天津大学精仪学院2012年大学生创新创业训练计划指南

学院项目类型项目名称项目来源项目年限精仪学院创新训练项目高稳定、高功率全光纤飞秒激光放大系统国家自然科学基金2012-2013精仪学院创新训练基于机器视觉与运动感知的残障人机交互游戏系统设计国家863、国家科技支撑计划、国家自然科学基金1年精仪学院创新训练多通路运动捕捉与信息融合的安防系统研究国家863、国家科技支撑计划、国家自然科学基金1年精仪学院创新训练下肢人工运动神经假体装置设计与实现国家863、国家科技支撑计划、国家自然科学基金1年精仪学院创新训练基于空间编码刺激诱发视觉P300信号的脑机接口设计国家863、国家科技支撑计划、国家自然科学基金1年精仪学院创新训练情绪调控的神经反馈诱导训练系统设计国家863、国家科技支撑计划、国家自然科学基金1年精仪学院创新训练基于认知工程的航天员自适应人机协作系统研究国家863、国家科技支撑计划、国家自然科学基金1年精仪学院创业实践项目基于环保物联网在线监测设备与平台横向（天津市环境监测中心、天津同阳科技发展有限公司）1精仪创新训练结合教学与创新竞赛的微小型电子产品研发国家自然科学基金、省部级基金、深圳倍轻松科技有限公司、广2年精仪学院创新训练基于移动互联网的个人数字健康终端设计国家自然基金1年精仪学院创新训练长期在轨航天员脑力疲劳快速监测方法研究国家自然基金1年精仪学院创新训练基于磁刺激的骨质疏松治疗系统设计国家自然基金1年精仪学院创新训练项目内窥式多阵元超声成像装置纵向（国家科技支撑计划、国家基金科学仪器专项）1年精仪学院创新训练项目便携式黄疸测试笔横向（北京301医院）1年精仪学院创新训练项目基于特定人的内窥镜自动定位语音识别系统横向（天津博朗科技发展有限公司）1年精仪学院创新训练项目基于保偏光纤光栅的双参数传感国家973计划2年精仪学院创新训练项目压电陶瓷驱动及闭环性能国家自然科学基金2年精仪学院创新训练项目人脸扫描技术研究国家自然科学基金2年精仪学院创新训练项目多通道光纤声传感系统国家973计划1年精仪学院创新训练项目光纤温度传感国家973计划1年精仪学院创新训练项目激光三维人体扫描仪高精度标定研究国家自然科学基金1.5-2年精仪学院创新训练项目全光纤光子统计特性演示仪国家973计划2年精仪学院创新训练项目近化学计量比PPLN制备系统的设计与实现国家自然科学基金1-2年精仪学院创新训练项目全自动高效节能太阳能电池板横向（英飞凌提供单片机）1年精仪学院创新训练项目新型逃逸氨在线监测方法的研究及系统研制省部级基金1年精仪学院创新训练项目仿生复眼式大视场高灵敏度测速系统研究国家自然科学基金2012至2014精仪学院创新训练项目超精密加工元件多参数光学自动检测装置与方法国家自然科学基金2年精仪学院创新训练项目高温导热系数测定仪校企合作2年精仪学院创新训练项目空间分辨的燃烧场温度测量激光传感器纵向（国家重点实验室探索课题）1年精仪学院创新训练项目车身矫正三维坐标在线测量系统企业1年精仪学院创新训练项目基于振动的汽车发动机转速实时在线测量系统企业1年精仪学院创新训练项目随身物品防盗表自选1年精仪学院创新训练项目互动音乐喷泉自选1年精仪学院创新训练项目智能广告牌自选1年精仪学院创新训练项目怪叫压力发泄球自选2年精仪学院 创业训练项目微创连续血糖检测仪纵向（国家自然科学基金）1年项目简介（200字以内）指导教师姓名飞秒激光是脉冲宽度为飞秒量级（10-15秒）的激光脉冲，而高稳定、高功率、集成化的飞秒激光器是其广泛应用于生命科学、物理、化学的关键。

本项目是利用非线性偏振旋转和非线性放大原理实现飞秒激光的锁模和放大，得到高功率飞秒激光输出，同时利用全光纤元件实现高集成化，并对系统精确温控实现长期稳定工作。

该项目将开发出全光纤的飞秒激光放大系统，输出脉冲平均功率为数瓦，脉冲宽度小于200飞秒，重复频率十几兆赫兹，功率抖动（长期）小于1%。

刘博文调查表明，因交通事故、自然灾害、疾病、运动损伤等因素造成的肢体残疾以29%的比例位居各类残疾之首。

国家“十一五”规划将残疾人“人人享受康复服务”作为工作目标，对残疾人康复事业大力扶持。

本课题拟研制一种基于机器视觉与运动感知的残障人机交互游戏系统，该系统主要提高肢体运动的协调性、定向性，改善中风患者的注意力发散状况，并可定量评价康复疗效。

明东、张力新、綦宏志本项目拟建立一种基于步态图像、红外热释电等的多通路运动捕捉平台，研究融合多种生物特征的综合识别模式与动作分类算法，构建一套兼有远距离、自动化程度高和价格相对低廉等优点的危险动作预警系统，推进生物特征在公共安全防范领域的实际应用。

明东、綦宏志由各类神经疾病或损伤所造成的下肢瘫痪或运动功能障碍，近年来发病率呈显著上升趋势。

由于神经系统再生能力相当微弱，临床治疗手段十分有限，因而此类疾病会给个人及家庭带来极大负担，成为日益沉重的社会问题。

相对传统的机械式被动康复辅具，围绕功功能性神经肌肉电刺激进行的人工运动神经假体技术被普遍认为是一种有效的临床康复训练工具。

本项目拟通过设计基于多通道功能性电刺激的下肢人工运动神经假体装置，通过预定程序的电脉冲序列来刺激失去神经控制的肌肉收缩，从而产生腿部运动，以矫正或替代肢体运动状况或丧失的功能。

明东、綦宏志P300-Speller是利用稀少事件相关电位（Event-Related Potential, ERP）—P300信号特征实现文字选择输入的经典人机交互范式。

它能够实现受试者利用脑电与外界进行文字交流的功能，已公认是脑-机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术中目前最为有效的信息输入与交互的重要手段之一。

本项目拟设计基于三维空间编码闪烁模式的64字符和125字符两种改进型P300-Speller，从而为开发具有大字符集、大指令集、高信息传输率和高分类正确率的新型实用P300-Speller脑机接口提供关键技术保障。

綦宏志、明东长期抑郁可造成异常社会心理改变和情绪异常，有可能对人的心理和生理产生较严重的伤害。

本项目由情绪的多维度电生理特征研究出发，通过情绪任务诱发试验和多通道电生理特征提取与识别分析，建立情绪表达的多维矩阵模型，实现准确实时的情绪监测，进而通过虚拟现实和人机交互技术建立情绪训练反馈系统。

綦宏志、明东在航天员自动化人机系统中，有效的人机协作对整个系统的工作绩效有着决定性的作用。

大量研究表明，航天员在极端工作条件下，会导致一系列生理心理变化。

如脑中枢的形态学变化、神经元代谢降低、神经递质变化、空间失定向、错觉、记忆和注意障碍、疲劳、衰弱、抑郁、认知失调、执行任务能力下降等等，一系列生理、心理、认知功能的退化。

本项目拟通过电生理及其它生理体征信息的融合检测对航天员知觉、注意能力、记忆能力、空间定向、情绪等认知功能进行实时监测，据此对作业任务进行动态规划和分配，进而提高航天任务的绩效和安全性。

明东、张力新、綦宏志研究内容：针对国家十二五规划目标，研究基于3G环保物联网的嵌入式环境信息采集技术,开发分布式云计算平台，实现在线数据挖掘、预测预警、风险评估及决策支持；预期目标：研制成功在线数采仪样机，取得环保产品各项资质证明并实现产业化；在线监测云计算平台获得国家软件著作权、申请相关专利；协助项目合作方天津市环保部门在滨海新区建立本项目成果的示范应用，在项目期内实现数采仪样机销售50台以上。

余辉、陈文亮结合《生物医学电子学》和《单片机原理》的教学，研制既可独立使用也可联网使用的高性能、低成本生理、生化家庭健康仪器：心电图机、血压计、血氧计、红外体温计、呼吸监测仪等。

解决健康物联网的瓶颈－－健康信息的传感难题。

李刚、林凌随着无线移动技术的快速发展，智能手机越来越多的走进了千家万户。

以ios，安卓平台为代表的智能手机风靡全球，基于智能手机平台的个人移动健康终端是未来手机进化的方向之一，具有非常巨大的市场前景。

作为生物医学工程专业的学生和本领域未来的卓越工程师，应该时刻关心最新的技术如何应用到人类健康事业，提高人的生活质量；应该努力培养行业敏锐视角，开发客户需求，创造新型产品。

本项目拟初步实现基于智能手机的心率的监护，GPS急救定位等医学监护应用。

周鹏，王学民航天员长期在轨生活中，由于生理节律失调，空间飞行任务的超负荷工作强度，以及时间感缺失等问题导致睡眠缺失和严重的失眠现象，进而导致脑力疲劳，并且对航天员警戒水平、认知功能产生影响，最终影响作业绩效。

建立疲劳监测方法和睡眠影响程度的预测模型可应用于长期在轨飞行任务、载人登月任务、载人登火星任务中航天员脑力疲劳的动态监测和对抗，任务安排的动态调整，提高航天员警戒水平和应急状态下执行任务的能力，确保任务的成功。

因此，研究空间站环境下长期在轨航天员脑力疲劳监测方法，有重要的研究意义和实用价值。

周鹏，王学民骨质疏松是以骨量减少、骨的微观结构退化为特征的，致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨胳疾病。

骨质疏松症是老年人中的常见病，多发病，严重危害人类健康。

有资料统计，45岁以上的妇女，近三分之一患有轻重不同的骨质疏松；而75岁以上的妇女，骨质疏松症的患病率高达90%以上。

大量临床研究表明：特定参数的磁刺激具有使骨质疏松所致疼痛明显减轻或消失；重塑骨结构、修复骨小梁、提高骨骼力学强度，加速骨折愈合，促进骨痂形成；改善骨结构，降低骨折发生率；提高骨密度、增加骨量等功效。

周鹏，王学民我们的项目旨在通过研究多阵元超声成像系统原理及硬件实现，使用无需旋转的多阵元探头代替传统的医学超声内窥镜单阵元旋转扫描探头，提升现有超声内窥诊断装置性能。

研究包括内窥式超声发射、接收装置及超声扫描、聚焦等内容，最终要完成基于多阵元的超声发射接收装置，并在实验室搭建相应平台获取超声断层图像。

郁道银我们的项目主要面向医疗单位，旨在为医学诊断做出量化标准，协助医生分析病情。

根据黄疸病人发病情况不同，肤色及眼巩膜发黄程度不同，利用不同彩色空间的转化，定量的判断出病人发黄的程度，给出具体数值，可以避免外界条件等因素的影响，帮助医生准确诊断。

项目最终要设计出一个小巧轻便，测试准确的便携式黄疸测试仪陈晓冬我们的项目专门为内窥镜自动定位系统而设计，为手持内窥镜操作提供更加智能化的解决方案。

为保障定位系统的安全性，系统只识别特定医生的语音控制口令，医生通过发出特定的语音命令，控制内窥镜自动定位系统的机械结构实现内窥镜相应的移动和定位操作，以保证内窥镜的稳定成像。

项目最终要完成基于特定人、孤立词的语音识别任务，并在嵌入式系统中进行高效实时检测。

陈晓冬保偏光纤光栅是在保偏光纤上刻写布拉格光栅，它相当于同时在快轴和慢轴上刻写了两个布拉格光栅，具有两个谐振波长，它们对温度和横向负载的灵敏度不同，可实现两者的同时测量。