清华大学在第二十三届全国发明展览会上摘得四金两银

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清华新闻网11月12日电 11月7-9日，第二十三届全国发明展览会·一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛在广东佛山举行。清华大学参加此次展会评选的6个项目全部获奖，其中航天航空学院教授冯雪等人发明的“柔性电子器件及其制造方法”、机械系教授叶佩青等人发明的“用于高端放疗的快速成野多叶光栅”、电子系副教授杨昉等人发明的“电力线和可见光融合的通信方法及系统”和电子系副研究员乔飞等人发明的“一种面向神经网络算法的模拟感知计算架构”获得金奖；机械系教授曲良体等人发明的“表面太阳能清洁水生产技术”和机械系副研究员王子羲等人发明的“一种驱动阀门的气动执行器”获得银奖。

展览现场
此届展览会以“发明、创新、合作、共赢”为主题，旨在推进创新驱动发展战略、军民融合发展战略、知识产权强国战略，助力“一带一路”建设、粤港澳大湾区建设进一步落实。
据主办方中国发明协会不完全统计，超过1900多个发明创新项目参加此次展览会，项目涵盖高端智能制造、智能家电、新一代信息技术、节能环保等重点领域近年来发明创新成果。全国发明展三天参观人数约32000人次。闭幕式上，中国发明协会党委书记、常务副理事长兼秘书长余华荣，佛山市委常委、副市长蔡家华现场为1318个获得本届展览会“发明创业奖·项目奖” 的优秀代表颁奖。
获奖项目简介
柔性电子器件及其制造方法
柔性电子器件是将有机/无机材料电子器件集成在柔性可延展衬底上，具有柔性可延展的特性，可以很好地适应人体的各种复杂曲面。柔性电子的这些特点使其可与人体进行长时间的舒适集成。同时也决定了未来其在医疗诊断、健康监测以及智能感知领域必将发挥重要作用。

柔性电子器件制备流程图
基于健康大数据的智慧医疗是未来医疗的大趋势，而柔性电子器件作为支撑数字医疗的核心部分在整个生理参数的监测中起着举足轻重的作用。针对柔性电子器件的结构设计和制备过程，该项目提出了一种在柔性的基底上进行制备微结构方法，通过在柔性衬底上制备的微结构进行应变隔离，不仅使得在制备器件的沉积薄膜的过程中实现了硬质薄膜褶皱的可调控，同时提升了器件的拉伸性能，使得相同设计的柔性电子器件具有更好的延展性，另外由于微结构的存在，使得硬质薄膜和柔性基底之间的脱层情况得到大幅改善，大大减小了脱层情况的发生，为柔性电子器件的设计和制备提供一定的结构和方法指导。
用于高端放疗的快速成野多叶光栅
快速成野多叶光栅（F-MLC，Fast Multi Leaf Collimator）应用于肿瘤放射治疗装备，是高端精准放疗装备的关键功能部件，用于X射线放疗设备的适形调强和剂量精确控制，保证X射线杀死肿瘤细胞，保护肿瘤周围的正常组织，其性能指标直接决定治疗质量。

F-MLC样机
该团队创新设计开发了微特直线电机和集成驱动控制单元，并研究开发了一种微特直线电机驱动的快速成野多叶光栅（F-MLC）。F-MLC的运行速度相比传统MLC提高一个数量级，叶片驱动元器件数量减少一半，运动精度也优于传统MLC。发明项目的性能达到国际领先水平，填补国内空白，为研制自主可控的高端精准放疗装备提供关键部件保障。
电力线和可见光融合的通信方法及系统
可见光通信(Visible Light Communication，VLC)是一种新兴的、短距离高速无线光通信技术。VLC具有频谱宽、速率高、绿色节能、泛在覆盖、可与智能照明有机结合等优点，特别适用于安全通信、泛在接入、无线信号深衰落及电磁敏感等场合。

基于本发明实现的电力线可见光通信系统灯具和手持终端
该发明利用可见光通信与电力线通信技术构建深度融合的异构传输架构，突破传统单一网络的通信限制；创新性地将光、电信号进行光电融合处理，从根本上解决了电力线通信技术(PLC)无法支持移动、可见光通信(VLC)技术难以低成本地接入骨干网，以及其他通信系统难以提供良好覆盖的技术难点。创新性地实现统一框架处理，通过相互协同，实现了网络体系的融合贯通，提高了传输的效率和鲁棒性，同时大幅降低了部署成本。
一种面向神经网络算法的模拟感知计算架构
该发明面向终端智能视觉感知领域，解决终端智能设备的能量受限与智能化需求之间的矛盾，为终端设备提供智能视觉处理能力。

智能语音感知芯片成果图
该发明实现了对多媒体视听觉对象的特征提取和特征分类，并且对样本参数和突触权重的计算是在模拟域中进行，具有高能效的特点。同时该架构减少了模数和数模转换模块的代价，进一步降低了能耗。该发明技术与这些数字域加速器的研究可以相互补充，将持续感知任务前移到近传感器端的模拟信号域，为后级的数字信号域加速器滤除冗余信息，减少数字信号域加速器的处理时间和能量消耗。
表面太阳能清洁水生产技术
该项目提供了一种全新的水清洁材料/技术，能够利用太阳能实现高效清洁水生产。其中关键材料是团队开发的高效石墨烯水蒸发材料，其能够有效利用太阳能及环境能量，快速将水体中的水以蒸汽形式蒸发出来，产生清洁水。关键材料能够适用于多种不同水体的清洁，包括湖水、江河水、盐碱水、特别是海水。团队已经设计并构造了清洁水生产原理模型样机，可以直接漂浮在海面、湖面上使用生产清洁水。该清洁水生产技术无需电能，清洁水生产成本远低于现有清洁水技术，且环保无污染，操作简单。

清洁水生产装置
一种驱动阀门的气动执行器
该项目的研发基于中远集团BOS压载水处理系统中的大流量全自动自清洗过滤器的开发，普通大型阀门的执行速度难以满足其反冲洗快速开启的速度要求，亟待研发一种新型快动作阀门。经过多轮设计完善与实验验证，最终定型此快动作阀门。该快动作阀门可在非常短的时间内（小于0.2s）执行大型蝶阀的开启和关闭动作，是目前全球执行速度最快的大型阀门。

一种驱动阀门的气动执行器局部图
与传统蝶阀气动执行器相比，该气动执行器通过内部结构改造，增加了压缩空气蓄能腔和大流量的排气口，解决了气动执行器动作期间补气能力、排气能力受限的速度瓶颈，从而解决了阀门快动作的问题。同时该执行器对气源管路无改造要求（与传统气动执行器安装条件相同），安装方便，动作可靠，成本远低于液压阀门。
供稿：科研院
编辑：李晨晖
审核：吕 婷
2019年11月12日 15:05:32　　清华新闻网