项目一：城镇供水管网泄漏监测系统

项目简介：

本成果基于先进声传感技术、信息处理技术、物联网和大数据融合技术，研究和开发了具有自主知识产权的、适合城市管网自身特点的泄漏检测与定位相关技术和仪器。成果应用于大、中、小城市供水管网现场检漏（包括铸铁管、水泥管等），共报告并经确认发现和定位漏点1000余处，避免了公共突发事件的发生，为人民正常生活和生产，构建和谐社会做出了贡献。该技术成果将有助于提高我国在各类管网结构健康监测技术中的竞争能力，是构建“智慧管网”的重要部分，并可为“智慧城市”应急、预警提供相应的决策依据。

项目二、面向健康监测的可穿戴智能织物

项目简介：

研制的智能织物基于导电纱线传感技术，导电纱线传感器可以编织在衣服的任意一个地方，实现人体心率、脉搏波、呼吸和肌肉活动等多个生理参数的贴身监测；织物可不间断的连续运行，并持续对获得的生理信号进行分析处理，一旦健康受到威胁，主动向穿戴者或理疗师发出警告。导电纱线可以缝制在各类衣物中，可以是衬衫、儿童服或袜子等，也可通过带子或者小块缝在特定位置，穿着者不会有任何异样感，具有柔软、质量轻、可穿戴、成本效益好、可规模生产特点。

项目三、小阵列核脉冲能量与时间谱分析系统

项目简介：

小阵列核脉冲能量与时间谱分析系统是国家自然科学基金和NSAF联合基金项目的创新成果，采用先进的低噪声阵列读出电路和基于FPGA的多通道能量与时间谱分析系统，能够同时测量小阵列像素探测器的能谱和时间谱，并绘制出一维能量谱、一维时间谱、能量与时间的二维谱以及光子作用位置分布图。

该系统相对于国内外现有产品的主要优点是：（1）能够同时测量核脉冲的能量和时间谱，并给出二维谱分布；（2）能够对小阵列探测器进行高速并行读出，并具有较高的灵敏度；（3）可以实现初步的能谱成像，并具有亚像元空间分辨能力。

系统由探测器、模拟读出电路、FPGA谱分析系统以及电源四个模块组成，低压电源采用3.7V可充电锂电池，高压电源采用1kV高压模块，探测器采用基于CZT晶体的像素阵列探测器，探测器与模拟读出电路体积为4.5cmx4.5cmx2.7cm，FPGA谱分析系统体积为6.5cmx8.1cmx2.5cm，基本系统的像素阵列为2x2，高分辨系统的阵列数可达8x8，系统的时间分辨可达5ns，能量测量下限可达5keV，对59.5keV伽马射线可以实现能量分辨率5.5%。

项目四、妇产领域的智慧

3D

打印服务

项目简介：

国内首次提出利用图像重构技术结合3D打印技术进行结合的构想。依靠自主研发超声影像图像分割与三维重构技术、数字化测量技术、3D打印等技术，进而丰富医疗服务内容。本项目最突出的特点不仅是一项新技术在市场的尝试，更是将科技元素包裹在文化艺术当中，让科学体现出亲情的温度，将人文化的情感关怀融入其中。

市场及经济效益分析：

随着“单独二胎”政策的推行，我国已成为仅次于美国的全球第二大孕婴童产品消费国，2017年中国母婴市场规模达2万亿，且仍具有巨大的市场潜力。以纪念为目的的衍生品如：胎毛制品、手脚印、纪念照等，近几年在父母间受到强烈的追捧。但是对于尚在母体内的胎儿，现有的纪念方式却仅仅是每次B超检查后的几张模糊平面的二维照片，很难满足准父母和亲属提前预知胎儿形貌的需求。

现阶段国外已经有个别公司开展了胎儿超声波三维模型打印服务，例如：日本的FASOTEC公司、韩国startup3D Story公司、英国伦敦超声中心等，这些公司现在提供的服务包括胎儿三维模型打印、脸部模型打印等。但其产品价格昂贵（500美元—1750美元），且并未进入中国市场，因此该项目目前在国内领域仍属空白。

项目五、基于摩擦纳米发电技术的自驱动感官控制人机交互系统

项目简介：

感官控制的人机交互（human-machineinterface,HMI）可以在人和外界设备之间建立新的自然交流途径，有利于提高人们的生活品质，例如，有意识地眨一下眼睛，即可开/关电灯。传统的采用眼为微弱的体表生物电信号，却忽略了眨眼引起的太阳穴附近皮肤的微小运动。本项目采用摩擦纳米发电技术（triboelectricnanogenerator, TENG），设计一种微运动/位移传感器（mechnosensationalENG,msTENG），对于该微小运动的探测有极高的灵敏度（数百倍于同步眼电信号），并且相对于传统的眼电探测电极具有更好的耐久性和稳定性。通过与眼部巧妙的附着方式，获取高灵敏度和持久稳定的眨眼信号采集，并将此眼部微动传感器用于人机交互，构建了眼动控制家用电器和眼动虚拟打字界面等人机交互系统。这一研究的开展，给感官控制人机交互领域注入了新的设计理念，使得通过眨眼来控制外部设备有希望从实验室走向我们的日常生活。

关键技术：

（1）基于摩擦纳米发电技术的眼部微动传感器设计（包括工作模式的选择，摩擦材料、电极材料的选择及加工等）以及器件制作工艺水平，都将直接影响传感器的灵敏度、稳定性、美观舒适性，这在整个系统中是最为关键的技术。

（2）眼部微动传感器在眼部周围附着方式的设计，需要保证器件的灵敏度、信号的稳定性和操作的方便性，并考虑使用上的舒适美观。这是这项技术能否进入人们实际生产生活的重要因素之一。

（3）基于眼部微动传感器的人机交互界面的开发，要求功能适用、界面友好、操作简易、性能稳定，便于正常人群和闭锁综合征（‘Lock-in’）患者等特殊人群的使用，这是这项技术具有重要应用前景的关键技术之一。

创新点：

（1）首次将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动高灵敏传感器作为替代传统生物电传感器应用于感官控制的人机交互系统，为人工智能领域注入了新的传感器设计理念。

（2）将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动眼部微动传感器巧妙地固定在眼镜架上，并做到位置可微调，对比传统的眼电传感器将多电极贴在眼部附近，不仅美观舒适、成本低廉和操作简单，而且采集的信号灵敏度高，信号输出稳定可靠。

（3）摩擦电和静电感应耦合的传感技术，采用的单电极信号采集，直接采集微运动引起的电信号，从信号采集源头上突破了传统的生物电信号采集弊端（采集多电极间势差变化信号），可提高传感器的灵敏度数百倍。因此，避免了传统眼电系统中精准识别算法的开发和严格操作技术的培训等。

项目六、超声影像三维重构

项目简介：

本项目旨在充分挖掘数字化超声影像的医学内涵，运用数据处理和超声图像三维重构技术，深度探索胎儿健康相关指标之间的关联性，采用定量分析的科学方法在已有标准上进行优化，实现基于超声影像的胎儿健康数字化筛查的目标。

医学图像三维重建是通过计算机图形学、数字图像处理技术、计算机可视化以及人机交互等技术，把二维的医学图像序列转换为三维图像在屏幕上显示出来，并根据需要为用户提供交互处理手段的理论、方法和技术。在进行医学图像三维重建之前，首先需要对医学影像设备输出的图像数据按照疾病诊断的需要进行必要的分割。图像分割是将图像中互不相交的区域分离开来，被分离开来的每一个区域都必须满足特定的区域一致性。进行图像分割的目的是为了定量定性分析的需要，提取出图像中感兴趣的区域，同时它也是利用图像进行三维可视化的基础。通过分割技术提取出医学图像序列中的感兴趣的组织器官或病变体后，就可以通过三维重建技术重建出这些被提取的组织器官或病变体。重建的图像除外观逼真、富有立体感外，还具有任意角度旋转、多种剖面显示、透视内部结构功能，可以将医疗影像数据的真实感官效果展示给诊断人员。

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