一、成果介绍

1.宽谱带、高灵敏度光电探测与成像芯片

【成果简介】本项目中，以光电性能优异的新颖窄带隙量子点纳米材料为光敏层、高导电率的石墨烯薄膜为栅极，采用垂直晶体管器件结构，集成光电晶体管结构新型设计、石墨烯的低态密度及其电荷掺杂类型和功函数可由电压调控等特性于一体，实现从紫外到中波红外（4µm）的一体化、低成本、超宽谱段的微弱光探测与成像。进一步，与成熟的光学和传输设备相结合，具有无限的应用价值。可应用于夜视、侦察与监视、遥感、火控系统、红外成像制导、光电对抗等领域。图：将近红外光转换为绿光的实验室验证

【应用领域】（1）工业企业关键资产和重大危险源在微弱光条件下的全域监控与防护：构建基于物体（建筑物）自身辐射光波的在微弱光（夜天光)条件下的成像监测，目前市场空白，中国有10万家工业企业有需求，市场规模达人民币100亿元以上。

（2）特殊行业（国防、国家安全、公共安全）夜视、侦查领域的应用：构建新时代数字场地系统，每年的市场容量达10亿元人民币。

（3）智慧园区、智慧社区、智慧城市的应用：构建智慧安防系统，弥补智慧安防系统在微弱光条件下的功能盲区，中国每年的市场机会达人民币20亿元。

（4）人工智能和个人消费类应用：自动驾驶的路况自动识别，实现智慧交通，与个人移动终端的应用，将是个蓝海市场。

【知识产权】经过10年的经验积累，已经掌握相关量子点合成及其光电探测器制备技术，已申请相关发明专利5项。

本项目的完成，可形成一套新的成像理论、一种量子点红外成像芯片和一种量子点红外探测芯片、一套量子点红外成像芯片的量产工艺及方案设计等五项以上发明专利和软著权。

【合作方式】以学校实验室为基础，希望能融资或投资500万元，更新陈旧实验设备、购买新材料，实现器件工艺的优化和直视型光电探测与成像系统的应用研究。之后，开设公司或与相关对口企业进行对接，向企业转移科技成果。

在完成直视型成像器件的基础上。接下来，希望再融资或投资约4000万元，进行阵列探测器及成像产品的优化及器件性能的改进和提升。

2.水凝胶隔热降温产品

【成果简介】水作为世界上比热最高的材料，是最常用的天然降温材料。但因其强流动性，水难以附着在人体表面，因此难以实现对人的有效防护和及时处理。近年发展起来的水凝胶材料，以三维网络状高分子锁定了大量水分子（含水量高达90%以上），具有与水几乎相同的比热容，同时体现出非常好的粘附性、较好的生物相容性、更低的成本、优异的隔热效果等优点，有望成为新型的高效隔热降温材料。

针对不同应用场景，团队开发了三款水凝胶隔热降温产品：隔热降温喷剂、贴片类和软膏类高端医用敷料。喷剂可在高温环境下对人直接进行保护，也可对得到有效救治前的烧烫伤进行紧急预处理，属于填补市场空白的一类产品。另外两类产品属于多功能型高端医用敷料，用于对烧烫伤及其它类型伤口的处理。

【应用领域】（1）烧烫伤预防及紧急预处理

面向烧烫伤预防及紧急预处理，本项目开发了水凝胶复合喷剂。该产品可在高温环境下快速形成大面积的水凝胶膜。该水凝胶膜不仅具有良好的降温效果，还具有优异的粘附和力学强度，可保证在运动过程中不破损并与人体紧密贴合，实现有效快速的保护，帮助危险中人员快速逃生。

（2）皮肤创伤快速、便捷处理

为了实现对烧烫伤等皮肤创伤的快速、便捷处理，开发了贴片类水凝胶高端医用敷料。与市场上同类型产品相比，该款产品具有更强的力学性能，并可增加促进伤口愈合的功能，同时结合3D打印技术开发了针对不同部位、含有纳米材料、生物材料、智能材料等复合材料的定制化水凝胶高端医用敷料。

（3）异形部位皮肤创伤处理

为了实现水凝胶在人体异形部位（如肘关节）的皮肤创伤处理，本项目开发了软膏类水凝胶高端医用敷料。通过将不同的粉末混合，涂抹于身体的异形部位，进而快速形成高强度、医用型水凝胶膜。该款产品适用于异形部位的皮肤创伤，同时适用于局部精细处理，并可在运动过程中保持与皮肤良好接触。此外，通过在该款产品中引入抗菌消炎成分，实现多功能化，促进伤口的愈合。

【市场前景】中国每年有2600万人发生烧烫伤。国内每年烧烫伤、创伤治疗及外科手术医疗费用约为千亿人民币，其中医用敷料费用就高达30多亿人民币。由于传统医用敷料产品难以满足慢性和复杂伤口的治疗需求，高端敷料已成为推动敷料市场发展的主要驱动力。截止2017年，全球高端医用敷料销售收入达167.3亿美元，年增长率在10%以上。高端医用敷料市场主要集中在欧洲（占41%）、美国（占39%）等发达国家。我国高端医用敷料研发方面较为薄弱，主要依靠进口，目前产品研发尚处于市场培育阶段，尤其可实现快速成膜、绿色安全、有效防护的隔热降温敷料尚属空白。基于此现状本项目开发了三类高端医用敷料产品，具有非常广阔的市场应用前景。

【知识产权】已申请相关发明专利10项。

【合作方式】作价投资、转让许可、股权投资

3.仿生智能三维感知技术

【成果简介】在科技高速发展的时代，智能无人平台已成为人们生活不可或缺的科技应用之一，其中的智能感知技术是无人平台智能化的先决条件。传统的感知技术通过主动与被动复合的方式，可解决如视场、分辨率、实时性某一方面的问题，但是难以同时兼顾以上需求。鉴于此，本项目的核心在于从成像源头寻求突破，提出一种仿生视网膜的成像感知方法，通过实践的验证，设计了一套基于仿生视觉感知的智能无人平台，从感知方法层面、技术层面、应用平台层面三个方面验证了实际使用的可靠性，旨在为智慧物流、无人驾驶、智能制造等方面提供解决方案。图：无人平台智能感知技术

【应用领域】看的广、看得清又同时兼顾实时性是无人平台感知的必要条件，本项目借助仿生视网膜的特性，从成像源头进行突破，解决了传统成像无法兼顾的问题。可应用所有需要对成像质量与成像速度要求比较严格的场所，包括遥感测量、智能交通、智能物流、无人驾驶、智能仓储、智能制造等无人感知平台，应用十分广泛。

【市场前景】随着人工智能技术概念的不断升温，无人驾驶、智慧物流、智能制造等相关技术的应用也越来越成熟，感知技术的需求也越来越明显。据《Ofweek产业研究院》报告指出，在2019年中国感知市场规模已经达到396.5亿元，预测2020年和2021年市场规模可以达到735.4亿和1054.7亿元，市场增长迅速，前景十分巨大。

【知识产权】相关技术已申请发明专利38项，其中已获批14项，已公开24项。

【合作方式】目前，在国家与省部级项目资助下，已经形成具有一定技术积累和转化条件的科技成果，可以采用多种模式合作推进成果转化。项目后期为底层器件研究，届时可采用融资方式开展。

4.智能手机眼底相机

【成果简介】眼睛是人体的重要器官，也是无法替代的器官。随着电子产品的大量普及以及各种慢性病的低龄化，眼科疾病呈高发趋势，因病致盲的人数逐年上升。在眼科专科诊断中，最重要一项就是眼科影像诊断。眼科影像诊断对提升居民健康质量，辅助早期慢性病预防具有重要意义。

智能手机眼底相机把眼底相机与智能手机相结合，利用智能手机的摄像模组和图像处理芯片，可获得比传统眼底相机更清晰的眼底图像，比传统眼底相机更强的图像处理能力，并且成本远低于传统眼底相机。项目组还研究了结构光超分辨技术、光场技术，后续将应用到智能手机眼底相机之中，进一步提升眼底相机的性能。

【应用领域】眼底相机广泛地应用于眼底疾病筛查与眼底疾病诊断，具有操作简单、使用方便的特点。目前市场上的眼底相机以国外产品为主，国内也有不少企业及科研单位开始研发眼底相机。然而市场上还没有推出结合手机使用的智能眼底相机，本课题提出的智能手机眼底相机，可开拓这一新的细分应用领域。智能手机眼底相机具有跟传统眼底相机相当甚至更高的眼底成像性能，并且在成本上优势明显。

【市场前景】据统计，影像诊断占专科疾病诊断依据的60%-90%。但是，当前我国大部分地区的医疗卫生信息化现状难以适应新医改的要求。各级医疗机构对于眼底相机都有需求，其市场前景广阔。本项目要开发的智能手机眼底相机是把眼底相机与智能手机相结合，一方面能获得超过传统眼底相机的眼底图像，另一方面成本比传统眼底相机更低。当智能手机眼底相机的价格低于人们的心理预期后，不只是医疗机构，眼底病，糖尿病等人群也会有较大的需求。

【知识产权】已申请相关发明专利2项

【合作方式】作价入股、合作研发、股权投资

5.智能仿生机器鼠

【成果简介】微小型仿生机器人体型小巧、机动灵活，是执行狭窄空间探测的理想机器人形态，能进入人无法到达的区域执行危险任务，在国家公共安全、国防方面具备很好的应用前景。同时，利用微小型仿生机器人复现动物行为模式，为人类探索生命规律、解决相关科学问题提供了新的技术手段和研究思路，是国际前沿热点。但是，由于受尺度限制，微小型仿生机器人仅能承载有限的硬件和计算资源，在多模态运动、多传感器集成等方面存在诸多挑战。本课题组以鼠类作为仿生对象，突破了微小型仿生机器人多关节灵巧设计与系统集成关键技术，研制成功了集成度高、运动协调能力强的仿生机器鼠。该机器鼠具有以下基本特点：

（1）在形态及尺寸上十分接近真实鼠，拥有类似真实鼠的运动特征，具备多个主动自由度，可实现基于行走、小跑、双足跳跃等步态控制，适应多种复杂地形，可实现从屈膝到站立、直行、扭转、匍匐前进等多种仿生运动模拟；

（2）通过融合多种材料（硅胶、ABS树脂）及现代加工方法（线切割、激光、MEMS）优化机构设计，高度集成了控制、驱动、无线通讯、感知等模块，实现了系统设计的高度集成化、小型化、轻量化，所有模块加在一块总重量不超过250克；

（3）结合视触觉感知系统，研制出了Rat-Brain智能系统，利用AI技术可识别当下环境中的物体，感知触碰物体表面的粗糙度及纹理特征，以及即时定位与地图重建。利用无线通信技术，在保证控制实时性的同时，可通过多机器鼠集群控制实现大规模在线任务规划。

【应用领域】（1）工业应用：可用于管道检测或侦查方面，由于体积小，运动能力强，可以进入狭窄空间检测设备故障，或进入管道检测油气泄露。当前同类产品中，普遍体积大、重量过重，在狭窄空间或管道中难以实现灵活运动控制。

（2）家庭应用：作为一款智能的仿生机器鼠可用于个人/家庭中，如电子宠物去服务大众。智能仿生机器鼠，成本较现有产品低，且更加小巧、可根据用户需求自主定制外形，更易使大众接受。

（3）教育应用：随着2025中国制造的提出以及国家对机器人领域的重视，机器人培训机构大量出现，高校也逐渐重视该领域的研究。然而，市面上机器人实验平台大多开放程度较低，科技含量有限，不能满足大学生等方面的实验和研究。机器鼠可以填补相关方面的空缺，作为教育机器人使用。

【市场前景】（1）管道检测：随着我国出台相关文件，加大对地下管网检查的力度，对应管道检测维修需求市场稳步增长。现有管道机器人技术成熟各公司产品大同小异，均采用模块化设计。在技术上、外观上都很相似。这些产品针对状况较好的管道可以顺利完成检测，对杂物较多的管道则无能为力。针对大量杂物存在的管道，需研究特殊行走方式。而机器鼠体积小、行动灵活、智能化的特点无需设计多种特制的机器人，成本极大降低；

（2）家庭教育：近几年家庭机器人占比增长迅速，有机构预测2018-2020年累计销售额可达百亿美元。同类产品比如索尼的AIBO，但由于其高昂的售价，并不能大范围普及，相比之下智能仿生机器鼠具有较强的性价比。同时机器鼠可以填补国内高校机器人方面的空缺，作为教育机器人使用，预计市场规模上亿元。

【知识产权】已申请美国、日本等国际发明专利3项，国家发明专利7项（授权3项）。

【合作方式】技术转让、技术许可

6.复杂结构件数控加工精度与稳定性控制

【成果简介】随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。

项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。

【应用领域】航天特种难加工材料切削机理、五轴侧铣刀具设计制造、整体复杂异形结构五轴铣削工艺规划、弱刚度薄壁结构加工变形控制、高速铣削稳定性控制与颤振抑制、切削数据库与数据服务等技术成果应用于航天发动机数字化柔性生产线，极大地提升了五轴叶轮加工中心、五轴镗铣加工中心、五轴卧式车铣复合加工中心等国产高端数控装备对于五轴铣削、车铣复合加工的工艺适应能力，显著提高了钛合金、高温合金、金属间化合物等航天特种难加工材料的切削加工效率，加工精度和表面质量全面满足设计要求，为实施航天发动机智能制造工程打下了坚实基础。

【市场前景】随着五轴车铣加工中心、五轴铣削加工中心、五轴镗铣加工中心等国产高档数控装备大量应用于航天、航空、兵器、能源动力等国家重点行业企业，项目成果对于广大企业提升数控机床的加工效率、保证大型复杂结构件的加工精度和加工稳定性具有广阔的市场前景。

【知识产权】已获授权国家发明专利23项。

【合作方式】技术转让、合作研发

7.针对球面的光学测量干涉装置

【成果简介】干涉测量具有极高的精度,在光学测量中占有重要的地位，它以光波长作为测量尺度和测量基准，在光学材料特性参数测试、光学薄膜厚度测试、光学元件特征参数测量、光学系统成像质量检验、精密测量、精密加工等方面有广泛的应用。

项目提出了一种新型干涉测量法，可测量球形表面（例如透镜）的物理参数，获得曲率半径、顶点位置等信息。其机理是利用现代信号处理和机器学习分析球形表面干涉测量所形成的牛顿环干涉条纹，从条纹中提取物理信息。

该干涉测量法区别于时间相移干涉仪，无需压电陶瓷（PZT）产生多个相移帧图进行处理。也区别于其它动态干涉仪，无需多台相机或相位掩膜产生多帧图或空间载波技术来完成测量。该干涉测量法可直接对单幅无载波的牛顿环干涉条纹进行分析，无需额外硬件装置即可完成高精度动态测量，获取球形表面的曲率半径等物理参数。解决当前干涉测量方法对图像需求量大、成像要求高、硬件成本高的问题，同时又具备很好的抗干扰能力，特别是遮挡、灰尘、镜面刮擦、噪声等干扰情况。

该干涉测量法无需观测整个干涉条纹的情况，也能完成高精度曲率半径测量。且该方法无需高分辨相机拍摄，甚至低分辨到图像失真，也可完成高精度测量。

【应用领域】（1）球面的曲率半径测量

任何球面的曲率半径测量都可用干涉测量法完成，通过分析干涉成像所得的牛顿环干涉条纹，即可测量球面的曲率半径。小到普通透镜、大到天文望远镜、也可扩展到对人眼的曲率测量。

（2）光纤端面检测仪

目前业内的光纤端面检测仪绝大部分为时间相移干涉仪，无法进行动态测量。目前只有美国Norland的CC6000可实现基于单幅条纹图分析的动态测量。但其采用的是空间载波技术，没有很好的挖掘干涉条纹的信息，对外界干扰、振动和噪声敏感。本成果基于所提的新体制干涉测量法开发的原理样机，不仅可以实现基于单幅干涉条纹的动态测量，而且无需载波调制或相位调制，充分挖掘干涉条纹信号的本质，不仅能实现高精度测量，且在抗干扰性能上优于NorlandCC6000。

【市场前景】球面测量应用非常广泛，小到眼镜镜片，大到天文望远镜，都需要进行曲率半径等物理参数测量。本成果是专门针对球面测量的新型干涉测量法，核心在于干涉条纹分析算法，既可以自成体系，也可和现有干涉仪结合，即插即用。而且无需当前主流干涉法所需的相移、载波调制、相位掩膜等昂贵的硬件装置。

在不同的应用场景，其市场前景不同。以光纤端面检测为例，随着5G技术的发展，核心网、传输网建设对光纤的需求量越来越大,如今我国每年的光纤连接器产量占到全球的80%以上，光纤头和线缆的生产厂家对相关的光纤检测设备的需求量为每年500台以上（2017年数据）。光纤端面检测仪的售价昂贵，国外公司产品价格大约在15-30万元，国内公司的相关设备也有10万元左右，这些主流光纤端面检测仪均采用基于PZT的时间相移干涉仪，而业内最好的PZT为德国PI公司所研发，价格高达5万元。基于本成果的所开发的原理样机，则无需PZT相移，不仅节约硬件成本开销，可以具有更为优异的抗干扰性能。目前正在开发功能更为完善的可以面向市场的原理样机，其推出可成为业内第二款基于单幅条纹动态分析的光纤端面检测仪（第一为美国NorlandCC6000），打破其垄断，填补国内空白。

【知识产权】授权3项发明专利，中国2项，美国1项；另外有2项美国发明专利分别在审和在申请。

【合作方式】本成果可应用多个领域，不同领域根据其技术成熟度和市场前景，分别可以技术开发、技术转让方式进行合作，具体面议。

8.消防现场信息智能侦检机器人系统

【成果简介】本项目研发的消防机器人是抛投式微小型智能探测机器人，重量为2公斤以内，可以随身携带，能以手抛、炮射、空投等方式进入灾害现场，实现危险环境的无人探测与通讯。

本项目研发的三款机器人都具备对火灾现场温度、气体浓度、可见光或红外图像、视频、声音等环境信息与参数的探测与侦检能力，严格按照消防装备安全规范进行设计，满足消防现场信息探测设施快速部署、所需信息有效侦测等功能要求，特别适用于消防救援现场危险信息的实时探测与搜救任务，可以对起火点的寻找与确认、人员定位与搜救提供重大帮助。根据现场情况的具体需要，可以选择使用不同形态的智能机器人，现场侦检实时传回的信息，可以有效接入消防救灾现场信息系统，通过信息的集成应用构建救援现场指挥辅助决策系统，对于保证救援人员自身安全、减少次生灾害、提升救援水平具有显著的技术支撑作用。

本项目研发的机器人技术，主要是填补了现有消防装备在复杂环境下智能化侦查能力的不足，使智能机器人技术应用与消防救援任务相结合，社会效益和经济效益价值凸显，并将进一步促进我国消防应急处理关键技术与装备的发展。

【应用领域】在任务环境未知的情况下，如果让救援人员去探测现场情况，不仅难以获得准确、全面的现场信息，更重要的是可能给探测人员带来危险。采用智能侦检机器人代替人员去探测任务场景，可以通过机器人上装备的多种传感器获得完整的现场信息，还能使得救援人员在侦检过程中远离危险，提高任务执行效率，减少人员伤亡。

本项目形成的产品将主要应用于消防以及应急救援行业，针对火灾现场不明状况的环境条件，尤其是充斥烟气但尚无太高温度的现场环境，使用适合消防救援场景的抛投式微小型智能探测机器人，通过投掷、炮射等快速部署方式布置到现场，侦测并实时回传现场救援所需信息，实现救灾现场信息的应用集成与辅助决策系统构建，切实保证消防战士施救自身安全、提高救援效率的战术目标。

【市场前景】根据调查报告显示，当前国内消防机器人的需求呈爆发式增长，2016年装备量为130余台，市场规模为4.6亿元。到2019年国内消防机器人市场规模约为16.5亿元，较上年增加了8.5亿元。

本项目产品创新性地采用手动抛投、气动抛射、无人机布设和地面行进等多种方式快速灵活部署，可以于各类危险场景下展开智能侦检。填补现有消防机器人在复杂环境下深入现场侦查能力不足的缺陷是本产品的核心竞争力。计划在五年内完成在消防救援队伍的批量化装备和大规模应用。

【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；

2、本项目已经申请了专利及软件著作权；

3、已授权实用新型专利20项、外观专利6项、软件著作权5项，已申请发明专利29项。

【合作方式】合作开发或其它方式。

9.工业危险气体泄漏的非制冷红外成像检测技术与装备

【成果简介】危险气体泄漏是当前工业重大安全隐患之一，迫切需要能够及时发现泄漏隐患、定点预防重大工业危险气体泄漏事故的先进检测技术与装备。基于气体特征吸收峰的红外光谱检测是泄漏气体非接触遥测的有效途径，目前制冷型红外焦平面探测器(IRFPA)因其高昂的价格以及较短的工作寿命难以适应石油天然气与化工行业昼夜连续工作的要求，而近年来非制冷红外焦平面探测器性能的迅速提高，使其用于工业气体泄漏红外成像检测成为可能。

本项目提出基于非制冷IRFPA的工业气体泄漏成像检测技术思想，并2011年起陆续获得北京市自然基金和首都科技条件平台科学仪器开发培育项目的支持，针对非制冷IRFPA灵敏度偏低，长波红外波段偏窄等问题，研究突破了宽波段非制冷IRFPA、检测波段优选、宽波段红外物镜、微弱气体图像滤波增强、检测系统性能评价等理论和关键技术，实现了对典型工业危险气体(烷烃、烯烃，氨气、六氟化硫、二氧化碳、二氧化硫等)泄漏的远距离成像检测和定位，经过专业检测基地和工业现场检测验证，性能达到国际同类产品的先进水平，现场应用示范效果明显，具备批量生产的基本转化条件。

【应用领域】主要用于石油天然气、化工区、煤化产业等领域工业危险气体泄漏的检测、监测和自动报警，防范工业危险气体泄漏的重大事故的发生。

场景：与电视监控兼容的在线式监测、手持式或车载移动式巡查、无人机监测。

用户：石油天然气及其附加产品的生产、运输、储存和应用全工程、化工产品全工程、煤化产品全工程、日常生活相关产品的用户等。

目前已在中石油某罐区、某地石化现场以及中石化某院等进行了应用示范测试。

【市场前景】石油天然气、化工园区以及日常生活领域存在大量工业危险气体的应用，从陆上、海上和矿中，从沿海到内地，到一带一路均与能源密切相关，危险工业气体泄漏检测是人们普遍关注、急需解决的问题，产品市场规模巨大。

基于国产非制冷IRFPA及自主知识产权的关键技术，可望将产品价格降低到现行产品的50%以下，由于市场规模巨大，可望产生显著的经济效益，此外，该技术和产品的应用，可避免或减少工业气体泄漏重大事故的发生，具有重要和广泛的社会效益。

【知识产权】1、成果由北京理工大学单独持有；

2、已申请了8项国家发明专利，其中7项授权，1项受理。

【合作方式】合作开发/技术许可/技术入股。

二、联系方式

如您对以上成果有进一步合作交流意向，请与我们工作人员联系对接。

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