一、成果简介 运用“葛根有效成分提取的产业化关键技术”，同步提取葛粉、葛根黄酮、多糖等产品提取技术已中试生产成功。形成原料日处理量 20 吨，日产葛粉 3.5 吨、可溶性葛根多糖2.5吨、葛根黄酮 0.6 吨的生产能力。二、技术特点

一、所属领域 人工智能，精密自动化，生物分析与检测，环境微生物检测，工业微生物检测，细胞组织分析检测。 二、项目介绍 1. 痛点问题 微生物的识别、计数和定性分析一直是食品、医药和生物行业的重要一环。传统的人工检测方式劳动强度比较大，且检测主观性强，标准难以统一，计数和检测结果不准确；在对环境的微生物监测中，人工方法只能做到抽样检测，无法做到持续性检测。 近两年行业巨头们（如GE，安捷伦，赛默飞等）开始推出图像识别技术的微生物检测设备，其结果来自直观影像，分辨率高，操作难度低。但是这些设备目前采用的光学显微镜倍数都在800倍以下，只能进行计数，如果要完成相关定性分析，需要在800倍以上的放大倍数获得单细胞微生物的清晰图像（如酵母菌，大肠杆菌）。但800倍放大倍数对应的有效视场只有200微米*200微米，对计数和活性统计分析又不具备足够的采样数量。目前国内外设备均没有解决好这个问题，对微生物进行定性分析的准确率低，无法满足市场需求。 2. 解决方案 本项目针对微生物和细胞活体检测中缺乏有效参照物的技术难点，根据显微扫描设备的结构，将全景化视域重构技术和微米级电机结合，解决了镜头大幅平移过程中的自动对焦难题和微生物溶液动态环境中的影像拼接难题，在保证1000倍放大的基础上，获得的有效视场增加到10毫米*10毫米的范围；再通过自动化图像采集和拼接，得到完整的微生物图像；然后结合传统的图像分割以及深度学习图像识别的优势，小样本高精度动态完成微生物的类型识别，计数，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 竞争优势分析 与国内外的主流检测设备对比，本项目技术优势主要体现在： 1）独创的微生物影像全景化视域重构技术，实现0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大视角； 2） 解决微生物影像领域小样本智能识别和智能检测的难题； 3） 检测目标、检测内容、检测流程和逻辑可通过自然语言定制，提高设备功能通用性； 4）计数准确率超过人工计数，准确率超过国内细胞计数仪器一个数量级； 5）第一台按照国家微生物计数检测标准开发研制的微生物计数仪。 本项目的第一代产品样机与国内外同类产品对比，主要性能优势和技术优势如下： 在食品行业，本项目获得了青岛啤酒北京密云分厂的啤酒原液和相关酵母菌种，针对生产用酵母菌采集了大量实拍图像数据，优化后的酵母菌计数和出芽率算法识别率均在95%以上。 4. 发展规划 按照三步走的方式来设定发展规划： 1）基于全景化视域重构技术，构建第一代检测仪器，首先进入门槛最低的食品微生物检测市场，对啤酒和发酵乳企业提供酵母菌检测计数技术和设备； 2） 利用已有技术积累，进入环境微生物检测和高校实验室市场； 3）最后以食品和环境检测市场为根据地，进入门槛最高的生物医药检测市场，提供微生物检测和组织检测的相关设备。 5. 知识产权情况 已申请3项专利。 三、合作需求 1）寻求500-800万元天使投资； 2）寻找高校研究所，食品工业和环境检测领域的客户、渠道伙伴； 3）寻找生物医药，医学临床领域的客户、渠道伙伴和产品测试环境。 四、团队介绍 科研团队： 1）周悦芝 博士 清华大学计算机系研究员，项目负责人，在边缘计算和深度学习等领域有丰富的开发经验和杰出的研究成果，在面向医学影像的AI图像分析方面曾发表多篇论文，申请或获得多项国家发明专利。 2）黄权伟 清华大学计算机系硕士，负责图像分割及细胞识别等相关算法研发。 3）梁志伟 清华大学计算机系硕士，负责深度学习算法加速研究和实现。 五、联系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果编号：20230055

针对石油化工、精细化工等行业存在的高固含量和高金属离子的难降解有机废水，项目开发了该类废水的资源化利用工艺技术，通过膜分离-吸附-离子交换集成工艺，实现了固体颗粒的高效回收，同时，实现了水的有效回用，减少了水资源的消耗。项目获国家授权发明专利6项。

技术原理： 智能可视化优化技术综合应用智能建模与优化算法、可视化方法和计算机信息技术，将多维空间的数据降维映射在二维平面上，并生产目标函数的等值线，据此，可从二维平面上直观看到整个数据空间的超几何特性，并看出最优点和最优区域。 智能可视化优化技术是一种全新的基于数据驱动的优化技术，它具有其它技术不可比拟的独特优势。（智能可视化优化软件IVOS，中国软件著作权No.2011SR013087）。  功能与特性： （1）单目标和多目标优化： 对单目标优化问题，可确定出平稳的优化区域或最优点； 对于多目标的优化问题，可以确定出兼顾多个目标的满意区域； 对有指标控制（或约束）的优化问题，可确定出满足控制指标的优化区域。 （2）确定优化方向： 当最优点不在数据集空间时，可从映射平面上直观看出最优方向，并确定出沿此方向上推进时哪些变量在起主要作用。 （3）利用优化区域调整优化点：当某些优化参数对优化目标有重要影响，但它们的值又不可控时，可通过调节其它可控参数，使优化点在优化区域内移动到另一点。这种特性对于原料性质时常变化的反应过程的优化非常有用。 （4）特别适用于复杂反应单元（如催化裂化、加氢裂化、焦化、加氢精制、乙烯裂解、以及其它装置的反应单元）的反应产物的分布优化。 该技术是武汉理工大学鄢烈祥教授创立，研究团队近10多年来的研发成果。凝结了国家863计划课题、国家自然科学基金项目、科技部项目、湖北省自然科学基金项目、企业合作项目的研究成果，以及多位博士和硕士研究生的学术论文研究成果。

徐长卿属于常用中药材之一，年需求量逐年增大。该技术能明显提升其人工种植技术水平，药材的产量与质量得到了保证，为实现规范化、规模化生产奠定了坚实的基础。种植徐长卿经济收益较好，对于调整农村产业结构、帮助农民脱贫致富及生态环境保护具有重要意义。山东为徐长卿药材的道地产区，徐长卿规范化生产技术，简单易行，具有较大的推广应用价值。

全蝎属于常用药材，年需求量较大。由于野生资源不断减少，供求矛盾日益扩大。全蝎人工养殖技术水平可明显提高饲养产量与质量，对保证临床用药、提高临床疗效具重要意义。该技术充分利用荒山资源，年亩产值可达5000元以上，经济效益可观，简单易行，推广应用前景十分广阔。

瓜蒌是山东著名的道地药材之一，历史上产量和质量均列全国之首，由于盲目引种，致使瓜蒌的栽培品种混乱，过量施用农药和化肥，使农药残留量、重金属含量超标，瓜蒌的品质受到影响，给制药业和临床用药带来诸多问题。本技术可有效解决种质资源、种植技术、病虫害防治、采收加工等环节主要问题，可有效提高产量与质量，推广前景广阔。

关键技术及水平：异戊橡胶又称“合成天然橡胶”，具有许多与天然橡胶类似的特性，是天然橡胶的最佳替代物。该项成果的关键技术有：高活性稀土催化剂开发及应用技术、高效低耗生产工艺技术，具体包含具有特殊结构的螺带螺轴搅拌器的48立方米大型聚合釜的搅拌混合技术、三流体混合喷嘴及液相提浓凝聚技术、简捷有效的单体和溶剂的精制与回收技术；异戊橡胶生产装置的设计、建设及运行，最终研制生产出具有自主知识产权的成熟的稀土异戊橡胶。 取得主要成果：该技术中试生产下线四种牌号的异戊橡胶，其产品质量达到国外同类先进产品水平，其性能与俄罗斯的SKI-3相当，并通过了FDA认证（FDA证书号：16410419986）。新型橡胶防老剂突破国际技术封锁，在防老剂4020的生产技术上，通过对催化剂反应机理、中毒机理的研究，开发出了新型多功能、高选择性加氢催化剂，大幅降低了投资及能耗；且产品含量稳定在99.5%以上，结晶点47℃以上，达到了目前世界上最好水平的产品质量。

1、机械自动化改造，人工智能代替人工；2、余热进一步利用，煅烧烟道余热、焙烧烟道余热利用、水套余热利用等；3、工艺过程指标研究；4、新产品、新技术研发。

纳微结构赋予材料新的功能和功效。利用CO2 辅助雾化制备和组装纳微颗粒结构材料，通过二相或多相流的喷头结构元件膨胀和雾化，根据混合和相分离的变化，组装纳微颗粒结构和形态。根据液滴在射飞过程中由于环境的变化而溃散、雾化、溶剂蒸发射飞过程中环境以及混合方式的调节，可形成各种纳微尺度和不同结构组装的颗粒材料。例如，根据多相流结构元件可快速形成高过饱和度快速成析和射流分散这样的特点，可设计给药系统，形成芯囊型或相互包嵌的超微细给药系统。又如用本方法制备的含能材料纳微颗粒，具有独到之处。