北京建筑大学科技成果推介（第十五期）

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非接触式快速AI识别+体温检测系统

成果单位：北京工业大学

所属领域：新一代信息技术

成果简介：

本项目采取可见光+红外双传感器为硬件解决方案，创新性地导入人像识别以及人体温度检测的AI技术，实现在人流密集型的场景下快速识别人员体温而不需要被识别者摘掉口罩、护目镜或者帽子，在提升通行效率的同时，预警疑似发热人员，有效监控疾病传播。

系统可以实现可见光与红外热图像的配准；基于轻量化卷积神经网络实现人员多角度人脸、性别等身份信息检测；基于颜色映射关系精确计算人员体表温度并预警。

团队简介：

本项目团队由北京工业大学的教授、副教授等骨干教师组成。项目负责人是北京市“学术拔尖创新团队”核心成员，主持参与教育部、科技部、国家自然科学基金、北京自然科学基金及联合项目基金多项，承担企事业单位横向项目多项，在图像处理、机器学习领域具有丰富的时间经验和项目管理经验，积累了丰富的研究成果。近五年,本课题组在多媒体信息处理、模式识别等方面取得了较好研究成果:主持或作为主要成员参与省部级科研项目及人才计划6项,企业横向课题10余项,共发表高质量学术论文40余篇,申报发明专利40项,获授权10项,软件著作权4项,参编教材/专著2本。

知识产权情况：

【国家发明专利&PCT】：张文利等. 面向室内环境控制的人员信息检测方法与系统[P]. CN110110629A,2019-08-09 。

效益分析：

本项技术可以用于在写字楼、教室、工厂、办证大厅等建筑环境中进行人员识别、人员健康状态监测，也可以应用于智慧建筑中的热舒适度分析从而进行有效的室内环境设备的智能调控，实现节能环保健康的智慧建筑理念，因此具有广泛应用前景和较大市场规模。

本项技术具有完全独立自主的知识产权，创新性地提出了可见光与红外热成像功能互补的上位概念，研发多模态数据融合策略，实现AI识别与体温检测一体化技术，和市场同类产品相比具有很强的竞争力。

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柔性黏着机器人末端执行器

成果单位：北京工业大学

所属领域：新一代信息技术、智能装备

成果简介：

目前集成电路上下游产业中有很多多孔、易碎、柔软、细小目标物可靠搬运的需求，传统操作方式包括刚性抓取以及真空吸附等，易引起操作物损伤或存在真空泄露的不足。基于范德华力效应的仿壁虎干黏附操控技术为目标物的可靠搬运提供了可能。但目前的干粘附研究以非定向干粘附为主，其需要较大的法向预压力实现黏附，且不易脱附，因此不适用于柔性拾放、搬运等操作。近年来，课题组研制出阵列楔形刚毛束的粘附垫，该干黏附垫各向异性，具有高黏附、低预压、易脱附的优异特性：其高黏附性可保证物体拾取的可靠性与安全性，低预压解决了容易损伤操作物的不足，易脱附性满足吸附/脱附灵活转换，快速搬运的要求。课题组将微细机械加工与MEMS工艺相结合，突破了粘附脚掌批量制备难题，其具有成本低，效率高，可规模化生产等优势。同时，课题组研制了系列基于楔形刚毛束的机器人末端执行器可用于印刷电路板，柔性电路板的无损可靠搬运。

团队简介：

团队目前有教授2人，副教授2人，工程师3人，硕士博士研究生20余人，主要从事微纳制造工艺、先进机器人机构传感与控制方面的研究。近5年主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金，国家重大专项子课题及企事业课题10余项，发表SCI、EI论文60余篇，授权国家发明专利及软件著作权20余项。

知识产权情况：

授权国家发明专利8项，授权软件权10余项。

应用情况：

印制电路板产品目前已广泛应用于电子产业的各终端领域，如消费电子、汽车电子、通信终端、医疗器械、工控设备、航天航空、军工等领域。作为电子产品中不可或缺的元件，随着科技水平的不断提升，其需求稳定且将持续增长。印制电路板行业已成为全球性大行业，年产值超过 636 亿美元。柔性黏着机器人末端执行器有望颠覆传统操作搬运模式，解决多孔、高密度、柔性印刷电路板自动化搬运难题，具有广泛的市场应用前景和巨大的商业价值。

效益分析：

本产品主要面向PCB板生产行业及中下游3C行业系统集成商，市场需求庞大。本项目预期通过2年中试完善系统性能，形成稳定生产能力，并通过小批量生产对接企业需求，预期3年后销售达到2000台套/年，按单台单价1万元计算，预计年产值2千万元，其中黏附材料为消耗品每年的配套需求有望超过1千万元，总产值达到3千万元/年。5年后实现3000台套以上规模，总产值达到一亿元/年。

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环保型扬尘抑制剂

成果单位：北京工业大学

所属领域：节能环保

成果简介：

项目以农业废弃物秸秆为主要原料，辅以淀粉、工业碱及少量添加剂，制备一种可广泛应用于建筑、拆迁工地扬尘，物料堆场扬尘和路面抑尘控制的环保型扬尘抑制剂。粉碎后的秸秆与淀粉、碱和添加剂的共同作用下可实现交联，将制得的抑尘剂喷洒后，可在土质表面形成一层“保护壳”。该抑尘剂一方面抑尘效果好，由于抑尘剂较黏稠可以粘附粉尘，同时其具有良好的保水性能和吸湿性能，能有效固尘，阻止其二次飞扬；另一方面，该抑尘剂能很快固化结成壳，且壳体具有一定强度，可以耐受一定程度的风蚀和雨水冲刷，从而长时间保持抑尘效果。该抑尘剂的制备不仅可以解决传统抑尘剂制备复杂、环保性差、抑尘时间短等缺点，也可为秸秆的再利用提供了新的途径，达到了以废治污的双重目的，实现以废治污，实现秸秆大规模再利用，具有良好的环保效益和经济效益。

知识产权情况：

项目现已授权中国专利2项，申请国际专利1项，中国发明专利2项。上述专利技术核心在学校，尚未转出。待技术转让后，与转让方签订合同，搭建技术研发平台，在后续将开展该领域的深入研发。

市场分析：

在我国，秸秆作为农业废弃物的一种，长期以来直接在地头焚烧，不仅带来了严重的大气环境污染，而且也造成了资源的浪费，因此，我国全面禁止秸秆焚烧，不少地区出台了政策要求实施秸秆还田，但该途径也带来了不少问题，如导致病虫害增加、粉碎深耕不达标导致土壤不实影响种子成活、秸秆降解不完全、粉尘污染等问题。秸秆作为一种可再生资源，如何充分有效利用是我国亟待解决的问题，资料显示，我国每年玉米秸秆可收集资源量接近10亿吨而其利用率不足五成。

国内外抑尘剂主要集中于化学抑尘剂的研发，化学抑尘剂是主流技术之一，但在实际应用中，可能存在对环境的二次污染问题，另外，其加工制备中存在工艺复杂，能耗高等问题。因此，开发环保型、工艺简单、成本低廉的抑尘剂是目前国内外研究的方向之一。

项目拟采用农业废弃物秸秆为主要原料，辅以淀粉、碱及微量添加剂来制备一种绿色环保型扬尘抑尘剂。针对静态堆体扬尘和道路扬尘两方面的应用，研制适合其使用的抑尘剂。为了实现规模化工业应用，本项目从抑尘剂配方优化、生产工艺条件优化等方面开展系统研究，确定最佳配方及工艺条件，实现抑尘剂具有良好的抑尘效果、较长的抑尘时效及绿色环保无二次污染的要求。

项目以农业废弃物秸秆再利用制备环保抑尘材料，用于城市大气污染治理，符合国家政策和优先支持的领域及范围。

产业化条件：

为使项目能尽快落地产业化，项目产业化所需条件如下：场地约200平米，设备投资费用约为60-80万元，技术人员约10-20人。

此外，该技术还有提升空间，可在产业化过程中进一步开发研究，以便开发出更多应用前景广阔的抑尘产品。

已有应用情况：

该环保型抑尘剂技术现已成功应用于建筑工地扬尘、裸露煤堆扬尘等的控制。该技术先后用于城市拆迁场地北京市西城区平房和二龙路街道拆迁工地扬尘控制中，实现有效抑尘，历经5级大风以及降雨等不利气象条件，抑尘性能优良；之后用于煤场料堆的扬尘控制中，针对秦皇岛港务局裸露煤尘开展应用，实现有效抑尘的目的。上述抑尘效果均得到用户的好评。

产业化成本效益分析：

项目所开发的绿色环保抑尘剂能广泛应用于建筑、拆迁工地，物料堆场和路面抑尘，可有效控制上述场所的扬尘污染。产品为绿色产品，对植物生长无不利影响，因此也利于植被生长，可用于防风固沙。产品以秸杆这一农业生产废弃物为主要原料，制得的抑尘剂可有效用于产尘场所的扬尘抑制，从而实现以废治污的目的，也为废弃物利用开辟了一条新的途径，此外，有效杜绝了农民焚烧秸杆这一危害城市大气环境的行为。因此，该项目具有很好的环境效益。

该抑尘剂原料廉价易得，制备工艺简单，具有较好的经济效益。以河北为例，该地区秸秆年产量接近1亿吨，作为生产原料加工制成抑尘剂后可以有效提高秸秆产业价值，为农民增收。此外，该项目也会产生巨大的社会效益。该抑尘剂良好的经济价值可以驱动农民对秸秆进行资源化处置，可以从源头解决长久以来困扰农民的秸秆处理问题，杜绝秸秆焚烧等污染大气环境的现象发生，可以解决政府每到收获季节就要高压禁止焚烧秸秆的工作压力，进而提升政府公信力和群众形象。

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离子化纳米铜消毒剂

成果单位：北京工业大学

所属领域：医药健康

成果简介：

本项目利用自主研发的技术，以传统中药材-胆矾（无水硫酸铜）为原材料，通过领先的纳米离子化技术，制备出稳定的离子化六水合纳米铜溶液,所形成的二价离子化纳米铜溶液能够长期保持物理化学性质稳定。

前期研究工作中，针对离子化纳米铜溶液的杀菌杀毒活性，我们在多种真菌、细菌以及病毒中进行了灭杀效果研究，均显示出了理想的杀菌杀毒活性，比普通的纳米铜溶液高出400倍左右的杀菌杀毒活性。

在实验室研究开发的基础上，我们已经完成了离子化纳米铜制剂的中试生产扩大，按照实验结果分析，原液稀释500倍条件下即可产生良好的消毒灭菌活性，我们利用大型喷雾剂在不同环境下进行了500倍稀释药剂的大规模喷雾实验，结果显示离子化纳米铜制剂稀释液能够很好地被雾化并形成较大体积的喷洒面积，喷雾作业现场无异味，对环境友好。

本产品还适合各型喷雾设备进行喷雾使用。如可携带式中型喷雾设备和小型喷雾设备。

应用情况：

该产品已完成实验室研发，可以推进进入产业化阶段。目前，已完成对多种细菌，真菌的杀灭实验。抗新冠病毒活性已送到P3实验室等待测试。抗常规的低致病性冠状病毒的实验将于近期展开。在抗病毒活性方面，后续还将急需开展抗流感病毒、肠道病毒、轮状病毒、呼吸道合胞病毒等病毒活性的研究，以扩大该产品的应用范围。

效益分析：

离子化纳米铜消毒剂不同于化学杀菌杀毒方式，它采用纯正的物理方式，不仅安全无毒还无需担心病原微生物会产生耐药性。《中华人民共和国消毒管理办法》也将其归入消毒剂类。离子化纳米铜一旦产业化投入市场后可作为安全可靠、无毒无害和环境友好的消毒剂对公共交通工具如高铁、飞机、公交车，对公共场所如医院、学校、机场、火车站、电影院和商城等场所进行日常消毒。因为，现有的消毒剂由于其高腐蚀性和易燃易爆等缺点，很难对上述公共场所或工具进行日常消毒。针对目前输入性新冠病毒的威胁，该产品还可以使用小型的喷雾器对旅客的衣物、鞋帽和行李等物品进行喷雾消毒。而目前的酒精和次氯酸钠等消毒产品均无法通过喷雾方式对旅客及随行物品进行快速有效安全的消毒。该产品还可以以喷雾消毒剂的形式进入千家万户用于家庭日常消毒。此外，本离子化纳米铜还可以用于养鸡、养猪、养鱼等养殖场所用于环境消毒，消除如禽流感、猪瘟或细菌感染等疾病对牲畜养殖的危害。本离子化纳米铜也有望替代抗生素用于安全的养鱼并提高食品安全。因此市场空间巨大。

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生物活性填料产业化项目

成果单位：北京工业大学

所属领域：节能环保

成果简介：

针对目前城市污水处理工艺技术脱氮生化效率低、低温季节低难以保障出水水质等普遍存在的难题。项目组进行了历时7年的研究，建立了高生态稳定性的复合高效硝化细菌、反硝化细菌的筛选和培养技术方法；创造了适合于污、废水处理工程应用的细菌包埋生物活性填料结构形式和工业化生产技术方法（目前已实现工业化产品的实验室生产）。培养得到了生化效率高于现有活性污泥5倍的硝化细菌和反硝化细菌产品；完成了生化活性高于现有活性污泥3倍的新型硝化生物活性填料和4倍的新型反硝化生物活性填料；完成了生物活性填料工业化生产技术的研究，以及基于生物活性填料现有污水处理厂提标改造技术和新污水处理工艺技术研究。

该生物活性填料产品创造，为污、废水处理和水体氮污染控制技术领域脱氮效率的提高，以及新型高效处理技术的创造，开辟了新的技术途径；为环保利于开辟了新的产业领域；目前该产品性能、实际工程可应用性已超过国外同类产品。该产品可用于现有污水处理厂提标改造、污水深度脱氮处理、工业高氨氮废水处理、缓流河道脱氮处理，以及地表给水水源氮污染预处理。

该项目成果创造了新的生物活性填料产品，围绕着细菌和填料的工业化生产开创了一个新的产业领域。

知识产权情况：

1.发明专利：一种基于网状载体的固定化固定式生物活性填料制备及应用ZL201410137052.3

2.发明专利：一种基于网状载体的反硝化细菌固定化固定式生物活性填料制备及应用ZL201410137225.1

3.发明专利：一种基于网状载体的氨氧化细菌固定化直筒状生物活性填料制备及应用ZL201410137401.1

4.发明专利：一种基于网状载体的固定化直筒状生物活性填料制备及应用ZL201410137349.X

5.发明专利：一种固定式生物活性填料制备及应用 ZL201410137277.9

6.发明专利：一种氨氧化细菌固定式生物活性填料、制备及应用ZL201410137334.3

围绕着细菌培养和细菌包埋技术还没有进行社会推广。

效益分析：

成果包括：1.高效复合细菌：除为包埋填料提供菌源外，还可以作为水处理的菌制剂、粗酶制剂。2.包埋生物活性填料：（1）市政污水、工业废水处理厂提标改造、河湖总氮控制（如：黑臭水体深度脱氮及总氮控制）；利用短程硝化填料+反硝化填料进行脱氮，可以大量节省外加碳源的投加；（2）利用反硝化填料进行二级处理出水的深度脱氮；地表水源水净化氮污染去除；（3）利用短程硝化填料+厌氧氨填料氧化脱氮进行低C/N工业废水处理厂总氮控制及提标改造。3.基于包埋填料所形成的水处理新技术：运行稳定、应对低温能力强、可以减少80%生物污泥的产生、生物除磷效果稳定可控制在0.3以下。生物转盘技术可以适用于几乎所有的村、镇小型污水处理厂、站，结合化学除磷的自动化控制可以实现部分免维护。

本技术成果，为污、废水处理脱氮效率的提高，以及高效处理技术的创造，开辟了新的技术途径，使污、废水处理技术实现跨越式发展成为可能。在产品性能（高效、低温环境适应性、高浓度废水处理中抗冲击负荷能力）、实际工程可应用性方面，填补了国内空白，已实现了对国外同类产品的实质性超越。该技术成果几乎适合于所有含氮污、废水的处理，对本技术领域具有引领性、也是发展方向。

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