高，但Ca2+對(duì)內(nèi)源性拮抗劑刺鼠相關(guān)蛋白（Agouti related protein, AgRP）卻無(wú)類似的作用效果。“MC4R是一個(gè)神秘而有趣的蛋白分子，還有許多未被發(fā)現(xiàn)的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+復(fù)合結(jié)構(gòu)第一次揭下了MC4R的神秘面紗。”于靜說(shuō)道，“將對(duì)活化狀態(tài)的結(jié)構(gòu)、MC4R與G蛋白、與其它蛋白之間的相互作用，以及同源/異源二聚體形成等方面進(jìn)一步研究”。這項(xiàng)工作由上科大生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院和iHuman研究所的Raymond Stevens與趙素文團(tuán)隊(duì)、密歇根大學(xué)的Roger Cone實(shí)驗(yàn)室以及南加州大學(xué)的科研人員共同開(kāi)展。

專利名稱：

本發(fā)明屬于機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定領(lǐng)域，并公開(kāi)了一種利用球桿 儀標(biāo)定機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法。該方法包括下列步驟:(a)安裝標(biāo)定桿 和工具杯，固定標(biāo)定底板和三個(gè)中心座，(b)標(biāo)定工具坐標(biāo)系和用戶坐 標(biāo)系，用球桿儀測(cè)量三角形 BCD 的邊長(zhǎng)，(c)空間預(yù)設(shè) A 點(diǎn)與 BCD 構(gòu) 成空間四面體的邊長(zhǎng)求得用戶坐標(biāo)系下的 A 點(diǎn)的坐標(biāo)，(d)利用機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)與基坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化求得向量^baseO’

本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃領(lǐng)域，并公開(kāi)了一種基于 Bezier 樣條的機(jī)器人實(shí)時(shí)拐角過(guò)渡方法，包括以下步驟:記錄關(guān)節(jié)空間起始 點(diǎn),過(guò)渡點(diǎn)的坐標(biāo)，笛卡爾空間目標(biāo)點(diǎn)，過(guò)渡點(diǎn)的坐標(biāo)，笛卡爾空間的 過(guò)渡半徑 R 及最大誤差約束;計(jì)算笛卡爾空間過(guò)渡曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)的 坐標(biāo)和關(guān)節(jié)空間過(guò)渡曲線起點(diǎn)的坐標(biāo);計(jì)算笛卡爾空間過(guò)渡曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)速度方向單位矢量;計(jì)算笛卡爾卡爾空間過(guò)渡曲線中間控制點(diǎn) 的坐標(biāo)，并求解 Bezier 樣條曲線的構(gòu)造函數(shù);最后進(jìn)行速度規(guī)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于飛秒激光技術(shù)的玻璃表面室內(nèi)清潔機(jī)器人及方法，包括飛秒光纖激光器、實(shí) 時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和控制中心，飛秒光纖激光器、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)均與控制中心相連，其中:飛秒光纖激光器用 來(lái)去除玻璃表面的灰塵和污垢;實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括定位儀器、玻璃厚度檢測(cè)儀器、玻璃層數(shù)檢測(cè)儀器和 玻璃透光率檢測(cè)儀器，定位儀器用來(lái)定位玻璃上灰塵和污垢。本發(fā)明機(jī)器人置于室內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)玻璃幕墻 或玻璃窗外表

助老助殘高端服務(wù)機(jī)器人，是為了滿足老年人和殘障人士的生活需求、醫(yī)療護(hù)理需求而研制的高科技產(chǎn)品，是在第一代智能護(hù)理床的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的第二代產(chǎn)品，主要包括智能輪椅、智能護(hù)理床、可穿戴設(shè)備、陪護(hù)機(jī)器人、康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備、慧明PAD等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品能有效解決隨著人口老齡化嚴(yán)重、年輕群體迫于社會(huì)壓力無(wú)法全職照看老人以及社會(huì)護(hù)理人員短缺等問(wèn)題。

本發(fā)明公開(kāi)了一種可穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人裝置，包括肩關(guān)節(jié)、上臂、肘關(guān)節(jié)、前臂、腕關(guān)節(jié)和手掌。本發(fā)明機(jī)器人裝置有 8個(gè)自由度，用來(lái)模擬人的上肢關(guān)節(jié)自由度，康復(fù)訓(xùn)練中能夠提供較多的活動(dòng)度，使人體上肢的主要關(guān)節(jié)都能得到輔助訓(xùn)練；采用可穿戴式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，能穿著于患者身上，舒適性好，并且直接作用于患肢，因此訓(xùn)練的針對(duì)性強(qiáng)，效果好。多自由度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以滿足多種控制方式，可以輔助患肢進(jìn)行單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和多關(guān)節(jié)復(fù)合運(yùn)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到輔助完成患者的日常生活需要的目的。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的智能助行機(jī)器人產(chǎn)品或樣機(jī)，但針對(duì)下肢功能運(yùn)動(dòng)障礙患者的智能助行機(jī)器人研究仍然存在一定的局限性： （1）助行機(jī)器人對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)意圖的識(shí)別研究主要依靠力傳感器，在運(yùn)動(dòng)意圖的定義和計(jì)算方面的差異較大； （2）基于助行機(jī)器人步態(tài)分析方面成果有限，行走能力評(píng)估依靠傳統(tǒng)的Holden步行功能分級(jí)以及Tinetti平衡與步態(tài)量表進(jìn)行評(píng)估，缺乏對(duì)步態(tài)參數(shù)的具體量化評(píng)估手段； （3）自適應(yīng)參數(shù)導(dǎo)納控制、共享控制及交互力-位置混合控制等方法大多僅能在特定的人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)滿足使用，故只能用于單一功能的康復(fù)訓(xùn)練，難以滿足不同行走能力用戶的多樣化康復(fù)訓(xùn)練需求。 本成果研究的面向下肢弱肌力人群的智能助行機(jī)器人，通過(guò)基于機(jī)載的力傳感器、激光傳感器、Kinect等設(shè)備，設(shè)計(jì)多模態(tài)人機(jī)交互接口，獲取人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；基于有監(jiān)督的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)步態(tài)事件分類算法模型提取分析步態(tài)的時(shí)空參數(shù)，并且能夠應(yīng)用康復(fù)醫(yī)學(xué)功能評(píng)定理論進(jìn)行人體行走能力的智能綜合評(píng)估，根據(jù)評(píng)估的行走能力切換對(duì)應(yīng)的機(jī)器人模式。 圖1 智能助行機(jī)器人一代 圖2 智能助行機(jī)器人二代 圖3 智能助行機(jī)器人三代 【性能指標(biāo)】 1）機(jī)器人樣機(jī)： 人體運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別準(zhǔn)確率≥95%； 跟隨模式相對(duì)位置誤差≤15cm，相對(duì)角度誤差≤20°； 左腿擺動(dòng)、雙支撐相左向重心轉(zhuǎn)移、右腿擺動(dòng)和雙支撐相右向重心轉(zhuǎn)移四個(gè)步態(tài)相位識(shí)別準(zhǔn)確率≥95%。 2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及行走能力評(píng)估一體化平臺(tái)： 正常行走、肢體約束異常狀態(tài)及趔趄、跌倒等緊急狀態(tài)識(shí)別準(zhǔn)確率≥90%。

重大裝備是制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重點(diǎn)，水輪機(jī)、艦船推進(jìn)器等大型水動(dòng)力裝備是重中之重。隨著對(duì)單機(jī)容量和能量轉(zhuǎn)換效率需求持續(xù)增長(zhǎng)，大型水動(dòng)力裝備重量尺寸大、加工空間受限、精度一致性要求高等特征的出現(xiàn)，給加工方式帶來(lái)了新的要求與挑戰(zhàn)。“數(shù)控加工”存在結(jié)構(gòu)與位置形式固定、加工覆蓋區(qū)域有限、可達(dá)性低等問(wèn)題；“人工加工”雖具備靈活性，但存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、加工精度一致性差等問(wèn)題。 機(jī)器人在位加工具有大行程、高柔性和快響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，可有效解決現(xiàn)有大型水動(dòng)力裝備“數(shù)控加工”和“人工加工”存在的受限空間復(fù)雜曲面加工區(qū)域小、柔性差、響應(yīng)慢和精度一致性差等問(wèn)題。但亟待突破受限空間加工軌跡規(guī)劃、多階模態(tài)加工過(guò)程控制、敏捷加工可重構(gòu)裝備等關(guān)鍵難題，以實(shí)現(xiàn)大型水動(dòng)力裝備在位高精高效敏捷加工。 本成果從受限空間高精加工軌跡規(guī)劃、多階模態(tài)高效加工過(guò)程控制、人機(jī)協(xié)同敏捷加工工藝裝備三個(gè)方面開(kāi)展研究，提出了機(jī)器人“加工剛度-力致誤差”評(píng)價(jià)指標(biāo)，發(fā)明了基于排斥勢(shì)場(chǎng)的軌跡規(guī)劃方法，研發(fā)了機(jī)器人加工多約束規(guī)劃、視覺(jué)跟蹤測(cè)量與誤差在線補(bǔ)償?shù)溶浻布K，提出了“顫振穩(wěn)定性-切觸面積”高效加工優(yōu)化新方法，研發(fā)了加工余量、切削負(fù)載自適應(yīng)調(diào)控系統(tǒng)，提出了“操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)遷移-知識(shí)驅(qū)動(dòng)可制造性分析”工藝規(guī)劃新技術(shù)，發(fā)明了國(guó)際首臺(tái)（套）大型水動(dòng)力裝備在位機(jī)器人加工可重構(gòu)裝備，研發(fā)了大型水動(dòng)力裝備機(jī)器人化全流程加工產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)多種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和推進(jìn)器葉片加工效率提升30%以上，水輪機(jī)局部加工精度最高可達(dá)±0.1mm。 圖1 機(jī)器人加工軟件 圖2 大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的機(jī)器人在位修復(fù)加工系統(tǒng) 圖3 大型艦船用螺旋槳機(jī)器人在位加工系統(tǒng)

一種具有儲(chǔ)能效應(yīng)的仿生四足機(jī)器人，屬于仿生機(jī)器人領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)有仿生四足機(jī)器人的剛性脊柱進(jìn)行改進(jìn)。本發(fā)明由前軀干、后軀干、脊柱以及前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件構(gòu)成，前后軀干分別與脊柱前后兩端連接，脊柱能夠帶動(dòng)前軀干相對(duì)后軀干轉(zhuǎn)動(dòng)；前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件的結(jié)構(gòu)相同，分別連接于前、后軀干的左右兩側(cè)。本發(fā)明在前后軀干之間增加了脊柱，整體外形與實(shí)際的四足生物更接近，行走時(shí)前后軀干通過(guò)脊柱的上仰或下俯擺動(dòng)，能使前后步距更大，提高了機(jī)器人行走速度；還可以減小機(jī)器人與地面碰撞時(shí)的能量損失，提高運(yùn)動(dòng)穩(wěn)