獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡介
2024年分析測(cè)試科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)：三維虛擬仿真高通量表征及大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)處理技術(shù)
完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
完成人：崔喜平，鄒永純，楊磊，張杰，魏大慶，焦陽，來忠紅，孫良博，李雪，徐超
成果簡介：本項(xiàng)目率先提出圖像高斯模糊虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互新模式，攻克了高度還原實(shí)際TEM/SEM操機(jī)測(cè)試全過程（還原度＞98%）的三維虛擬仿真技術(shù)，并自主開發(fā)出SEM-DIC納米散斑制備方法，應(yīng)變空間分辨率優(yōu)于100nm（目前報(bào)道最優(yōu)）。同時(shí)建立了基于深度學(xué)習(xí)的材料三維微觀結(jié)構(gòu)大數(shù)據(jù)批量在線快速處理方法，打破了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模式，實(shí)現(xiàn)30個(gè)用戶單批次200組大數(shù)據(jù)的同時(shí)在線批量處理，速度提升近100倍，進(jìn)而創(chuàng)建TEM/SEM/CT三維虛擬仿真高通量表征及大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)處理平臺(tái)。該平臺(tái)可在線實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)、教學(xué)培訓(xùn)、虛擬操機(jī)、大數(shù)據(jù)處理四大功能一體化，解決了TEM/SEM/CT機(jī)時(shí)與功能不足的難題，為關(guān)鍵戰(zhàn)略新材料低成本快速研發(fā)提供批量篩選方法與高分辨原位表征技術(shù)。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：
（1）提出圖像高斯模糊虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互新模式，攻克了高度還原實(shí)際操機(jī)測(cè)試全過程（還原度＞98%）的三維虛擬仿真技術(shù)，率先構(gòu)建了TEM/SEM在線虛擬操機(jī)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可在線實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、TEM/SEM虛擬操機(jī)培訓(xùn)，解決了高校院所對(duì)大型儀器不斷增長的測(cè)試需求與實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)機(jī)時(shí)不足的突出矛盾，提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的全天候培訓(xùn)新模式。
（2）攻克了遠(yuǎn)程多用戶同時(shí)在線訪問難題，發(fā)展了基于深度學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)高通量處理技術(shù)，率先建立了網(wǎng)絡(luò)版Dragonfly大數(shù)據(jù)批量在線快速處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了30個(gè)用戶單批次200組大數(shù)據(jù)的同時(shí)在線快速處理，速度較傳統(tǒng)模式提升近100倍，為國家戰(zhàn)略急需的新材料研發(fā)提供批量快速篩選方法。
（3）開發(fā)出SEM-DIC納米散斑制備方法，發(fā)展了原位SEM表征技術(shù)，攻克了載荷作用下材料組織-應(yīng)變-斷裂-性能的多參量同步定量表征技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了材料組織演化-應(yīng)變分布-裂紋擴(kuò)展的百納米分辨率同步定量表征（目前報(bào)道最高分辨率），為空天領(lǐng)域用新材料研發(fā)、關(guān)重件設(shè)計(jì)服役提供高分辨原位定量檢測(cè)方法。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：
（1）提供優(yōu)質(zhì)技術(shù)服務(wù)、支撐創(chuàng)新：支撐獲批工信部首批“國家中小企業(yè)示范服務(wù)平臺(tái)”，2次獲哈工大大型儀器開放考核優(yōu)秀（排名第1），助力哈工大獲大型儀器開放共享考核全國優(yōu)秀。為本校20余學(xué)科教學(xué)改革、基礎(chǔ)科研創(chuàng)新和100余單位的新產(chǎn)品研發(fā)提供技術(shù)支持5000余次。服務(wù)總機(jī)時(shí)7000小時(shí)，效益110余萬元。
（2）促進(jìn)人才快速成長、為國育才：為2200余名師生開展學(xué)術(shù)講座100余次，1200人獲自主操機(jī)資質(zhì)。支撐項(xiàng)目組4人入選黑龍江省高層次人才、1人入選中國科協(xié)青年托舉人才、1人獲批哈工大青年科學(xué)家工作室。
（3）助力本校招生宣傳、招鸞引鳳：參與錄制哈工大《最北方》招生視頻，并開展高端儀器開放日活動(dòng)與暑期夏令營活動(dòng)等，打破“生化環(huán)材”專業(yè)負(fù)面印象、助力提升哈工大競(jìng)爭(zhēng)力。
應(yīng)用前景：基于該技術(shù)，獲批國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題等項(xiàng)目2項(xiàng)、省級(jí)示范課程1門、參編標(biāo)準(zhǔn)3部、專著1部，授權(quán)專利14項(xiàng)，發(fā)表SCI 60余篇。支撐國家二等/國防一等獎(jiǎng)等6項(xiàng)、Science 4篇、探月器五/六號(hào)采樣臂等重大工程技術(shù)攻關(guān)3項(xiàng)、成果轉(zhuǎn)化1項(xiàng)。目前在浙江大學(xué)等10余單位推廣應(yīng)用，受到張荻院士等國內(nèi)外同行高度肯定。
