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01. 成果簡介 世界上有數以百萬的語言障礙患者，其中有的是由于先天缺陷導致其存在語言功能障礙，也有的是后天的一些疾病致使其喪失語言功能，語言功能障礙給他們的生活帶來了極大的困難和不便。電子人工喉是一種簡易的語言康復方法，其通常需要安裝在口內喉部，由肺部發(fā)出的氣流經過舌、唇的調制，引起人工喉膜片振動，使其發(fā)出語音信號。然而，現有電子喉助音器無法清晰還原患者聲音，發(fā)音模糊，訓練周期長，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成極大不便，所以亟需便于失語者攜帶、操作簡單、性能優(yōu)異的新型人工喉的器件及系統(tǒng)研究。 本成果團隊研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可貼附、聲音收發(fā)系統(tǒng)集成、動作監(jiān)測系統(tǒng)、輕型可穿戴等方面有了重大突破。首先，第二代石墨烯人工喉采用了更貼合人體皮膚的紋身式薄膜作為襯底，無需膠帶粘貼，可直接貼敷在人體喉嚨，極大地提高了佩戴舒適感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收發(fā)聲系統(tǒng)方面有了雙重突破，實現了石墨烯的器件級應用至系統(tǒng)級應用的跨越。通過專用電路對聲音信號的放大和轉換，第二代石墨烯智能人工喉首次將收聲系統(tǒng)和發(fā)聲系統(tǒng)連接起來，實現了聲音輸入到輸出的閉環(huán)，并可以通過示波器實時觀測喉部運動情況。接著，通過與單片機的結合，該器件可以將人體喉部的不同動作“翻譯”成不同的聲音，實現了動作發(fā)聲系統(tǒng)。通過連接解碼器，該器件還可以播放任意音樂。最后，第二代石墨烯智能人工喉系統(tǒng)可通過臂包穿戴在胳膊上，首次實現了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未來將進行體積更小及功能更多的集成，有望實現像“創(chuàng)可貼”一樣貼附在人體喉部并幫助失語者“開口說話”。圖1. 可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系統(tǒng)02. 應用前景 第二代智能石墨烯人工喉集收聲和發(fā)聲于一體，可直接貼附于失語者喉部，并將喉部的不同動作轉化為對應聲音，有望幫助失語者正常與他人“交談”。在未來，該器件將與聲紋識別、機器學習等技術結合，在語音識別、家庭醫(yī)療等領域具有廣闊前景。03. 知識產權 已獲得國家發(fā)明專利授權2項。04. 團隊介紹 本成果項目團隊負責人為任天令教授，清華大學信息科學技術學院副院長，教育部長江學者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，清華大學環(huán)境與健康傳感技術研究中心副主任。擔任IEEE電子器件學會副主席（中國大陸首次）、國際微電子領域頂級學術會議IEDM執(zhí)委（中國大陸首次）、IEEE電子器件學會教育委員會主席（中國大陸首次）、中國微米納米技術學會理事等。近年來，承擔國家自然科學重點基金、國家重大科技專項、國家公益性行業(yè)科研專項、國家重大儀器專項、國家863計劃、國家973計劃等多項國家重要科技項目，做出一系列具有重要國際影響的創(chuàng)新學術成果。主要研究方向為智能微納電子器件、芯片與系統(tǒng)，包括：智能傳感器與智能集成系統(tǒng)，二維納電子器件與芯片，柔性、可穿戴器件與系統(tǒng)，智能信息器件與系統(tǒng)技術等。在國內外重要學術期刊和會議發(fā)表重要SCI期刊論文400余篇，國際微電子領域頂級學術會議IEDM論文11篇；獲國內外發(fā)明專利70余項，入選2018年愛思唯爾（Elsevier）“中國高被引學者”（微電子領域唯一入選者）。獲2018年電子學會自然科學一等獎，“石墨烯智能人工喉”榮獲科技導報評選的2017“中國十大重大技術進展”，“人工智能微納電子器件”榮獲2017“清華大學十大重大學術成果”，石墨烯“人工喉”在2018年全國科技活動周被評為“最受公眾喜愛項目”，還入選2018年中國國際智能產業(yè)博覽會十大“黑科技”創(chuàng)新產品（從1082項創(chuàng)新產品中脫穎而出）。團隊成員有副教授、助理教授、助理研究員等7人。05. 合作方式 技術許可。06. 聯(lián)系方式 郵箱：qyc16@mails.tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

XM-525喉、氣管、支氣管及肺段支氣管解剖模型 ? XM-525喉、氣管、支氣管及肺段支氣管解剖模型由喉正中矢狀切面、喉連氣管組成，并顯示氣管、左右主支氣管、肺段支氣管等結構。 尺寸：35×17.5×7cm 材質：PVC材料

首次提出針對某一特定作物全生育期的主要害蟲和天敵菌株選育新策略， 從1000多個菌株中選育出能有效防治稻飛虱、稻縱卷葉螟等水稻主要害蟲，但 不侵染寄生蜂、蜘蛛等害蟲天敵的安全、廣譜、高效的金龜子綠僵菌菌株CQMa421o 通過高溫篩選技術，篩選到與CQMa421兼容性良好的乳化劑、懸浮穩(wěn)定劑、保護 劑。采用油相包裹技術，開發(fā)出能常溫儲藏1年以上、穩(wěn)定懸浮及適宜高倍水稀 釋等特性的廣譜殺蟲真菌農藥，建立綠僵菌CQMa421全程防治水稻主要害蟲的技 術體系等多個配套應用技術，滿足水稻化學農藥減量使用的需求。同時，針對茶 葉、煙草、蔬菜、柑橘等多種作物害蟲，開發(fā)出系列產品并大面積推廣應用。研 發(fā)的金龜子綠僵菌CQMa421系列產品被國家列為水稻三個重大害蟲優(yōu)選生物農 藥，被多省市列為重點推廣產品和政府采購名錄，入選2017年（中國）農業(yè)農 村十大產品名錄。在全國農技推廣服務中心的支持下，聯(lián)合重慶聚立信生物工程 有限公司在全國10多個省（市）推廣CQMa421綠僵菌產品的水稻病蟲害防控新 模式，面積已達20余萬畝。相關研究成果也受到資本市場的廣泛關注，由重慶 聚立信生物工程有限公司融資1.5億元，已經對“金龜子綠僵菌CQMa421農藥” 進行產業(yè)化轉化。

線性規(guī)劃問題在實際生活中有著廣泛的應用，隨著經濟和計算機技術的發(fā)展，作為最優(yōu)化方法的一個重要分支，非線性規(guī)劃方法在經濟、工業(yè)、國防等國民經濟和社會發(fā)展的各領域都有廣泛的應用。但是在非線性規(guī)劃中，有一些理論問題沒有解決，有些新的方法有待進一步完善，特別在當前大數據背景下，傳統(tǒng)的算法已經不能適應新的需求（如問題的數據量龐大且?guī)в刑厥饨Y構，Jacobian矩陣計算困難等）。因此，一方面需要對原有的算法理論進一步完善，另一方面，需要研究在大數據背景下的優(yōu)化算法的理論和實際計算效果。 本項目考慮把NCP函數和濾子方法相結合，利用對偶信息，減弱收斂的條件，提高計算效果。其次，針對濾子方法、SQP方法各自的不足之處，考慮將其同其它算法結合并利用數值代數技術，如與序列線性方程組方法相結合，以減少其計算量，可以克服原約束優(yōu)化算法的一些缺點。最后，考慮一些帶有特殊結構的大規(guī)模優(yōu)化問題，如約束Jacobian計算困難或Jacobian結構特殊，利用數值代數技術對模型降階并設計合適的優(yōu)化算法。簡言之，在現有的濾子方法的研究結果基礎上，擬利用數值代數（如Krylov子空間方法）和濾子技術提出一些解決約束非線性規(guī)劃問題的新方法，完善它們的收斂性分析和其它理論分析，提高它們的計算效果。這不僅在濾子方法等數學規(guī)劃理論與算法方面有所貢獻，而且在經濟、工程、科學計算領域也具有重要的應用價值。 該項目已獲國家自然基金項目立項支持。

在固態(tài)鋰電池研究領域連續(xù)取得重要進展。繼全面解析電動汽車三元單晶材料性能衰減機制后(Nature Communications, 2020, 11, 3050)，固態(tài)電池的研究成果“洞察固態(tài)電池多晶正極中的界面效應和局部鋰離子遷移”（Insightsinto interfacial effect and local lithium-ion transport inpolycrystalline cathodes of solid-state batteries）也發(fā)表在最近的 Nature 子刊上(Nature Communications，2020，11，5700）。青年教師婁帥鋒士為本文第一作者，王家鈞教授為唯一通訊作者。

 研究發(fā)現，Hippo信號通路的效應因子YAP能協(xié)同多能干細胞的核心轉錄因子Nanog，Sox2 和Oct4及其他超級增強子結合蛋白共同作用超級增強子，參與調控多能干細胞的關鍵基因表達。當Hippo信號通路的核心因子Mst1和Mst2敲除后，YAP在核內富集增加，其在基因組上也形成大量新的富集位點。更重要的是，在YAP富集增加的位點上，Nanog，Sox2 和Oct4的富集也相應增高，從而導致一些傳統(tǒng)增強子轉變?yōu)槌壴鰪娮佣蛊湔{控的基因表達大增。數據顯示一些典型的促進神經細胞分化基因和抑制中內胚層分化基因的表達水平出現了基于超級增強子調控機制的劇烈變化，這也解釋了為什么Mst1和Mst2 敲除多能干細胞出現傾向性分化。同時，研究也發(fā)現Mst1和Mst2敲除的多能干細胞中新形成的YAP-Nono-Tbx3調控軸會導致多能干細胞向中內胚層細胞的早期分化受抑制。這項研究工作深入揭示了Hippo-YAP信號通路在多能干細胞分化過程中的關鍵作用機制，將有助于指導多能干細胞向不同胚層細胞的分化，對于多能干細胞的臨床應用有重要意義。

【發(fā) 明 人】李念光；唐于平；段金廒【技術領域】本發(fā)明涉及一種沒食子酸酯的合成方法，具體涉及一種沒食子酸酯的微波合成方法。【摘要】本發(fā)明公開了一種沒食子酸酯的微波合成方法，該方法包括步驟為：(1)取沒食子酸和不同的醇或者酚，置于微波反應器中，設定溫度為80至105℃，壓力150至200PSI，設定功率為150至250瓦，在酸的催化下密閉反應5至30分鐘；(2)取步驟(1)反應所得的產物，用堿液調pH值至中性，然后用有機溶劑萃取、濃縮、得濃縮物、重結晶，即得。本發(fā)明提供的沒食子酸酯的微波合成方法可減少反應時間，提高合成效率，節(jié)省成本，且可操作性強、對環(huán)境具有一定的保護作用。

易出現冰雪災害地區(qū)的高壓輸電線斜撐絕緣子和橫擔絕緣子的自動除冰雪。 我國很多地區(qū)，冰雪災害時有發(fā)生，嚴重時供電中斷，造成工農生產和人民生活困難。現已有防垂直絕緣子防冰雪等多種措施，但斜撐和橫擔絕緣子自動除冰雪問題尚未妥善解決。 可消除絕緣子冰雪之害，大幅度提高冰雪災害地區(qū)的供電安全。 希望合作企業(yè)應有基礎在冰雪災害地區(qū)有產銷高壓輸電設備之基礎。

1.痛點問題 隨著圖在各領域的廣泛應用，對圖上相關高效查詢方法的需求也與日俱增，特別是在社交網絡、金融、電商、安全和航天等眾多領域具有重要作用的子圖匹配查詢。 然而，現有子圖匹配方法在實際使用中速度均較慢，當數據量較大時，現有方法的時間開銷巨大，難以滿足具體匹配過程中的時效性需求。同時，這些方法沒有充分利用圖數據的本質結構特點進行剪枝，在運行效率上仍有較大的改進空間。 2.解決方案 本技術提出一種基于社區(qū)結構的子圖匹配方法，基于社區(qū)結構在匹配過程中進行剪枝從而加快子圖匹配的速度。流程圖如圖1所示。 圖1 本技術子圖匹配計算流程 首先，本技術識別數據圖中的社區(qū)結構，將數據圖劃分為若干“內部緊密關聯(lián)、相互之間連接松散”的社區(qū)。接著，基于社區(qū)結構，提出三種優(yōu)化策略對子圖匹配過程進行優(yōu)化，并實現了相關技術。 具體地，這三種優(yōu)化策略包括兩階段破對稱策略、基于社區(qū)路徑的剪枝策略和基于社區(qū)結構的邊界剪枝策略。其中，兩階段破對稱策略利用模式圖中的自同構映射，根據已得到的若干匹配結果推斷出新的匹配結果，從而減少匹配過程中的計算量；基于社區(qū)路徑的剪枝策略根據數據圖中的跨社區(qū)的路徑構建索引，在匹配過程中提前發(fā)現無法產生匹配結果的匹配嘗試，減少匹配開銷；基于社區(qū)結構的邊界剪枝則考慮各社區(qū)的邊界節(jié)點，即那些和其他社區(qū)的節(jié)點間有邊關聯(lián)的節(jié)點，根據邊界節(jié)點的鄰居情況進行剪枝，減小搜索空間，加快子圖匹配速度。 基于上述優(yōu)化策略，本技術提出的基于社區(qū)結構的高效子圖匹配方法能根據給出的數據圖和模式圖快速返回子圖匹配結果。該技術可以作為模塊嵌入金融、電商和航天等已有軟件系統(tǒng)，也可作為單獨軟件工具并支持二次開發(fā)。 3.合作需求 1）應用場景：在圖數據中快速查找滿足某種特定結構的子圖結構，進而作為查詢結果返回或用于后續(xù)深入分析。可用于包括但不限于社交網絡、金融、電商、安全和航天等眾多場景中。 2）資源對接：對圖查詢、圖分析有需求且對其高效性有要求的個人、單位和企業(yè)等。