工作人员检测生产出来的可镀DLC膜镜头

智能辅助外骨骼机器人

毒品检测仪

非入户用电负荷辨识终端

　　不久前结束的2019年“创客中国”云南省中小企业创新创业大赛中，50个项目脱颖而出。从光学到人工智能，从农业到信息技术，获奖项目类型多样、涉及领域广泛，体现了最新研发成果和技术。其中，可镀DLC膜光学无热化红外镜头、现场一分钟毒品检测仪、非入户式居民用电负荷智能辨识终端和智能辅助外骨骼机器人研究与开发4个项目夺得冠军。

 

　　“创客中国”中小企业创新创业大赛是一场全国范围的赛事活动，旨在进一步激发创新潜力，集聚创业资源，营造“双创”氛围,为中小企业和创客提供交流展示、产融对接、项目孵化的平台，发掘和培育一批优秀项目团队，催生新产品、新技术、新模式和新业态。同时，提升中小企业专业化能力和水平，推动其转型升级。举办4年来，大赛已集聚大批人才、技术、资本等全社会创新创业要素，成为推进大众创业、万众创新，培育和发展新动能、新经济、新企业的重要抓手。

 

　　2019年“创客中国”云南省中小企业创新创业大赛共有274个企业和创客团队报名参赛，涉及新能源新材料及节能环保、装备制造业、生物医药及大健康产业等多个领域。经过初评、决赛等环节，最终决出一等奖4名、二等奖6名、三等奖8名、优胜奖32名。在往届基础上，本次大赛组委会不断探索和创新，针对参赛项目开展了信用评级、融资服务、市场开拓等系列培训，进一步挖掘项目潜能，加快企业成长。

 

　　省工信厅相关负责人表示，根据政策，优质参赛企业将有不同层面的赛事奖励及政策激励。今后，云南省将借助此类比赛，营造大众创业、万众创新的浓厚氛围，推动全省形成大企业“顶天立地”、小企业“铺天盖地”、小微创客“枝繁叶茂”的局面。

 

　　项目展示

 

　　可镀DLC膜光学无热化红外镜头成功解决行业难题

 

　　近年来，红外热成像设备应用范围逐渐广泛。和其他光学仪器一样，红外热成像镜头会受环境影响出现一定程度磨损，降低成像清晰度。为了解决这一行业难题，昆明全波红外科技有限公司经过4年多创新和试验，研发了一种可镀DLC膜的光学无热化红外镜头，并开发出了20余个系列的产品。

 

　　该公司总经理金有平介绍，红外热成像镜头技术2003年起在国内被逐渐广泛应用。几年前，昆明全波红外科技有限公司针对红外镜头焦距容易随温度变化而改变的缺点，通过对镜头“消热”，在行业率先研发了无热化红外镜头，即红外镜头不会受温度变化而虚焦。但技术人员随后发现，由于结构和材料的特殊性，常用在普通镜头上镀DLC膜的方法无法在无热化红外镜头上实现。DLC膜为光学镜头常用镀膜，碳分子经过电离沉积至镜头表面，形成一层保护。无法镀膜意味着无热化红外镜头经过长时间工作后会产生磨损，清晰度随之降低，影响成像效果。为了避免磨损，只能在镜头前加装保护窗口，这样一来，成本增加。最重要的是，由于厚度和体积增加，镜头能量大大减弱，细节观察效果差。如何在无热化红外镜头上镀DLC膜？2015年，该公司启动了相关科研攻关。

 

　　金有平说，在项目实施中，企业解决了多项关键技术问题。优化了高精度非球面、衍射光学加工技术以及硫系玻璃等非锗新兴红外材料加工技术，组建了安防型红外镜头专业装调、检测生产线等。通过不断改进，企业掌握了高精度非球面、衍射光学加工技术。最终，采用三片透镜方案设计出的能镀DLC膜的光学无热化红外镜头优势突出。其镜头结构简单，不需要保护窗，不仅减少了稀有红外材料的使用，也减轻了成像系统的重量及体积，提高了透过率和探测能力。同时，用优于硫系玻璃的锗材料制作第一透镜，大大提高了镜片警惕抗冲击性能。

 

　　今年1月，该项目获国家发明专利授权。在此研发基础上，企业延伸了产品类型，研制出适应市场要求、标准化、量产化、高性价比的安防红外镜头，不仅填补了市场空白，还实现了红外热成像应用技术的民用推广，实现产业化。目前，项目系列产品已有20余个，预计今年为企业增加收入超过1000万元。

 

　　毒品检测仪一分钟测出体内是否含毒

 

　　手机大小的检测仪，U盘大小的检测芯片，二者结合后，能在1分钟内快速检测人体内是否含有毒品。

 

　　该项目负责人唐泽麒介绍，很长时间以来，如果需要检测人体内是否有毒品，需要到专门机构抽血或尿检，并等待3至5个工作日才能得出结论。可通过尿液在10多分钟给出结果的胶体金技术虽缩短了检测时间，仍存在窗口期短等问题。针对以上的种种不足，去年，项目团队启动了基于微粒操控技术的快速毒品检测设备研发项目。

 

　　将唾液/血液滴进U盘大小的生物芯片中，再将芯片插入检测仪，1分钟后，检测项目、目标物浓度、现场照片、检测时间等关键数据便会出现在屏幕上并通过后台上传至国家相关部门。唐泽麒说，快速检测系统中，生物芯片制作是关键，需事先将毒品探针固定在芯片内，检测时等待目标物（即毒品）与固定探针发生反应。为加快反应时间，项目团队使用了微粒操控技术。该技术提升了免疫反应效率，将整个免疫反应时间缩短至5秒—60秒，部分免疫检测极限提高至10g/mL-15g/mL。可为禁毒人员提供快速、易用的检测手段，提高管控吸毒人员的效率与效果。值得一提的是，按照常规尿检，吸毒1周后便无法检出，快速检测仪在吸毒后30天内仍能进行检测，准确率达99%。目前，该项目已有37项发明，团队与云南警官学院等单位合作，帮助相关部门实现了实时研判及实时毒情评估。

 

　　在研发了现场1分钟毒品检测仪的基础上，接下来，团队将利用同一技术平台，制作不同种类的生物芯片，拓展应用领域，研发其他药物滥用快检设备。如在动物疫病方面，快速检测口蹄疫、禽流感、布鲁斯菌病等；在食品安全领域，快速检测黄曲霉毒素、农药残留等；在人体疾病方面，检测艾滋病等，或在感冒、发烧时检测是病毒感染还是细菌感染，及时治疗。设备方面，将研发并量产多类目标联合检测设备，针对多种类型病毒实现多通道、高通量检测。

 

　　外骨骼机器人缩短患者一半康复时间

 

　　腿受伤后如何更快康复？昆明桑达科技有限公司研究开发了一款智能辅助外骨骼机器人，可为失去站立或行走功能的人群提供直立行走康复训练。改变过去部分人群无法高频率长时间保持仿人行走运动训练的情况。

 

　　该公司总经理王仁臻介绍，外骨骼机器人是基于仿生学和人体工程学设计的，也被称为“可穿戴机器人”，被广泛应用于康复护理、假肢等康复领域。借鉴现有产品，昆明桑达科技有限公司完善了硬件等技术，研发出拄拐式步行者、拄拐式自由漫步者、太空漫步者和悬挂式跑步机行走者4款创新产品，为下肢需要进行康复训练的各类人群提供帮助。除了具有可视化训练、个性化匹配患者等特点外，与传统康复方式比，产品还能缩短患者一半的康复时间

 

　　提升康复后行走姿态。拄拐式步行者可以辅助患者进行室内自由活动，完成日常生活辅助行走，并兼顾完成下肢康复训练；拄拐式自由漫步者具备障碍监控功能；太空漫步者通过上身姿态控制外骨骼运动，具备智能障碍处理功能，能实时监控人体行为轨迹，降低使用人员运动带来的关节损伤；悬挂式跑步机行走者可为双下肢均需要恢复训练的重度患者提供轻松的恢复锻炼，争取时间获取最大恢复的概率。在产品创新的同时，企业还研发了相关产品配套设备。如智能拐杖可收集用户步态信息并反馈处理器，配合下肢外骨骼完成行走辅助；信息采集鞋能接收用户行走信息，提高使用过程的舒适性和安全性等。

 

　　不仅研发产品，企业还开展了多种先进运动控制算法工程应用研究，其中“电机高速高精度动态规划定位控制算法”在多型控制系统中进行了应用和测试，控制性能优于传统控制算法。该先进控制算法，可以提高产品运动效率，减少每次动作所需时间。在相同伺服传感器下，先进控制算法可以让产品到位精度趋近于传感器所具有的精度，一方面实现高精度定位，另一方面节约传感器成本。

 

　　用电负荷智能辨识终端直观展现家电耗电量

 

　　家用电器是每个家庭不可缺少的，但每台家用电器的具体耗电情况却很难得出准确数据。经过近两年研究，昆明理工大学智能能源安全与健康装备实验室研发了非入户式居民用电负荷智能辨识终端，电量归集精度超过90%。

 

　　2017年，昆明理工大学老师、研究生及云南电网计量中心专家组成团队，在侵入式负荷辨识技术的基础上研发一款成本低、方便安装的终端设备。经过研发改进，非入户式居民用电负荷智能辨识终端通过了第三方检测并开始试运行。总用电量、空调用电量、厨房用电量……在后端用电分析图表，每个电器用电情况一目了然。安装在表箱内部的终端设备只有智能电表大小，单台装置可最大支持12户居民的负荷辨识，全功率运行功耗小于5瓦，户均耗电量小于0.01度/天，成本低。更重要的是，其支持完全非侵入负荷辨识，用户无需提供任何电器隐私。设备可根据电器的长时间尺度特性和用户行为习惯进行工作，时间越长辨识精度越高。

 

　　昆明理工大学智能能源安全与健康装备实验室负责人、昆明理工大学民航与航空学院副教授潘楠说，电力计量相关技术的成熟和产业化对电网公司、居民用户、政府决策部门都有重要意义。

 

　　对居民用户而言，安装非入户式居民用电负荷智能辨识终端后，电力公司可以将用户的分项用电信息、用电行为序列及改进策略推送给用户。根据推送信息，用户了解自身电能消耗构成，合理安排电器开启时间，最大程度降低电能消耗，减少电费开支。对电网公司而言，电力负荷分解结果有助于其精确了解用户电力负荷构成，为需求侧管理、负荷预测、系统规划提供更准确的基础数据。对政府部门而言，在不同经济水平、气候类型地区安装部署非侵入量测设备，结合用户房产类型、水耗、气耗等多元信息进行关联大数据分析，可以得出全国范围内居民用户的综合用能习惯，为制定能源政策提供底层数据支撑。

 

　　“目前，该终端产品已获10余项专利，可辨识电器的种类不断齐全，电量归集精度高于90%，能给用户较为合理的电器用电建议。”潘楠表示，运行过程中，设备能实时监测用电的运行状态，如果某个参数出现异常，用户可以根据云端提示自动控制关闭设备，并及时维修，为各类事故提供了查找依据，提高用电安全。截至今年5月，该设备已在云南电网下辖昭通、丽江、普洱3个州市局完成3000户应用验证。

 

　　专家声音

 

　　创新创业团队更需重视技术积累

 

　　“未来是科技型社会，创新创业不能盲目，要更注重对技术的掌握，才能有实际科技成果。”提到创新创业，昆明理工大学智能能源安全与健康装备实验室核心成员、电力工程学院硕士研究生导师骆钊如是说。

 

　　骆钊表示，创新是推动产业和经济发展的重要力量，在“双创”热潮下，越来越多的人投入到创新创业中，但项目研究方向甚至成果雷同的情况时有发生。云南是能源、资源大省，许多人都围绕云南的优势创业，一批生物医药大健康、农业、新能源、文创等项目应运而生，这其中有的仅是引进消化一些外来技术便急于走向市场，并非真正意义上的集成创新或原始创新。同时，企业或团队架构组织不完善，人员配置不合理，导致推进过程面临多种困难。加上部分项目科技含量低，缺乏核心竞争力，推向市场后容易被巨头企业复制。

 

　　骆钊认为，在中小企业，一个创意能在团队得到及时响应，更快实现研发和成果转化，因此是科技创新的重要载体和平台。但目前，昆明市创新创业存在项目跟风、科技含量低、持久性差等问题。在决定创业前，负责人应有3年以上的企业工作经验，在学习技术的同时，对该领域有一定把控，掌握市场方向。资源方面，人才、资金、渠道和创意缺一不可。其中，人才代表技术，是竞争力；资金是前期铺垫，也是启动项目的钥匙；渠道代表人脉，能全方位了解行业；想法则是项目本身，是团队或企业运作的核心。配置上，5个人的团队较为合理，1人负责全局，1人掌握技术，1人主管财务，2人对接市场。

 

　　他表示，云南省正着力打造“三张牌”，“绿色能源”“绿色食品”“健康生活目的地”三个方向的产业是目前及未来的发展重点，中小企业创业创新要以此为基础，但不局限于某一块业务，需根据实际情况延伸产业链，发展容易落地的配套产业，避免盲从和项目雷同。如可借助旅游业促进民航、高铁、餐饮、住宿、文娱等行业的发展，打通上下游。同时，学会横向对比动态，有团体思维，遇到雷同项目，团队或企业可思考合并，发挥各自优势做大做强，整合资源，抱团发展。