科研資訊

我國(guó)首套柔性O(shè)LED機(jī)器人成功應(yīng)用

2019年11月26日，由新松自主研發(fā)的中國(guó)首套柔性O(shè)LED機(jī)器人在國(guó)內(nèi)某知名企業(yè)成功應(yīng)用。這是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人首次進(jìn)入高端柔性屏幕生產(chǎn)線，突破國(guó)外技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)柔性O(shè)LED關(guān)鍵器件環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)化。

相較于LCD顯示屏，OLED顯示屏具有更輕薄、亮度高、功耗低、響應(yīng)快、清晰度高、柔性好等特點(diǎn)，但由于OLED屏的有機(jī)塑料層輕薄且富有柔韌性，其生產(chǎn)流程對(duì)潔凈機(jī)器人技術(shù)要求也更加嚴(yán)格。此前，國(guó)產(chǎn)柔性O(shè)LED生產(chǎn)線全部采用國(guó)外生產(chǎn)設(shè)備，嚴(yán)重制約我國(guó)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)流程國(guó)產(chǎn)化。

此次新松機(jī)器人自主研發(fā)的柔性O(shè)LED機(jī)器人——SCARA機(jī)械手，以高性能的控制系統(tǒng)、機(jī)械本體設(shè)計(jì)以及精準(zhǔn)的重復(fù)定位等技術(shù)打破多項(xiàng)困局。

研發(fā)人員介紹，他們通過傳感器掃描和軟件算法讓這款機(jī)器人有了全新的國(guó)產(chǎn)“大腦”，能夠進(jìn)行Alignment自動(dòng)糾偏、雙取雙放、數(shù)據(jù)上報(bào)等功能，能識(shí)別分析器件復(fù)雜多樣的位置，并可實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)器人動(dòng)作進(jìn)行調(diào)整和對(duì)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行補(bǔ)償，使機(jī)器人達(dá)到“手眼”協(xié)調(diào)，動(dòng)作靈活準(zhǔn)確，保障了生產(chǎn)線上的各種復(fù)雜作業(yè)。

我國(guó)成功改進(jìn)激光LIBS技術(shù)

2019年12月4日，科技日?qǐng)?bào)報(bào)道了中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院黃行九研究員和趙南京研究員利用主動(dòng)可控火花放電和電化學(xué)富集輔助改進(jìn)激光誘導(dǎo)擊穿光譜方法（LIBS），在低脈沖能量條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體和土壤樣品中痕量砷和汞的高靈敏度穩(wěn)定檢測(cè)。

與原子吸收光譜、X射線熒光光譜等傳統(tǒng)光譜分析技術(shù)相比，LIBS不僅有靈敏度高、精確度高、全元素分析等優(yōu)勢(shì)，還可以做到無損檢測(cè)，適用于任何形態(tài)的樣品，而且能遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線分析。然而在環(huán)境樣品的分析中，LIBS卻有一個(gè)很大的問題——無法檢測(cè)砷元素和汞元素。砷、汞元素是主要的重金屬污染物之二，不同于其它重金屬元素，砷和汞的沸點(diǎn)低、揮發(fā)性強(qiáng)，在LIBS的高脈沖能量下，砷和汞易揮發(fā)，導(dǎo)致檢測(cè)限高甚至沒有信號(hào)。

解決這個(gè)問題需要減少砷和汞的揮發(fā)。為此，中科院研究員以低脈沖能量激光代替高脈沖激光，有效減少了砷和汞的揮發(fā)。同時(shí)，為了彌補(bǔ)低脈沖能量下砷和汞等離子含量不足的問題，利用火花放電裝置產(chǎn)生更多的等離子體，并通過修飾可調(diào)控氧空位的花狀納米片的電極進(jìn)行電化學(xué)富集，實(shí)現(xiàn)了砷和汞的高靈敏度檢測(cè)。研究人員還在火花放電裝置中增加可控高速開關(guān)，并且改進(jìn)火花放電和激光之間的時(shí)間，保證等離子體的穩(wěn)定。

低脈沖能量激光誘導(dǎo)擊穿光譜法是我國(guó)光譜技術(shù)又一成果，標(biāo)志著我國(guó)光譜儀器科研水平又向世界水平邁出了一步，也為國(guó)產(chǎn)光譜儀器提供了新的理論，增加了國(guó)產(chǎn)光譜儀在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

斐波那契光子篩曲率傳感新方案

2019年12月2日，Applied Physics Letters發(fā)表了中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所張軍勇課題組研究成果，利用斐波那契光子篩實(shí)現(xiàn)了曲率傳感的單次曝光波前診斷與成像[Single-shot curvature sensing with non-coaxial Fibonacci-sieve filter in telescope，Appl. Phys. Lett. 115, 234101 (2019)]。

近年來，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)不斷提高對(duì)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量的要求，以更好地適應(yīng)高能激光、天文觀測(cè)、光學(xué)通訊等領(lǐng)域。不同于基于波前斜率的波前傳感技術(shù)，曲率傳感是波前的二階導(dǎo)數(shù)，其與相位分布的關(guān)系滿足泊松方程，而變形鏡的控制信號(hào)與變形量關(guān)系也恰滿足該方程。利用這一特點(diǎn)，無須經(jīng)過計(jì)算就可通過響應(yīng)矩陣控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)曲率型變形鏡的直接操控，縮短了自適應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，提高了自適應(yīng)系統(tǒng)的在線實(shí)時(shí)性。

波前曲率傳感是通過測(cè)量離焦面上的光強(qiáng)分布求得波前的曲率和相位分布。若要實(shí)現(xiàn)單次測(cè)量，需要同時(shí)至少記錄焦平面前后的兩層光強(qiáng)。振幅型斐波那契光子篩具有三維陣列衍射極限焦點(diǎn)功能，通過對(duì)待測(cè)物體的多重全同拷貝，將沿軸向分布的強(qiáng)度圖映射到徑向方位，單一探測(cè)器單次曝光即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同傳輸面的同時(shí)記錄，這就規(guī)避了曲率傳感通常所采用的分時(shí)多次曝光。課題組所采用的技術(shù)巧妙利用中間的焦平面作為絕對(duì)基準(zhǔn)定位面，光路結(jié)構(gòu)決定了兩個(gè)離焦面的距離恒等，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量面之間的鎖距，解決了離焦面的高精度定位問題。

光學(xué)段的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的有效性，這為進(jìn)一步開展短波段的波前診斷與成像奠定了良好基礎(chǔ)。對(duì)于更長(zhǎng)的光波而言，可以設(shè)計(jì)成位相型衍射透鏡，提高衍射效率，增強(qiáng)對(duì)弱信號(hào)的檢測(cè)與成像能力。

皮膚實(shí)驗(yàn)室多模式檢測(cè)生命指征，解碼健康大數(shù)據(jù)

穿戴式汗液傳感器有潛力實(shí)現(xiàn)有用的生物標(biāo)志物的連續(xù)測(cè)量。但是，當(dāng)前的傳感器不能準(zhǔn)確地檢測(cè)出低濃度分析物，缺乏多模式感測(cè)方法，難以大規(guī)模制造。2019年11月25日Nature Biotechnology發(fā)表了加州理工學(xué)院高偉研究團(tuán)隊(duì)提出的一種新型皮膚實(shí)驗(yàn)室概念，為解決上述問題提供了一種思路。

研究人員以激光雕刻方式制備了集成式多模式皮膚傳感貼片（電化學(xué)傳感器、應(yīng)力傳感器與溫度傳感器），配合微流體結(jié)構(gòu)與柔性電路板，實(shí)現(xiàn)了呼吸、心跳溫度等物理信號(hào)采集，以及汗液中微量成分——尿酸、酪氨酸的監(jiān)測(cè)。（A laser-engraved wearable sensor for sensitive detection of uric acid and tyrosine in sweat，Nature Biotechnology，Nat Biotechnol（2019）doi：10.1038 / s41587-019-0321-x）。

酪氨酸是新陳代謝、肝臟紊亂以及神經(jīng)系統(tǒng)紊亂的重要標(biāo)記物，而尿酸則是痛風(fēng)的重要判斷指標(biāo)。

該智能傳感器件在較高靈敏度的同時(shí)，兼具低成本、大規(guī)模制備等優(yōu)勢(shì)，這種準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的健康信息可以為病人提供輔助式健康管理，及時(shí)調(diào)整用藥劑量及飲食作息。在不影響患者生活方式的同時(shí)，進(jìn)行各項(xiàng)生理信號(hào)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)管理，為實(shí)時(shí)性、前瞻性、定制化的醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)提供可能。