數(shù)字全息技術(shù)的案例
Envisics利用Raontech的LCoS背板晶圓制造出AR HUD模組
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，Micro Display(微顯示)零部件解決方案專(zhuān)業(yè)廠商Raontech研發(fā)的Liquid Crystal on Silicon(LCoS)技術(shù)，即將在北美高端品牌的電動(dòng)汽車(chē)抬頭顯示屏(HUD)上得到應(yīng)用。
根據(jù)韓媒thelec報(bào)道，據(jù)業(yè)界5月10日消息，Raontech近日與英國(guó)AR平視顯示技術(shù)公司Envisics簽署了一項(xiàng)新協(xié)議，將向其供應(yīng)LCoS背板晶圓。值得注意的是，在4月9日發(fā)布的關(guān)于“簽訂LCoS背板晶圓單一銷(xiāo)售供應(yīng)合同”的公告（價(jià)值約12億韓元）以及去年9月的“技術(shù)開(kāi)發(fā)協(xié)議”公示（價(jià)值約38億韓元）中，盡管交易對(duì)方并未公開(kāi)，但均是與Envisics的交易。
Raontech的LCoS技術(shù)，其核心在于在硅半導(dǎo)體晶圓上構(gòu)建包含特殊鏡子和液晶的結(jié)構(gòu)。這種特殊鏡子通過(guò)傾斜反射實(shí)現(xiàn)高透光率，從而易于確保開(kāi)口率（即光線穿過(guò)排線的比例），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更明亮的畫(huà)面效果。這一特性使得Raontech的LCoS技術(shù)被業(yè)界廣泛認(rèn)可，認(rèn)為非常適合用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)設(shè)備。
Envisics利用Raontech提供的LCoS背板晶圓，成功制造出AR HUD模組，并將其供應(yīng)給美國(guó)通用汽車(chē)（GM）公司。據(jù)悉，通用汽車(chē)的高端品牌凱迪拉克的運(yùn)動(dòng)型SUV電動(dòng)汽車(chē)LYRIQ車(chē)型，即將搭載這款基于Raontech LCoS技術(shù)的AR HUD。
Envisics是一家成立于2010年的創(chuàng)新企業(yè)，專(zhuān)注于數(shù)字全息技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。當(dāng)前市場(chǎng)上普遍采用的HUD技術(shù)需要車(chē)輛前端至少20?以上的寬空間來(lái)布置光學(xué)系統(tǒng)。然而，Envisics憑借其獨(dú)特的激光光源和數(shù)字全息技術(shù)，成功研發(fā)出了一種AR HUD模組，這種模組能夠顯著減小體積，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更寬廣的畫(huà)面顯示。
展開(kāi) 全息顯示｜解密光場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室全息顯示技術(shù)SolidLight
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，長(zhǎng)期以來(lái)，全息視頻的夢(mèng)想一直是科幻小說(shuō)的主要內(nèi)容——《星球大戰(zhàn)》中R2-D2顯示的萊婭公主形象、《星際迷航：下一代》中的全息甲板，以及《回到未來(lái)II》是其中三個(gè)典型例子?，F(xiàn)在，這種近乎幻想的顯示效果將走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，而且其顯示原理一點(diǎn)也不會(huì)違反物理定律。實(shí)現(xiàn)這一全息視屏顯示的公司叫做光場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室（Light Field Lab），它是一家來(lái)自美國(guó)硅谷的初創(chuàng)公司。該公司開(kāi)發(fā)了世界上第一種真正的全息數(shù)字顯示技術(shù)。
根據(jù)外媒Techhive報(bào)道，這個(gè)技術(shù)它不是2012年在科切拉音樂(lè)會(huì)舞臺(tái)上用來(lái)復(fù)活Tupac Shakur的技術(shù)——這是一種被稱作Pepper's Ghost的顯示技術(shù)，已經(jīng)存在了將近160年，其原理是使用煙霧和鏡子來(lái)反射2D懸浮圖像。另外，它肯定也不是三星、索尼、Looking Glass和Stream TV等公司多年來(lái)一直在展示的自動(dòng)立體式3D技術(shù)。該技術(shù)原理上向用戶的每只眼睛呈現(xiàn)一幅獨(dú)立的2D圖像，只要用戶處在正確的位置就可以看到一幅3D影像。不過(guò)，這種技術(shù)有時(shí)會(huì)因?yàn)橐曈X(jué)輻輳-調(diào)節(jié)沖突（Vergence-AccommodationConflict）引起用戶的頭暈和惡心，同樣，這一問(wèn)題也一直困擾著眼鏡式3D設(shè)備和頭戴式顯示設(shè)備的應(yīng)用。
展開(kāi) 技術(shù)評(píng)論 | 快速寬帶聲全息技術(shù)簡(jiǎn)介
<p>像統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場(chǎng)聲全息（SONAH）和等效源（ESM）這樣的近場(chǎng)聲全息（NAH）方法僅限于低頻聲源成像，即平均麥克風(fēng)間距小于聲波波長(zhǎng)的一半，而波束形成（Beamforming）只能在中高頻率下提供有用的空間分辨率。通過(guò)適當(dāng)?shù)年嚵性O(shè)計(jì)，這兩種方法可以在同一個(gè)陣列中使用。但是，NAH要提供良好的低頻分辨率，需要較小的測(cè)量距離，而波束成形則需要較大的距離來(lái)限制旁瓣。</p><p><br></p><p>本文提出的寬帶聲全息（Wideband Holography, WBH）方法就是為了克服這一實(shí)際矛盾。只需在相對(duì)較短的距離內(nèi)進(jìn)行<strong>一次測(cè)量</strong>，就能獲得覆蓋<strong>全頻率范圍</strong>的單一結(jié)果，已申請(qǐng)為HBK專(zhuān)利技術(shù)。</p><p class="ql-align-center"><br></p><p>該方法采用<strong>壓縮感知</strong>（Compressed Sensing, CS）原理，假定聲場(chǎng)可以在一組給定的基函數(shù)下進(jìn)行稀疏表示，使用不規(guī)則陣列進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)強(qiáng)制系數(shù)向量的稀疏性求解逆問(wèn)題。本文提出的方法并沒(méi)有采用基于系數(shù)向量1-范數(shù)最小化的正則化方法，而是使用一種促進(jìn)稀疏性的<strong>迭代求解程序</strong>。迭代法在大多數(shù)情況下都能得到非常相似的結(jié)果，而且計(jì)算效率更高。</p><p><br></p><p>WBH方法在處理分布式聲源（如振動(dòng)板）有非常好的效果，典型的應(yīng)用包括發(fā)動(dòng)機(jī)或變速箱等，通常無(wú)法近距離測(cè)量，此時(shí)應(yīng)用WBH會(huì)有很好的效果。</p><p><br></p><p>下面是一個(gè)實(shí)際測(cè)試案例，在一個(gè)沒(méi)有進(jìn)行聲學(xué)處理的普通房間內(nèi)，兩個(gè)4227型 Brüel & Kj?r嘴模擬器間隔12厘米，距離陣列36厘米。兩個(gè)聲源由兩個(gè)獨(dú)立的穩(wěn)態(tài)隨機(jī)白噪聲發(fā)生器激勵(lì)，并調(diào)整到相等的聲壓級(jí)。
展開(kāi) 激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
近年來(lái)，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，全息照相在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，激光全息無(wú)損檢測(cè)是在全息照相技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種檢測(cè)技術(shù)，解決了許多過(guò)去其他方法難以解決的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題。
激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
激光全息無(wú)損檢測(cè)是利用激光全息干涉來(lái)檢測(cè)和計(jì)量物體表面和內(nèi)部缺陷的，這種技術(shù)的原理是在不使物體受損的條件下，向物體施加一定的載荷，物體在外界載荷作用下會(huì)產(chǎn)生變形，這種變形與物體是否含有缺陷直接相關(guān)，物體內(nèi)部的缺陷所對(duì)應(yīng)的物體表面在外力作用下產(chǎn)生了與其周?chē)幌嗤奈⒉钗灰?，并且在不同的外界載荷作用下，物體表面變形的程度是不相同的。用激光全息照相的方法來(lái)觀察和比較這種變形，并記錄在不同外界載荷作用下的物體表面的變形情況，進(jìn)行比較和分析，從而判斷物體內(nèi)部是否存在缺陷，達(dá)到評(píng)價(jià)被檢物體質(zhì)量的目的。
具體做法是對(duì)被檢測(cè)物體加載，使其表面發(fā)生微小的位移（微差位移），物體表面的輪廓就發(fā)生變化，此時(shí)獲得的全息圖上的條紋與沒(méi)有加載時(shí)相比發(fā)生了移動(dòng)。
展開(kāi) 
電聲案例 | 助聽(tīng)器開(kāi)發(fā)中的機(jī)器人控制聲學(xué)全息技術(shù)
部分圖片由GN ReSound 提供
# 助聽(tīng)器開(kāi)發(fā)中機(jī)器人控制聲學(xué)全息技術(shù)
GN ReSound是助聽(tīng)器領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，委托B&K提供一個(gè)特殊的整體解決方案，內(nèi)含機(jī)器人控制的測(cè)量?jī)x器以及統(tǒng)計(jì)優(yōu)化的近場(chǎng)聲學(xué)全息術(shù)。
背景介紹
總部位于丹麥Ballerup的ReSound公司為GNReSound集團(tuán)成員。該集團(tuán)為全球最大的助聽(tīng)器及聽(tīng)力診斷儀器供應(yīng)商之一，其本身也是GN store Nord成員之一。GN ReSound在80 多個(gè)國(guó)家設(shè)立代表機(jī)構(gòu)；除丹麥以外，公司在中國(guó)和美國(guó)也設(shè)立了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心。
GN ReSound的歷史可追溯至1943年。多年來(lái)，公司創(chuàng)造了許多聽(tīng)力行業(yè)的第一。寬動(dòng)態(tài)范圍壓縮技術(shù)為聲音處理領(lǐng)域帶來(lái)巨大突破，而數(shù)字反饋抑制技術(shù)則首創(chuàng)了能有效降低助聽(tīng)器顫噪和聲音失真的系統(tǒng)。他們開(kāi)發(fā)了世界首款開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字芯片，設(shè)定了編程靈活性新標(biāo)準(zhǔn)，推出的ReSound AIR產(chǎn)品能提供更為自然的聲音，消除了耳道不適感，預(yù)示著全新助聽(tīng)器類(lèi)型的誕生。
對(duì)于助聽(tīng)器設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，識(shí)別泄露或振動(dòng)反饋是一個(gè)重要挑戰(zhàn)。GN ReSound是助聽(tīng)器和音頻儀器領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，委托Brüel & Kj?r提供一個(gè)特殊的整體解決方案。該解決方案內(nèi)含機(jī)器人控制的測(cè)量?jī)x器以及統(tǒng)計(jì)優(yōu)化的近場(chǎng)聲學(xué)全息術(shù)（SONAH）。該公司有著穩(wěn)定的開(kāi)發(fā)時(shí)間要求，并提出增進(jìn)其知識(shí)庫(kù)的最新知識(shí)和技術(shù)。
聲學(xué)和機(jī)械反饋是限制設(shè)計(jì)的主要因素
助聽(tīng)器的挑戰(zhàn)
助聽(tīng)器制造商孜孜以求，力圖改善語(yǔ)言可懂度和助聽(tīng)舒適度。研究人員深入開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，通過(guò)改善聲音傳播、減少噪生干擾和反饋，從而設(shè)計(jì)出更好的助聽(tīng)器。助聽(tīng)器等電聲裝置的性能受到聲學(xué)及機(jī)械反饋量的嚴(yán)重限制，這是電聲系統(tǒng)的典型問(wèn)題。
展開(kāi) 瞬間制造空心物體，IBM聲音全息3D打印技術(shù)專(zhuān)利
全息投影大家可能都聽(tīng)說(shuō)過(guò)，利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的技術(shù)。全息投影技術(shù)不僅可以產(chǎn)生立體的空中幻象，還可以使幻象與表演者產(chǎn)生互動(dòng)，一起完成表演，產(chǎn)生令人震撼的演出效果。
那么這種思路能否用于3D打印中呢？通過(guò)全息技術(shù)直接制造出一個(gè)三維物體，而不再需要像當(dāng)前的3D打印技術(shù)一樣還需要一層一層的去制造物體。
2019年1月7日，南極熊從外媒獲悉，2018年12月20日，IBM申請(qǐng)了一項(xiàng)專(zhuān)利，名為“3D printing on the surface of an acoustic hologram”（在聲音全息圖表面上進(jìn)行3D打印）。該方法利用聲波發(fā)射器陣列生成由聲輻射力（ARF）組成的3D全息圖。 通過(guò)聲波駐波， 在聲波相互作用的地方存在不可見(jiàn)的力，并且精確控制波發(fā)射器允許定義波相互作用的形狀并因此限定全息圖的形狀。 通過(guò)在充滿氣態(tài)介質(zhì)的腔室中產(chǎn)生全息圖，可以用反應(yīng)材料的液滴噴射全息圖，該反應(yīng)材料在暴露于氣態(tài)介質(zhì)時(shí)凝固。 噴霧結(jié)合到聲全息圖的半有形表面并固化成空心殼。
IBM聲全息3D打印機(jī)是一項(xiàng)令人難以置信的雄心勃勃的發(fā)明，它提供了在一個(gè)步驟中制造空心物體的潛力 - 但它真的可能嗎？
在IBM的專(zhuān)利中，聲學(xué)全息圖與激光一樣，由一系列整齊排列的發(fā)射器產(chǎn)生。通過(guò)控制由這些發(fā)射器產(chǎn)生的聲波的焦點(diǎn)和范圍，IBM科學(xué)家希望創(chuàng)造一種“可觸知”的聲音，可用于對(duì)材料施加力和操縱材料 - 想想非牛頓流體的揚(yáng)聲器+玉米淀粉實(shí)驗(yàn)。
正如專(zhuān)利摘要中所詳述的那樣：“由此產(chǎn)生的全息圖在三維打印區(qū)域內(nèi)創(chuàng)造了一個(gè)漂浮在空間中的物體的觸覺(jué)錯(cuò)覺(jué)，”
“當(dāng)3D打印介質(zhì)應(yīng)用于全息圖的表面時(shí)，介質(zhì)在全息圖的表面上凝固，以產(chǎn)生待打印物體形狀的空心殼。”
展開(kāi) ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)題：模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第二部分
AR 系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中。本文展示了如何繼續(xù)改進(jìn)本系列文章的第一部分中建模的初步設(shè)計(jì)。
AR是一種允許屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景結(jié)合并交互的技術(shù)。
本文演示了如何繼續(xù)改進(jìn)在文章模擬AR系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第一部分中的系統(tǒng)。
優(yōu)化系統(tǒng)
從第一部分文章的優(yōu)化得到的最后系統(tǒng)開(kāi)始優(yōu)化，我們需要進(jìn)一步提高其光學(xué)性能。首先，讓我們收緊規(guī)格參數(shù)：
設(shè)置入瞳直徑 = 4 mm
放大 FOV 到 +/- 8度
使波導(dǎo)薄于6 mm，如下所示
這時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們?cè)噲D收緊設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)將會(huì)變得不切實(shí)際。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要限制設(shè)計(jì)參數(shù)，以確保光線遵循滿足物理意義的路徑。我們將使用評(píng)價(jià)函數(shù)中的相關(guān)操作數(shù)強(qiáng)制執(zhí)行以下 3 個(gè)條件：
當(dāng)光線應(yīng)該在波導(dǎo)內(nèi)部時(shí)，它們不能在波導(dǎo)外部傳播
光線不能到達(dá)全息面的后方
光線必須從波導(dǎo)管的頂部射出而不撞擊側(cè)面
為了便于優(yōu)化，我們首先在表面 13（設(shè)置材料為PMMA）之后添加一個(gè)虛擬面。這個(gè)曲面將被用作一個(gè)參考曲面，以確保系統(tǒng)的幾何形狀是正確的。接下來(lái)，在表面 17 的波導(dǎo)出口之后添加一個(gè)坐標(biāo)間斷面，然后將現(xiàn)有的表面厚度剪切并粘貼到新的坐標(biāo)間斷面厚度，這個(gè)新表面將用于傾斜像面。
為了更清晰地觀察系統(tǒng)視圖，對(duì)表面 14 的表面屬性 (Surface Properties) …繪圖 (Draw ) 做如下更改：
與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)，我們可以在設(shè)計(jì)中加入更多的變量，讓設(shè)計(jì)更加自由。
展開(kāi) ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)題：模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第一部分
AR系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中，從而將光從顯示引擎?zhèn)鬏數(shù)脚宕髡叩难劬?。本文演示了如何在OpticStudio中使用全息圖表面作為平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)的耦合器。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 是一種將在屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景結(jié)合并交互的技術(shù)。本文演示了如何利用全息技術(shù)在序列模式下建立一個(gè)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的光學(xué)系統(tǒng)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和全息圖
全息圖是記錄在高分辨率感光乳劑上的干涉圖案。全息系統(tǒng)的使用中存在兩個(gè)不同的階段：構(gòu)造階段和重構(gòu)階段，分別適用于全息圖的構(gòu)建和作為光學(xué)元件的使用。有關(guān)該主題的詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)參考文章：“如何在 OpticStudio 中建模全息圖”。
在普通的AR系統(tǒng)中，光通過(guò)全息圖耦合到波導(dǎo)中，從而將相關(guān)信息從顯示器傳輸?shù)窖劬Α２▽?dǎo)的優(yōu)點(diǎn)是它很大程度上是透明的，不會(huì)阻擋來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界的光。在這篇文章中，我們將指導(dǎo)您使用嵌入PMMA材料的反射全息圖來(lái)建模一個(gè)簡(jiǎn)單的AR設(shè)計(jì)。
規(guī)格和設(shè)計(jì)策略
我們將從一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)開(kāi)始，然后進(jìn)一步完善系統(tǒng)。初始規(guī)格是：
出瞳距離= 15mm
瞳孔直徑= 3mm
FOV = 10度
波導(dǎo)厚度= 10mm
光線將通過(guò)全息圖耦合到波導(dǎo)中。全息圖將被嵌入到PMMA材料中且出口面將會(huì)傾斜45度。
根據(jù)程序的實(shí)際工作方式，系統(tǒng)會(huì)被“反向”建模?，F(xiàn)實(shí)中（物理系統(tǒng)中），AR系統(tǒng)的光源是微顯示器，而成像平面將是人眼的視網(wǎng)膜（AR系統(tǒng)的出瞳和人眼系統(tǒng)的入瞳將被放置在同一位置）。但為了在OpticStudio中準(zhǔn)確建模且有效優(yōu)化系統(tǒng)，物理系統(tǒng)的出瞳被定義為在OpticStudio中建模系統(tǒng)的入瞳，而微顯示器被視為系統(tǒng)的“像平面”。因此，本文中任何光線都是按照在OpticStudio中建模的方式來(lái)描述的。
展開(kāi) 基于全息技術(shù)的平視顯示器：更方便飛行員或駕駛員觀看！
研究人員在美國(guó)光學(xué)會(huì)雜志《Applied Optics》上，展示了一種平視顯示器功能原型，它采用全息光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)的眼動(dòng)范圍，比沒(méi)有全息元件的眼動(dòng)范圍要大很多。研究人員稱，他們的方案可以在幾年之內(nèi)轉(zhuǎn)化為商用產(chǎn)品，也會(huì)用于增加顯示面積。
論文的第一作者，Blanche 實(shí)驗(yàn)室的博士生 Colton Bigler 表示：“在傳統(tǒng)的平視顯示器中，增加眼動(dòng)范圍或者顯示圖像，需要增加投影光學(xué)器件、中繼鏡（ relay lenses）以及所有相關(guān)光學(xué)器件的尺寸，這樣會(huì)占據(jù)儀表盤(pán)過(guò)多的空間。而我們使用全息技術(shù)，不是依賴傳統(tǒng)的光學(xué)器件，而是制造出一種超薄的光學(xué)器件，最終可以直接應(yīng)用到擋風(fēng)玻璃上。”
技術(shù)
激光相互作用，可用于制造全息圖像，防止信用卡偽造。然而，同樣的技術(shù)也可以采用光敏材料，來(lái)制造透鏡和濾鏡等光學(xué)元件。這些全息元件不僅比傳統(tǒng)光學(xué)元件要小，而且可以大規(guī)模量產(chǎn)，因?yàn)樗鼈円子谥圃臁?對(duì)于新型平視顯示器來(lái)說(shuō)，全息光學(xué)元件可以將光線，從小型圖像重定向到一片玻璃上。光線局限在那里，直到到達(dá)另一個(gè)全息光學(xué)元件中，這個(gè)全息光學(xué)元件會(huì)提取光線。提取出的全息圖像，代表了更大的眼動(dòng)范圍上的可視圖像，其尺寸比原始圖像要更大。
下圖所示：這種新型平視顯示器使用全息光學(xué)元件將圖像注入到玻璃或者波導(dǎo)中（左）。光線進(jìn)入玻璃并在前后邊緣之間來(lái)回反射，直到它到達(dá)另外一個(gè)全息元件，該全息元件會(huì)提取每次反射中少部分離開(kāi)玻璃的光線（右）。提取出的全息圖像創(chuàng)造出一個(gè)可視圖像，每次反射都按比例地增加了圖像的眼動(dòng)范圍。
（圖片來(lái)源： Pierre-Alexandre Blanche / 亞利桑那大學(xué)）
價(jià)值
Blanche 表示：“我們正在與霍尼韋爾合作開(kāi)發(fā)的用于航空器的顯示器，就像在汽車(chē)中使用的那些一樣簡(jiǎn)單。我們方案無(wú)需昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及開(kāi)發(fā)新材料。
展開(kāi) 利用全息3D打印技術(shù)，「Prellis」想讓“打印器官”在5年內(nèi)可用
近日，總部位于舊金山的3D組織打印公司Prellis Biologics宣布，它們的打印技術(shù)在速度和分辨率上取得了突破性進(jìn)展，可以打印出功能性毛細(xì)血管來(lái)構(gòu)建人體組織，并預(yù)計(jì)在未來(lái)5年內(nèi)可以將打印人體替代器官產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
Prellis 全息3D打?。▓D片來(lái)源：Prellis官網(wǎng)）
毛細(xì)血管的重要作用是讓血液與組織之間進(jìn)行氣體和物質(zhì)交換，是構(gòu)建人體組織必不可少的關(guān)鍵部分。而如何構(gòu)建可用的毛細(xì)血管，已經(jīng)成為目前人體組織工程學(xué)的核心難題。
就3D打印方法來(lái)說(shuō)，具體難點(diǎn)包括打印速度、打印精度兩塊。
打印速度。細(xì)胞在沒(méi)有血液供應(yīng)的情況下存活時(shí)間非常。除非通過(guò)毛細(xì)血管立即提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，否則由細(xì)胞密集填塞的組織將在不到30分鐘內(nèi)死亡。
打印精度。毛細(xì)管的直徑在5微米到10微米之間（人的頭發(fā)為75微米到100微米），需要極高的打印精度。
目前，打印毛細(xì)血管構(gòu)建人體組織單元需要幾周或更長(zhǎng)時(shí)間。Prellis的方法是使用基于激光的全息打印技術(shù)，其分辨率可以達(dá)到0.5微米，速度比傳統(tǒng)方式快1000倍。
Prellis的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官M(fèi)atheu博士表示：“我們所能達(dá)到的速度僅受光學(xué)系統(tǒng)配置的限制。我們正在探索定制光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，這將大大提高我們的能力。我們的最終目標(biāo)是在12小時(shí)或更短時(shí)間內(nèi)打印腎臟的整個(gè)血管系統(tǒng)?！?Prellis估計(jì)，由于需要人體組織和器官替代替代品，以及用于藥物發(fā)現(xiàn)和毒理學(xué)測(cè)試的人體組織，全球組織工程市場(chǎng)到2024年將達(dá)到940億美元，高于2015年的230億美元。
3D 打印在生物醫(yī)療方面的應(yīng)用已不鮮見(jiàn)。
展開(kāi) 【精彩回顧】水利數(shù)字孿生產(chǎn)品推動(dòng)水利數(shù)字化建設(shè)，遠(yuǎn)算參加浙江省數(shù)字水庫(kù)專(zhuān)題技術(shù)交流會(huì)
點(diǎn)藍(lán)色字關(guān)注“遠(yuǎn)算云學(xué)院”
2022年12月1日，浙江省數(shù)字水庫(kù)專(zhuān)題技術(shù)交流會(huì)在杭州召開(kāi)。本次交流會(huì)由浙江省水利科技推廣服務(wù)中心主辦，浙江省水利學(xué)會(huì)、寧波市水利學(xué)會(huì)、寧波市水庫(kù)管理中心協(xié)辦。遠(yuǎn)算受邀參加，展出了自主研發(fā)的水利數(shù)字孿生系列產(chǎn)品，賦能水利行業(yè)推進(jìn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化智慧水利體系建設(shè)。
遠(yuǎn)算將數(shù)值仿真技術(shù)與水利行業(yè)創(chuàng)新性地融合，自主研發(fā)了大壩健康管理數(shù)字孿生平臺(tái)、城市內(nèi)澇預(yù)警數(shù)字孿生平臺(tái)及流域洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理數(shù)字孿生平臺(tái)等水利數(shù)字孿生系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)大壩健康、水庫(kù)泄洪、洪峰推演與城市內(nèi)澇的全流域數(shù)字孿生耦合聯(lián)動(dòng)。
大壩健康管理數(shù)字孿生平臺(tái)是為業(yè)主搭建的大壩實(shí)時(shí)健康體檢系統(tǒng)，運(yùn)用仿真數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)建模分析、高性能計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并將在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與建模分析數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，充分利用仿真模型創(chuàng)建一個(gè)與物理實(shí)體相互映射、協(xié)同交互的數(shù)字孿生體。
平臺(tái)可為用戶大幅度減少運(yùn)維投入，幫助運(yùn)維人員評(píng)判大壩健康狀況和風(fēng)險(xiǎn)情況，及時(shí)獲取預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)-預(yù)警-預(yù)演-預(yù)案功能，為大壩的安全管理提供輔助決策依據(jù)。
遠(yuǎn)算一直以來(lái)致力于運(yùn)用國(guó)產(chǎn)
可控水利模型內(nèi)核助力水利數(shù)字孿生，未來(lái)也將繼續(xù)將數(shù)字孿生技術(shù)同水利行業(yè)知識(shí)相結(jié)合，助力水利數(shù)字化發(fā)展，賦能智慧水利建設(shè)。
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數(shù)字電位器IC連接的作用是什么，數(shù)字電位器IC的技術(shù)指標(biāo)！
一、數(shù)字電位器IC是什么，IC在數(shù)字電位器中的作用是什么？
數(shù)字電位器中使用的IC表示為一種集成電路，專(zhuān)門(mén)用于從其他數(shù)字設(shè)備讀取數(shù)據(jù)或向其他數(shù)字設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。在電位器電路中起著分壓器的作用。
數(shù)字電位器中使用的IC將具有專(zhuān)為數(shù)字電位器設(shè)計(jì)的引出線配置。數(shù)字電位器IC將內(nèi)置電路以執(zhí)行所有必要的功能，例如控制每個(gè)引腳的電壓電平、從電位器讀取數(shù)據(jù)以及將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他數(shù)字設(shè)備。
二、數(shù)字電位器IC技術(shù)指標(biāo)
·工作溫度：數(shù)字電位器IC的工作溫度介于-40攝氏度到105攝氏度之間。但是，最高工作溫度會(huì)因IC制造商而異。
·電源電壓：數(shù)字電位器IC的電源電壓介于2.7V-5.5V之間。但是，最大電源電壓會(huì)因IC制造商而異。
·電阻值：電阻值會(huì)因IC的制造商而異。但是，可以肯定地說(shuō)電阻值會(huì)高于模擬電位器。
·電源電流：電源電流會(huì)因IC制造商而異。但是，可以肯定地說(shuō)電源電流將小于模擬電位器。
·工作頻率：工作頻率會(huì)因IC制造商而異。但是，可以肯定地說(shuō)，工作頻率將低于模擬電位器。
三、IC如何連接到數(shù)字電位器中？
數(shù)字電位器IC插入電路板時(shí)，應(yīng)使IC上的引腳與電路板上的孔相對(duì)應(yīng)。
IC上的第一個(gè)引腳應(yīng)插入電路板上的第一個(gè)孔，IC上的第二個(gè)引腳應(yīng)插入電路板上的第二個(gè)孔，依此類(lèi)推。
如果數(shù)字電位器IC設(shè)計(jì)成有線出線，則IC出線黑線接電路板地，IC出線紅線接正電壓電路板的來(lái)源。
簡(jiǎn)而言之，IC和數(shù)字電位器之間的連接類(lèi)似于所有其他IC連接。連接網(wǎng)絡(luò)應(yīng)允許IC完美地執(zhí)行其功能。
展開(kāi) 國(guó)外艦船數(shù)字化設(shè)計(jì)建造技術(shù)發(fā)展動(dòng)向與“數(shù)字化造船”初探
（5）大量應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
國(guó)外有關(guān)研究表明，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真研制方法對(duì)縮短海軍艦船的研制過(guò)程、研制周期和降低成本費(fèi)用是完全可行的，在大型海軍艦船設(shè)計(jì)中，總的時(shí)間縮短達(dá)30%，同時(shí)，也促進(jìn)了研制過(guò)程的變革。最近幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)的費(fèi)效比已經(jīng)降低了。新一代的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件產(chǎn)品正在出現(xiàn)，市場(chǎng)上有售的虛擬現(xiàn)實(shí)制作軟件從入門(mén)到專(zhuān)業(yè)型有十幾種之多。美海軍新一代LPD-17艦與“弗吉尼亞”潛艇的設(shè)計(jì)和韓國(guó)三星船廠開(kāi)展的“數(shù)字化船廠”的研究都采用了達(dá)索/IBM公司的子公司——DELMIA公司提供的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，為船舶建造的策略、制造、裝配、舾裝等環(huán)節(jié)提供了強(qiáng)有力的支持。
（6）注重“數(shù)值預(yù)報(bào)”技術(shù)的研究與應(yīng)用
利用數(shù)字化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)船舶性能的預(yù)測(cè)和優(yōu)化，又稱做“數(shù)值預(yù)報(bào)”技術(shù)，是造船數(shù)字化全壽期各環(huán)節(jié)中最難實(shí)現(xiàn)的一環(huán)。“數(shù)值預(yù)報(bào)”的準(zhǔn)確與否，直接影響到后期艦船試航的次數(shù)和難度，從而實(shí)現(xiàn)研制時(shí)間和經(jīng)費(fèi)的大幅削減。目前，各海軍強(qiáng)國(guó)都在大力研究艦船性能的“數(shù)值預(yù)報(bào)”技術(shù)。特別是美國(guó)于1996年成立了直接由國(guó)防部主抓的項(xiàng)目小組，專(zhuān)門(mén)對(duì)船舶水動(dòng)力學(xué)性能“數(shù)值預(yù)報(bào)”技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，以支持采用全新船型的新一代DD(X)驅(qū)逐艦的設(shè)計(jì)。
2 對(duì)“數(shù)字化造船”的認(rèn)識(shí)
（1）“數(shù)字化造船”思想遠(yuǎn)未到成熟的地步
“數(shù)字化造船”是近幾年熱炒的概念，韓國(guó)的三星船廠是最早提出該概念的船廠之一。通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)課題（714所承接的《國(guó)外艦船數(shù)字化設(shè)計(jì)建造技術(shù)發(fā)展研究》情報(bào)課題）的研究，發(fā)現(xiàn)國(guó)外對(duì)“數(shù)字化造船”的研究還僅僅停留在概念的層次上，其核心思想還遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到成熟的地步，乃至形成固定的模式。出現(xiàn)這種情況的原因有二：
一是國(guó)外船廠實(shí)施數(shù)字化造船的方法各異。
展開(kāi) 成功案例丨口腔保健的數(shù)字化轉(zhuǎn)型：Altair 數(shù)字孿生技術(shù)助力口腔保健分析
一、主要看點(diǎn)
行業(yè)：
口腔醫(yī)療
挑戰(zhàn)：
傳統(tǒng)方法缺乏預(yù)測(cè)口腔內(nèi)受力狀態(tài)，也很難從患者方面獲得反饋，因此將口腔掃描、牙齒形狀/位置識(shí)別和正畸數(shù)字模型生成的過(guò)程數(shù)字化是一個(gè)重大機(jī)會(huì)。
Altair 解決方案：
iLM （愛(ài)樂(lè)慕）研發(fā)過(guò)程集成了 AI、測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生虛擬頜骨模型和生物力學(xué)仿真分析，有助于可視化作用在口腔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)和力。Radioss 執(zhí)行牙齒畸形矯正模擬，并使用仿真來(lái)恢復(fù)物理現(xiàn)象。它可以為每位患者進(jìn)行口腔 3D 掃描建模，并配合定制的矯正計(jì)劃，實(shí)時(shí)確定正畸矯治器對(duì)患者牙齒、牙齦和口腔的影響。
優(yōu)點(diǎn)：
使用 Altair? Radioss?，準(zhǔn)確率提高了 85% 以上，增強(qiáng)了客戶體驗(yàn)，并增強(qiáng)了治療結(jié)果的分析和預(yù)測(cè)能力。仿真和 AI 的結(jié)合使用戶能夠利用數(shù)據(jù)并創(chuàng)建預(yù)測(cè)模型。在 Altair? RapidMiner? 中，iLM 使用黑盒模型來(lái)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。這些模型具有毫秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間、低運(yùn)維成本、快速迭代，并且基于仿真結(jié)果具有很高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。
二、客戶介紹
愛(ài)樂(lè)慕成立于 2011 年，總部位于中國(guó)北京。該公司是一個(gè)領(lǐng)先的品牌， 專(zhuān)注于 5 至 12 歲兒童咬合不正和畸形的早期矯正。iLM 通過(guò)數(shù)字化創(chuàng)新，致力于推動(dòng)兒童全周期面部發(fā)育管理醫(yī)療技術(shù)的不斷創(chuàng)新和普及。
三、面臨的挑戰(zhàn)
正畸治療是牙科中最大的類(lèi)別之一，隨著病例的增加，解決傳統(tǒng)、非數(shù)字化方法的缺點(diǎn)至關(guān)重要。傳統(tǒng)方法缺乏預(yù)測(cè)口腔內(nèi)受力狀態(tài)，也很難從患者方面獲得反饋，因此將口腔掃描、牙齒形狀/位置識(shí)別和正畸數(shù)字模型生成的過(guò)程數(shù)字化是一個(gè)重大機(jī)會(huì)。為了促進(jìn)更好的治療和結(jié)果，需要借助 Altair 產(chǎn)品的仿真和可視化功能，使得正畸醫(yī)生能夠更快、更輕松地進(jìn)行預(yù)測(cè)。
展開(kāi) 數(shù)字兩機(jī)丨中國(guó)航發(fā)長(zhǎng)春控制：淺談航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)
為繼續(xù)促進(jìn)航空事業(yè)發(fā)展，有必要持續(xù)發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)，提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配水平，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造水平。本文主要介紹了航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)概念與應(yīng)用價(jià)值，分析了航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，旨在為航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)工作的順利開(kāi)展提供支持。
隨著科學(xué)技術(shù)、制造技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)航空事業(yè)發(fā)展水平不斷提升。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)在強(qiáng)化航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配效果方面發(fā)揮著重要作用，需要重視航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)，積極發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和生產(chǎn)活動(dòng)的順利推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。
1 數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)介紹
1.1 數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)概念
數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)指以信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)作為檢測(cè)技術(shù)，以檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)作為檢測(cè)效果判斷依據(jù)，開(kāi)展的數(shù)字化檢測(cè)工作，旨在借助檢測(cè)技術(shù)科學(xué)評(píng)估檢測(cè)對(duì)象質(zhì)量。在數(shù)字時(shí)代，數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。為保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量，就將航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中。
1.2 數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值
航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配制造是一項(xiàng)高精密的工作，若是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配制造的過(guò)程中產(chǎn)生一定的誤差，就容易對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能造成消極影響。在數(shù)字技術(shù)發(fā)展，數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。通過(guò)將數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配制造中，就容易提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配制造的精準(zhǔn)度，使其符合裝配制造標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配制造中應(yīng)用數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)還可以提高檢測(cè)、裝配制造效率，降低人工成本。而數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)的自動(dòng)校核功能可以保證檢查的全面性，防止出現(xiàn)遺漏的問(wèn)題。
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