“磁海甬動(dòng)”磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果發(fā)布活動(dòng)第十場(chǎng)舉辦
為促進(jìn)磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，強(qiáng)化創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、服務(wù)鏈、政策鏈、資金鏈的深度融合，助推寧波市科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)集群高質(zhì)量發(fā)展，由中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、寧波磁性材料產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展促進(jìn)中心（工信部）、浙江省磁性材料應(yīng)用技術(shù)制造業(yè)創(chuàng)新中心、浙江省磁性材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)綜合體等單位聯(lián)合主辦的“磁海甬動(dòng)”磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果發(fā)布系列線上直播活動(dòng)第十場(chǎng)于1月7日舉辦。
本次發(fā)布的八項(xiàng)成果，分別由來(lái)自之江實(shí)驗(yàn)室的張寧副研究員、李國(guó)瑞助理研究員，鄭州大學(xué)的王偉副教授，西北工業(yè)大學(xué)的李永波副教授，北京航空航天大學(xué)的苗永浩副教授，陜西科技大學(xué)的熊傳銀副教授，中科院寧波材料所李法利博士后、寧波源海博創(chuàng)科技有限公司張星董事長(zhǎng)，在線吸引了來(lái)自投資機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、磁性材料上下游企業(yè)家以及科研院所專家教授學(xué)者們約5000人次在線觀看。
張寧分享了題為“磁懸浮微特?zé)o刷電機(jī)”的報(bào)告。磁懸浮微特?zé)o刷電機(jī)是工業(yè)現(xiàn)代化、辦公自動(dòng)化、家庭現(xiàn)代化等領(lǐng)域不可缺少的基礎(chǔ)關(guān)鍵部件，其應(yīng)用范圍非常廣泛，而且隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和技術(shù)進(jìn)步還將進(jìn)一步拓展。本報(bào)告圍繞生產(chǎn)生活和高端儀器設(shè)備所必需的微特電機(jī)進(jìn)行技術(shù)介紹，利用量子磁測(cè)量技術(shù)和智能模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了磁懸浮微特電機(jī)研發(fā)和應(yīng)用。基于團(tuán)隊(duì)前期在量子精密磁測(cè)量領(lǐng)域的技術(shù)積累，利用自主研發(fā)的超高靈敏量子磁測(cè)量平臺(tái)對(duì)設(shè)計(jì)加工的線圈和磁體進(jìn)行了高精度標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)了磁懸浮關(guān)鍵磁器件的高精度設(shè)計(jì)和標(biāo)定?；谥瓕?shí)驗(yàn)室智能計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行智能模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理模塊、位置傳感檢測(cè)模塊、智能功率模塊進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，有效改善電機(jī)定子電流波形，突破了電機(jī)高精度控制技術(shù)。
李國(guó)瑞分享了題為“深海智能機(jī)器人及柔性傳感設(shè)備”的報(bào)告。其研發(fā)的軟體機(jī)器人以自然界中軟體生物為仿生原型；在結(jié)構(gòu)上，大多由高度柔軟的彈性材料組成；在功能上，由軟體智能材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬質(zhì)電機(jī)或傳感器提供類肌肉驅(qū)動(dòng)或感知。報(bào)告主要以仿生軟體水下機(jī)器人及仿生深海軟機(jī)器為例，介紹了電驅(qū)動(dòng)水下軟體機(jī)器人及深海軟機(jī)器驅(qū)動(dòng)機(jī)理、高靜水壓適應(yīng)機(jī)制及設(shè)計(jì)方法，相關(guān)技術(shù)可為深海等極端環(huán)境下的軟體機(jī)器人及柔性智能裝備的研究提供依據(jù)。其團(tuán)隊(duì)首次提出“水環(huán)境作為柔性離子電極”的新方法和“無(wú)耐壓殼萬(wàn)米深海軟體機(jī)器人”的新概念，實(shí)現(xiàn)了同類軟體機(jī)器魚(yú)最快游動(dòng)速度及萬(wàn)米深海極端環(huán)境驅(qū)動(dòng)。所研發(fā)的軟體機(jī)器人具無(wú)電機(jī)、高效率、低噪聲仿生推進(jìn)，全軟體、低成本一體化制造，小型化、低成本化、無(wú)耐壓殼的優(yōu)勢(shì)。該軟體機(jī)器人因其多功能、高親和與強(qiáng)適應(yīng)等特性，在康復(fù)醫(yī)療、深海極地探索等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
王偉分享了題為“非線性人體運(yùn)動(dòng)能量俘獲技術(shù)”的報(bào)告。隨著低功耗高性能的微處理器和無(wú)線傳感器等技術(shù)的迅速發(fā)展，橋梁、機(jī)械、飛行器等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及人體可穿戴設(shè)備的能源供給技術(shù)成為了21世紀(jì)重大的科技需求之一。為了克服線性振動(dòng)能量俘獲系統(tǒng)頻帶較窄且與環(huán)境振動(dòng)等頻率匹配困難的問(wèn)題，非線性振動(dòng)能量俘獲系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究受到了當(dāng)前社會(huì)的廣泛關(guān)注，而非線性能量俘獲系統(tǒng)在人體運(yùn)動(dòng)等實(shí)際信號(hào)激勵(lì)下的響應(yīng)特性研究仍不完善。人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程復(fù)雜多變，且振動(dòng)信號(hào)具有低頻、大幅度、隨機(jī)性等特點(diǎn)，當(dāng)多穩(wěn)態(tài)壓電能量俘獲結(jié)構(gòu)應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)能量收集時(shí)，可根據(jù)人體不同部位的具體運(yùn)動(dòng)特征設(shè)計(jì)多穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的勢(shì)函數(shù)，達(dá)到最優(yōu)的能量俘獲性能；磁彈簧式電磁振動(dòng)能量俘獲結(jié)構(gòu)可根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和磁鐵特性調(diào)整結(jié)構(gòu)的有效振動(dòng)頻帶，考慮人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在的沖擊、擺動(dòng)等運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，合理配置最優(yōu)參數(shù)，可有效提高能量俘獲效率；利用壓電和電磁式結(jié)構(gòu)收集人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量，可用于為低功耗電子設(shè)備供電，達(dá)到無(wú)需充電和少充電的目的。此外，柔性壓電智能薄膜的開(kāi)發(fā)與利用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)人體便攜式電子設(shè)備的能源自供給，還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體的運(yùn)動(dòng)特征，達(dá)到健康監(jiān)測(cè)的目的，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
李永波分享了題為“基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械健康監(jiān)測(cè)及診斷”的報(bào)告。旋轉(zhuǎn)機(jī)械（如燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等）經(jīng)常工作于高溫、高速、重載和強(qiáng)擾動(dòng)等復(fù)雜服役環(huán)境下，導(dǎo)致災(zāi)難性事故時(shí)有發(fā)生。因此，開(kāi)展對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障表征、早期故障檢測(cè)和診斷技術(shù)的研究可為使用者提供更多的時(shí)間裕量來(lái)進(jìn)行補(bǔ)救，對(duì)避免重大事故的發(fā)生和減少經(jīng)濟(jì)損失至關(guān)重要。針對(duì)沖擊振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)的故障表征、優(yōu)化檢測(cè)以及診斷等科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展深入研究，提出了基于熵值驅(qū)動(dòng)的故障診斷和瞬態(tài)信號(hào)優(yōu)化檢測(cè)的理論及其方法，并將研究成果成功應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)早期故障檢測(cè)和診斷中。研究成果具有非常大的應(yīng)用潛力，并有望在未來(lái)產(chǎn)生一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
苗永浩分享了題為“機(jī)電裝備健康狀態(tài)評(píng)估與故障診斷技術(shù)及應(yīng)用”的報(bào)告。狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷是保障機(jī)電裝備安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。而當(dāng)前工業(yè)重大裝備朝著大型化、復(fù)雜化和集成化的方面發(fā)展，對(duì)于安全運(yùn)維要求不斷提高，同時(shí)也增大了裝備健康狀態(tài)評(píng)估與故障診斷的難度。苗永浩首先結(jié)合相關(guān)案例介紹了當(dāng)前機(jī)械故障診斷領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并有針對(duì)性地介紹了幾種具有代表性的故障診斷方法。他還介紹了團(tuán)隊(duì)的部分應(yīng)用成果。在工業(yè)應(yīng)用方面，其團(tuán)隊(duì)圍繞重大裝備健康狀態(tài)評(píng)估與智能運(yùn)維開(kāi)展了大量應(yīng)用研究，針對(duì)不同領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)對(duì)象，定制化提供從測(cè)試技術(shù)、分析方法到應(yīng)用平臺(tái)的解決方案。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了裝備在線、離線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和大型監(jiān)測(cè)平臺(tái)，覆蓋外置傳感信息（振動(dòng)、聲音、聲發(fā)射、扭矩和力等）、內(nèi)置伺服信息（轉(zhuǎn)速、編碼器、電流和電壓等）測(cè)試方案和分析手段，包括特征提?。〞r(shí)域、頻域和時(shí)頻域方法等）、深度學(xué)習(xí)和邊緣計(jì)算等技術(shù)。目前，團(tuán)隊(duì)在航空航天、軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和能源化工等領(lǐng)域與相關(guān)科研院所和企業(yè)開(kāi)展了大量合作。
熊傳銀分享了題為“生物質(zhì)材料在超級(jí)電容器領(lǐng)域的應(yīng)用”的報(bào)告。生物質(zhì)資源是可再生的資源，在合理保護(hù)和利用的情況下，可以永續(xù)利用，這對(duì)生物質(zhì)資源在綠色能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的高值化開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有重要的社會(huì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。其團(tuán)隊(duì)主要研究了幾種基于不同的生物質(zhì)資源設(shè)計(jì)和構(gòu)筑的高存儲(chǔ)性能的超級(jí)電容器電極材料，基于天然木材設(shè)計(jì)構(gòu)筑的具有高強(qiáng)度、可塑形、自修復(fù)和形狀記憶特性的高性能超電存儲(chǔ)復(fù)合電極材料，基于非碳化的方法設(shè)計(jì)構(gòu)筑的木材、納米纖維素基高性能的超電復(fù)合電極材料，基于絲網(wǎng)印刷和電化學(xué)的方法設(shè)計(jì)構(gòu)筑的可圖案化定制的一體化無(wú)隔膜紙基高性能超電儲(chǔ)能器件。這些工作為新結(jié)構(gòu)、高性能、綠色可持續(xù)生物質(zhì)基復(fù)合電極材料的設(shè)計(jì)、制備及應(yīng)用提供了一些可供借鑒的新思路和切實(shí)可行的方法。
李法利分享了題為“液態(tài)金屬基仿生痛覺(jué)傳感器”的報(bào)告。其研究工作所設(shè)計(jì)的痛覺(jué)感知系統(tǒng)模仿該機(jī)制，能夠在受傷前、中、后等多個(gè)階段有效地對(duì)人體提供不同級(jí)別的防護(hù)。受人體痛覺(jué)感知系統(tǒng)的啟發(fā)，本工作利用仿生設(shè)計(jì)，制備了能夠像人體一樣具有多種工作模式的痛覺(jué)感知系統(tǒng)，能為電子皮膚提供有效的保護(hù)。利用液態(tài)金屬顆粒膜“受傷”（機(jī)械刻劃）時(shí)獨(dú)特的電學(xué)特性，仿制了能夠?qū)崿F(xiàn)“傷口”感知和定位的痛覺(jué)感受器。進(jìn)一步結(jié)合壓力傳感器和仿神經(jīng)突觸，實(shí)現(xiàn)了痛覺(jué)的多種工作模式，包括受傷前基于壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了傷害性信號(hào)預(yù)警，受傷時(shí)的精確定位功能，受傷后通過(guò)調(diào)整仿神經(jīng)突觸的電阻狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了敏化機(jī)制的模擬，該機(jī)制也可以像人體受傷后的皮膚一樣使得傷口周?chē)拿舾行栽鰪?qiáng)，輕微的觸摸就可以引發(fā)疼痛信號(hào)的產(chǎn)生，因此可以有效促進(jìn)傷口的修復(fù)和二次傷害的規(guī)避。最后利用仿神經(jīng)突觸電阻信號(hào)的時(shí)間衰變特性，模仿了敏化機(jī)制的衰減。
張星分享了題為“基于聲學(xué)特征跟隨的共形寬頻高效減振降噪技術(shù)研究及應(yīng)用”的報(bào)告。其研究團(tuán)隊(duì)在十?dāng)?shù)年的工作經(jīng)歷中，自研和消化吸收了各類減振降噪技術(shù)，承擔(dān)了大量國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，解決了各類船用設(shè)備包括風(fēng)機(jī)、電機(jī)、泵、發(fā)動(dòng)機(jī)的低噪聲改造工作，工程經(jīng)驗(yàn)非常豐富，這些寶貴成果極具推廣應(yīng)用價(jià)值。基于自研的共形消聲技術(shù)、亞波長(zhǎng)寬頻消聲技術(shù)等創(chuàng)新性研究，團(tuán)隊(duì)在小空間場(chǎng)景降噪領(lǐng)域取得了重大突破，目前已和某醫(yī)療設(shè)備大型企業(yè)簽訂了五年的排他性合作協(xié)議，制氧機(jī)專用降噪部件、通用型排氮消聲器、小型壓縮機(jī)通用排氣消聲器等產(chǎn)品已成功研發(fā)并批量供貨，后期市場(chǎng)前景廣闊。
“磁海甬動(dòng)”磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果發(fā)布系列活動(dòng)受科技部人才中心指導(dǎo)，是磁性材料產(chǎn)業(yè)的標(biāo)志性品牌活動(dòng)?；顒?dòng)對(duì)接國(guó)家級(jí)科技領(lǐng)軍人才資源，聚焦磁電子、磁診療、磁制冷、磁動(dòng)力、磁傳感等應(yīng)用方向，通過(guò)線上直播方式向磁產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)發(fā)布前沿、領(lǐng)先的科技成果信息，旨在推動(dòng)磁產(chǎn)業(yè)最新科技成果落地轉(zhuǎn)化，打通科技成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”，助推中國(guó)磁產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展。
（磁材實(shí)驗(yàn)室）