中国科学院自动化研究所创新成果转化推介
项目1
通过在大脑中植入电极，从而开展高精度的神经活动检测和调控，在此基础上实现人脑和外部世界直接的高速信息交互，将为脑疾病的治疗带来全新的技术方案，也是未来脑机融合智能的关键。但植入式脑机接口也面临植入创伤大、安全性不足、成本高昂、用户接受程度低的问题，针对这一重要瓶颈，中国科学院自动化研究所开发了微创植入式柔性脑机接口技术体系和系统，突破多模态脑影像与计算机视觉配准的无创植入定位与手术规划、多频段混合激光的颅骨微创开孔和柔性电极高精度自动植入等关键技术，形成集柔性电极“植入定位-通道构建-精准植入”于一体的微创脑机接口植入系统为新一代高通量极微创植入式脑机接口应用打下了坚实的基础。
目前团队已开发国内首套极微创颅骨开孔激光系统和柔性电极自动植入机器人系统，在国际上率先通过植入机器人将柔性电极沿激光建立的300微米微孔植入动物大脑皮层。这一技术体系为植入式脑机接口的落地应用开辟了新的道路。目前团队研发的微创植入式柔性脑机接口关键技术已获批专利二十余项，柔性电极植入机器人已获得产品订单，将服务于国内高水平脑科学研究平台。
成果由中国科学院自动化研究所脑图谱与类脑智能实验室所属脑机接口与脑机融合团队完成。该团队集合脑科学、人工智能、机器人精密操作、集成电路设计等多学科交叉的研发骨干，开发高通量、微创植入式脑机接口系统，并探索其在脑疾病诊疗和脑机融合领域的应用。多年来承担了包括国家重点研发计划、科技创新2030、中国科学院先导专项等在内的多项脑机接口相关国家级科研任务并屡获重要突破。除了在激光微创开孔、柔性电极植入手术机器人等方面的研究外，该团队同时致力于未来脑机接口与脑技融合智能相关的多项关键技术，已开发多款高性能神经信息处理专用芯片、脑机接口用高速人体信道通信芯片，提出了类脑连续学习算法，大大提高了人工智能系统适应动态开放环境的能力，建成了完善的非人灵长类脑机融合智能实验及测试平台，发现了灵长类前运动皮层对于肢体位置的新型编码模式。
项目2
项目名称：Casia Hand通用类人灵巧操作机器人（中科硅纪）
项目介绍：
中科硅纪（南京）机器人有限公司，成果来自于多模态人工智能系统全国重点实验室王鹏研究员团队，建立了包括研究员、副研究员、工程师，涵盖“算法-机构-软件-应用”等软硬结合，以及博士后、博士生在内的30余人的年轻化、结构合理的研究队伍。
中科硅纪聚焦机器人灵巧操作能力，经过多年努力，建立了软硬结合的通用类人灵巧操作机器人技术体系，研发了“Casia Hand系列仿人灵巧手及机器人系统”，主要包括Casia Hand-H类人自由度灵巧手、Casia Hand-L通用智能灵巧手和Casia Hand-S高速自适应灵巧手，以及面向不同应用场景的“无忧”服务机器人、“无畏”特种机器人和“无际”工业机器人等产品。
Casia Hand授权中国发明专利6项、申请国际PCT专利1项；通过了欧盟CE、北美FCC等5项国际产品认证；“Casia Hand”注册中国国家商标。2024年4月，Casia Hand斩获第49届“日内瓦国际发明展金奖”和展会特别奖“ISTA全球创新与发明奖”，成果被央视新闻联播、朝闻天下，新华社、人民网等媒体报道。
目前，中科硅纪正在南京规划和组建第一条小型组装线，并实现灵巧手的小批量生产，公司正在与人形机器人整机厂商共同推进应用方案。此外，团队还会将灵巧手拓展到协作机器人、复合机器人等其它类别机器人系统及应用场景中。
未来，中科硅纪将聚焦汽车制造、物流分拣等工业场景，同时拓展特种作业、家庭服务等方向的应用。
项目3
项目名称：中科紫东太初（北京）科技有限公司
项目介绍：
中科紫东太初（北京）科技有限公司是中国科学院自动化研究所孵化的多模态大模型产业化公司，致力于打造中国通用人工智能底座。紫东太初多模态大模型是全球首个中文多模态大模型，也是首批获得中央网信办备案的8家大模型之一。紫东太初多模态大模型的研发得到了中科院、科技部和工信部等机构的数十项国家重大项目支持，被列为中国科学院十四五规划重点项目。
中科紫东太初是工信部大模型工作组副组长单位，参编了中国的大模型标准体系建设。紫东太初团队围绕国产化超大规模模型训练的国家战略需求，承担了中科院十四五规划重大科研任务，从2019年大模型布局之初，就同步投入科研队伍支持全栈国产化的基础软硬件平台，做算力+算法的系统攻关，在数据并行、分布式训练加速、算子级模型并行等多维度混合并行关键自主技术方面取得了众多突破。与华为、曙光等头部国产化算力企业形成全面战略合作伙伴关系，联合国内自主可控算力资源，建设了全栈国产化大模型基础服务平台。同时，公司积极联动协同产业（科研AI for Science、制造、医疗、交通、教育等多个场景）、以及区域创新资源，打造新一代人工智能创新产业生态。牵头成立了国内首个多模态人工智能产业联盟，目前已经有100多个成员单位参与。
项目4
项目名称：北京中科鸿泰医疗科技有限公司
北京中科鸿泰医疗科技有限公司（以下简称“中科鸿泰”），成立于2018年，是中国科学院自动化研究所批准成立的科技成果转化企业。中科鸿泰致力于血管介入手术机器人技术产业化与临床应用，打造以机器人为中心的智慧导管室整体解决方案，为介入医生提供全球领先的诊疗一体化平台，推动临床技术进步，惠及广大心血管疾病患者。公司曾获得中科院科技成果转化二等奖、2023中关村论坛—中关村国际前沿科技大赛医疗器械亚军、2024中国医疗器械创新创业大赛一等奖、2024第二届全球手术机器人大会“行业新锐奖”等荣誉，参与制定《医疗机器人远程控制规范》团体标准、《血管介入手术机器人》行业标准等，成果被国际权威期刊Nature“聚焦中国高端医疗器械创新”特刊收录。
心血管疾病是人类健康“头号杀手”，中国现有心血管疾病患者数量3.3亿，且随着老龄化加剧而快速增长。血管介入手术因其损伤小、恢复快等优点成为心血管疾病治疗的主要方式，2023年中国血管介入手术量超过200万例。传统血管介入手术存在的辐射伤害大、学习曲线长、职业寿命受限、手术效果一致性差、优质医疗资源集中等临床痛点，血管介入手术机器人结合人工智能、机器人、5G远程控制等技术，可有效解决临床痛点，提高手术安全性、精准性，降低手术难度，促进手术效果同质化和优质医疗资源下沉。
中科鸿泰创始团队在血管介入机器人领域持续开展近20年技术探索和突破：
2008年，承担国内最早的血管介入机器人国家863计划项目，开发出首台国产血管介入手术机器人样机，并开展10余例动物实验；
2013年，全球首创手指仿生连续递送技术，以最紧凑的结构同时实现导丝的灵巧推送和旋捻，操控精度达到亚毫米级；
2019年，全球首创双通道多器械协同技术，可在术中同时操控两根导丝、球囊/支架，对分叉、开口等复杂病变治疗进行有效支持；
2021年，完成北京-上海间国际首例5G远程双支架Culotte术式动物实验；
2022年，完成国际首例多模态影像导航机器人全自主介入手术动物实验；
2023年，在东方心脏病学会议（OCC 2023）开幕式上，实现了国内首次在心血管病大型学术会议直播远程机器人介入手术。
2024年，公司成功研发全球首款多通道泛血管介入手术机器人产品，能够支持冠脉、神经、外周等泛血管介入手术，支持从简单到复杂病变的有效处理，支持从造影诊断到手术治疗全流程。目前该产品已完成动物实验和相关验证，即将进入注册临床试验和注册审批流程。
项目介绍：
Sim4football首创的虚拟仿真环境战术推演系统，提供全面实时、动态、全流程比赛预测性分析环境，在细颗粒度，复杂场景下融合深度洞察，为足球产业参与者提供知识、洞察，提升解决问题和运营的能力，利用决策智能为客户赢得“比赛”。项目核心技术来源于国家科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目课题“基于博弈对抗的足球推演系统”，是国内首个将人工智能与足球领域深度结合的专项课题。足球其独特的群体博弈对抗性，对人工智能技术提出了极大挑战，同时也为其提供了重要的应用场景。此外，足球运动中的大量专家知识及人的主观因素凸显了人机协同等新技术范式的需求。因此，以智慧足球对抗推演为切入点，将推动足球这一第一大体育产业的升级发展，并带动篮球、网球、羽毛球等相关体育产业发展，促进全民健身国家战略落地实施，牵引我国主动健康计划实施。
项目已经构建了涵盖多种表现维度的运动员个体模型和球队冠军表现模型，建立了标准化运动表现指标体系，涉及关键表现指标 164 项，指标项数与评价维度远远多于任务书中要求的数量；建立了博弈对抗场景下的足球运动表现与时空信息知识库，涉及比赛场次 67,020 场，运动员人数 3,024场，赛事原始信息 164 项，覆盖球员、球队比赛规则、赛事知识、天气、转会市场等足球背景知识，知识库节点规模为7,108,977个；所构建的超实时博弈对抗数字足球推演环境支持对典型赛事的推演、预测、评估和复盘的功能，同时具有高效的运行速率比；所设计的种群进化、对手建模、知识与数据协同驱动、知识迁移的博弈对抗算法，在代表性足球AI对抗中取得高于90%的高胜率。
相关研究成果已经服务于部分职业联赛和青训代表队的比赛分析、推演、复盘等实际应用。如，以为汇文中学为智慧足球场馆的示范应用基地，能够采集包括球员位置、速度、心率、行为动作等多种类型数据。所形成的数据采集能力已服务于北京新大陆足球俱乐部、山东淄博蹴鞠足球俱乐部、成都棠外青训队、广西平果哈嘹足球俱乐部的日常训练与比赛中；帮助“2023 首届京津冀大学生校际足球联赛”多支参赛队伍及北京灵动星空等球队以更科学、可量化的方式提升球员技战术水平，辅助教练完善比赛战术布防；与欧洲顶级数据公司SkillCorner合作，以海量国际顶尖赛事数据为基础，为国际知名俱乐部提供赛事分析服务；与法国著名球队欧赛尔合作，帮助其在2023-2024法乙联赛中进行赛后战术复盘分析；对2024欧洲杯中经典比赛进行反事实推演分析，成果在央视CCTV5《大咖陪你看》节目中播出。下一步将开启相关技术的产业化和产品化，通过人工智能技术的不断创新赋能，共同打造以足球为代表的体育科技新生态。
本项目核心技术是全域空间智能实时计算与理解，“全域”包括了大小场景协同、室内外一体化、空地一体化的空间计算及理解。技术有两种形态：一种是视觉空间智能实时计算与理解解决方案，一种是多传感器融合空间智能实时计算与理解解决方案。基于20余年的深入持续研究，面向空间智能计算的实际应用场景，解决了大量的挑战性难题，为空间智能计算及理解的大规模应用和通用智能打下了坚实的基础，可为未来产品的快速化部署和大规模应用形成有力支撑、并形成行业的壁垒。在高鲁棒、轻量化的空间计算基础之上，结合多模态大模型，研发了可理解的空间智能核心算法，实现了基于语言交互的机器人视觉定位导航完整系统。结合已有视觉方案的优势，多传感器融合的空间智能计算方案紧耦合了激光雷达、相机、IMU等数据，形成了软硬协同的实时在线三维重建智能设备，在地下空间、地铁隧道、公路隧道、建筑施工、数字孪生等领域广应用，设备性能指标优于国际上同类产品并且极大地降低了成本。
核心团队源自中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室机器人视觉组，由团队负责人吴毅红研究员担任董事长兼首席科学家。
团队核心优势：在三维计算机视觉等方面进行了长达20 多年的深入持久系统性研究，特别是在三维重建和视觉定位的空间计算理论与应用方面，具有扎实的研究基础和丰富的实践经验，持续为华为、百度、诺基亚（芬兰）、三星、商汤、滴滴、小米等众多企业提供核心技术服务10余年，并有技术在其中的产品上进行大规模使用。在重要国际期刊或国际会议上发表论文500余篇，获得和申请40多项国家发明专利，荣获国家自然科学二等奖、高等学校科学研究自然科学奖二等奖、三星校企卓越合作贡献奖、北京市军民融合重点产品证书、获得全球顶级人工智能大会ECCV2016描述子竞赛冠军、CVPR2019大场景视觉定位竞赛冠军、CVPR2021矢量化建模竞赛冠军等。
