“北創(chuàng)助教”基金課題申報指南

1、7“北創(chuàng)助教”基金課題申報指南為貫徹落實國務院辦公廳關于深化產(chǎn)教融合的若干意見，推動我國高校積 極開展面向互聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng)新的科研與教學改革，促進信息技術與教育深度融合，教 育部科技發(fā)展中心設立“高校產(chǎn)學研創(chuàng)新基金”，將部委、企業(yè)、高校三方有機結(jié) 合，積極探索產(chǎn)學研創(chuàng)新實踐。教育部科技發(fā)展中心與北京創(chuàng)新研究所聯(lián)合設立“北 創(chuàng)助教”基金，支持高校在新能源汽車、智能制造教學創(chuàng)新、MR （混合現(xiàn)實）全息 教學應用等相關領域開展科研及教育創(chuàng)新研究。“北創(chuàng)助教”基金面向高校在新能源汽車、智能制造教學創(chuàng)新、MR （混合現(xiàn)實） 全息教學應用等相關領域的應用而設立。每個領域支持若干個課題，基金為每個課 題提供不超

2、過 40萬元的資助（包括 50%的經(jīng)費和 50%的科研軟硬件平臺），課題申請 人無需向資助企業(yè)額外購買配套設備或軟件。表1 基金課題選題列表研究 方向方向 編號課題方向課題介紹新能源汽車A01混合現(xiàn)實技術（MR）在汽 車教育領域的應用針對如何利用混合現(xiàn)實技術，在新能源汽車專業(yè)教學中塑造沉 浸式的學習環(huán)境，幫助學習者更虎觀地、生動地研究學習汽車零部 件結(jié)構(gòu)、匸作原理等知識， 研究模型數(shù)據(jù)采集和構(gòu)建.虛擬環(huán)境中 交互操作的實現(xiàn)、教學系統(tǒng)的信息檢索調(diào)用、MR 教學系統(tǒng)中的教 學引導等技術和方法。A02新能源汽車 3D 教學中基 于交互手柄的大空間定 位實現(xiàn)技術研究針對如何提升目前 3D 教學產(chǎn)品方案

3、中交互手柄的適用性和可 操作性，研究人空間內(nèi)的虛擬現(xiàn)實交互手柄定位，激光或超聲波. 紅外線發(fā)射接受裝置小型化、定位糟度和速度提升、單發(fā)射裝置多 手柄定位、手柄高精度選取和操作新能源汽車零部件等技術。A03新能源汽車零部件教學 基于虛擬現(xiàn)實 VR 頭盔解 決虛擬零部件與現(xiàn)實耦 合（如力反饋）等問題鬧繞如何捉升目前 VR 頭盔和手柄操作時的虛擬現(xiàn)實交互體驗 問題，研究虛擬現(xiàn)實環(huán)境下虛擬仿真度的提升、高精密度新能源汽 車零件呈現(xiàn)、微觀 3D 零部件操作的正確反饋、密集零部件放人選 取識別等技術。A04新能源汽車教學綜合管 理平臺的應用針對如何提高新能源汽車教學管理的智能化.人性化和個性化 水平，研究

4、基于人數(shù)據(jù)和智能推薦算法，實現(xiàn)更方便的學校、教師 和學生管理，更精準的教學內(nèi)容.考試、作業(yè)反饋管理，打造更具 特色的教學資源庫，包括素材、學科課題庫、教學課件庫A05新能源汽車實訓臺智能 網(wǎng)聯(lián)技術應用以讓汽車實訓操作數(shù)據(jù)可跟蹤、可控制和可評估為目的，研究 遠程終端控制.人機交互（非人臉識別）、診斷、多態(tài)化模擬等技 術課題說明7A06基于增強現(xiàn)實技術（AR） 的新能源汽車課程移動 智能端應用為了讓傳統(tǒng)汽車培訓書籍變得更立體生動，研究遠程教學技術 和應用創(chuàng)新方法，包扌舌圖像識別處理、空間交互、手勢識別等技術 應用方法。A07汽車主機廠模型數(shù)據(jù)資 源在新能源汽車課程專 業(yè)教學設計中的應用針對如何捉升

5、汽車整車和零部件建模的效率、速度和楕準度問 題，研究平臺資源管理、特效算法處理、功能加密處理、模型實時 生成、教師課程設計、數(shù)據(jù)打包、數(shù)據(jù)還原、播放器解碼等技術.智能制造教學創(chuàng)新B01工業(yè) APP 實踐教學針對生產(chǎn)管理、設備管理、物料管理、質(zhì)量管理等應用場景， 依托工業(yè) APP 開發(fā)平臺，設計工業(yè) APP 開發(fā)和部署試驗實訓方案， 開發(fā)教學資源，組織師生完成定數(shù)量工業(yè) APP 開發(fā)并在企業(yè)試 用。要求形成研究報告、實驗方案、實訓方案、工業(yè) APP 軟件、試 用報告等。B02制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）實 踐教學方法研究與示范針對 MES 應用、實施和開發(fā)中的個或多個環(huán)節(jié)，研究實踐教 學方法，設計實踐

6、教學方案，開發(fā)實踐教學資源，并在相關專業(yè)進 行應用示范。要求形成研究報告.模塊實驗方案、綜合實訓方案. 應用示范總結(jié)報告、論文等。B03國際化課改創(chuàng)新應用為中國制造走向世界，與帶路沿線國家進行國際化課改合 作，為相關國家提供國際課程服務，國際商務管理、國際財務、國 際金融等系列國際化課程體系報告、相關實驗方案，與相關國家中 文教學提供可行性，為-帶路教育行動計劃服務=B04BIH 應用（建筑信息模型）為智能建筑提供建造信息化模型， 為建造過程智能化捉供技術 支撐。研究內(nèi)容：（1）內(nèi)涵要素：從 BIM 的信息載體-多維參數(shù)模型、BIM的實現(xiàn)手段-BIM 軟件等方面分析 BIM 的內(nèi)涵總義，從政府

7、、業(yè) 主、設計院、施工單位.物業(yè)運營單位的角度分析 BIM 的價值優(yōu)勢： （2）研究 BIM在可行性研究、設計、建設實施和運營維護階段的 應用模式和數(shù)據(jù)傳遞方式：（3）分析 BIM 技術在綠色建筑中的優(yōu) 勢和挑戰(zhàn)，及不同軟件的特點及兼容問題。妥求形象成研究報告、模塊實驗方案、綜合實訓方案.應用示 范總結(jié)報告、論文等。B05裝配式建筑智能制造在教學應用隨著現(xiàn)代工業(yè)信息技術的發(fā)展，建造房屋可以像機器生產(chǎn)那樣， 成批成套地制造。研究內(nèi)容：（1）高效裝配式體系與節(jié)點技術：研究能夠滿足裝 配式施工要求的各類結(jié)構(gòu)體系及相應的節(jié)點連接技術；（2）高效 綠色評價技術：研究裝配式建筑實現(xiàn)在施匚和運維階段的節(jié)能減

8、排 和綠色環(huán)保問題：（3）品質(zhì)監(jiān)測與控制技術：研究建筑構(gòu)件工廠 預制品質(zhì)監(jiān)控.預制構(gòu)件裝配施工質(zhì)量、安全保證等問題：（4） 高效施工技術：研究如何捉高裝配式建筑施工效率；（5）高效生 產(chǎn)技術：研究如何提高預制構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)和運輸轉(zhuǎn)場效率。要求形象成研究報告、模塊實驗方案、綜合實訓方案.應用示 范總結(jié)報告、論文等。MR（混合現(xiàn)實）全息 教學 應用C01混合現(xiàn)實（MR）全息教學 應用為了降低學生在建筑、工業(yè)設計等領域?qū)W習中對立體抽象知識 的理解門檻，研究基于混合現(xiàn)實（MR）在教學中的應用：對環(huán)境感 知與精準定位、基于 MR 的人機交互、全息影像及數(shù)據(jù)動態(tài)渲染等 技術進行研究，實現(xiàn)虛擬三維物體、動

9、畫與物理現(xiàn)實空間白然融合， 形成套全息教學應用系統(tǒng)，并通過此系統(tǒng)快速完成全息教學應用 的開發(fā)和使用。C02混合現(xiàn)實中國古建筑教 學北京四合院示范應用針對中國古建筑教學需求， 采用混合現(xiàn)實MR） 全息教學應用 系統(tǒng)，組織師生完成中國古建筑教學-北京四合院混合現(xiàn)實系統(tǒng)開 發(fā)，并形成實訓教學體系和資源。7二、中報條件和要求1.團隊成員在選定的課題方向有較好的技術儲備，需提供與申報課題研究內(nèi)容 相關的科研項H立項證明、教材、論文、專利、獲獎證書等；2.團隊組成合理，分工明確，數(shù)量不少于 3人，碩士（含）以上研究生可以作 為團隊成員，但是不得多于教師的數(shù)量；3.優(yōu)先支持已經(jīng)設立基金支持領域中的相關專業(yè)或

10、者已經(jīng)成立相關教學科硏 團隊的院校；4.優(yōu)先支持選題方向符合表 1要求的課題；5.優(yōu)先支持研究內(nèi)容有創(chuàng)造性、前瞻性或?qū)嵱眯缘恼n題；6.優(yōu)先支持有明確研究成果，成果有應用價值，可復制、可推廣的課題，不支 持純理論研究；7.優(yōu)先支持研究方向明確，研究內(nèi)容詳實，研究方案完整可行的課題；8.優(yōu)先支持院校對所申報課題有資金、政策、人員和場地等條件支持的課題;9.支持多個院校成立聯(lián)合課題組申報較復雜的研究課題；10.申請人應客觀、真實地填寫申報書，沒有知識產(chǎn)權爭議，遵守國家有關知識 產(chǎn)權法規(guī)。在課題申請書中引用他人研究成果時，必須以腳注或其他方式注明出處，引用 U的應是介紹、評論與自己的研究相關的成果或說

11、明與自己的研究相關的技術 問題。對于偽造、篡改科學數(shù)據(jù)，抄襲他人著作、論文或者剽竊他人科研成果等科 研不端行為，一經(jīng)查實，將取消申請資格；11.資助課題獲得的知識產(chǎn)權由資助方和課題承擔單位共同所有；12.承擔單位需具備可獨立支配用于課題研究的軟硬件條件，基本要求如表 2。表2 基金課題所需基礎科研條件選題方向設備設施和功能要求A01 MR 駛件套件：FOV: 45 度，雙目 3d 高淸，分辯率 720PIMU, M 世九軸 IMU,刷新 率大于1000HZ 攝像頭:1300 萬高清攝像頭，雙 6dof 空間定位，傳輸功能:WIFI BT USB3. 1 TYPE-C 接口，光學棱鏡：光路橋正算

12、法，界而交互：自由研發(fā) 3D 操作系統(tǒng) BLUE CAT渲染引舉：支持多平臺編譯，支持.net 語言和 c#3D 渲染性能高，支持 OPEN GL 片段化編程云服務器：由服務器、存儲器、網(wǎng)絡和運維終端構(gòu)成個私有云平臺，能夠支持 模型和相關參數(shù)快速上傳下載7A02空間硬件套件：FOV 100 度，定位延遲：20ms,定位精度：2mm,刷新率 120Hz, 定位距離5m,手柄，定位基站：輸入電壓 5V、電流 1.8A 頭部定位器渲染引擎：支持多平臺編譯，支持 net 語言和 c#3D 渲染性能高，支持 OPEN GL 片段化編程云服務器：由服務器、存儲器、網(wǎng)絡和運維終端構(gòu)成個私有云平臺，能夠支持

13、模型和相關參數(shù)快速上傳下載A03空間硬件套件：FOV 100 度，定位延遲：20ms,定位精度：2mm,刷新率 120Hz, 定位距離5m,手柄，定位基站：輸入電壓 5V、電流 1.8A 頭部定位器渲染引擎：支持多平臺編譯，支持 net 語言和 c#3D 渲染性能高，支持 OPEN GL 片段化編程仿真數(shù)據(jù)還原：1.建立 3d 三維數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng) 2 數(shù)據(jù)拼接和處理系統(tǒng)，包扌舌網(wǎng) 絡拼接和優(yōu)化3 導出數(shù)據(jù)原型，導入特定渲染引擎 4 引用物理引擎，設置參數(shù) 5 3d max 處理模型。6.汽車零部件原型A04數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)：1行業(yè)大數(shù)據(jù)對比。2.教務功能數(shù)據(jù)。3.資源管理平臺 對比數(shù)據(jù)。4.教務

14、考評 5 數(shù)據(jù)遠程控制技術 6大數(shù)據(jù)的采集和分析管理云平臺：登錄系統(tǒng)，用戶管理系統(tǒng)，權限分配系統(tǒng)，統(tǒng)計系統(tǒng)，考核系統(tǒng)， 資源管理系統(tǒng)，訂單系統(tǒng)，考核系統(tǒng)題庫管理系統(tǒng)A05吉利 EV 新能源汽車-整車教學平臺：系統(tǒng)電壓：DC 60V車型：吉利 EV,技術類型：純電動工作溫度：-20950C,整機重量：250kg外形尺寸：3450X 1700 X 1550mm吉利 EY 新能源汽車系統(tǒng)實訓臺：配備有操作演示而板、可移動臺架、PCU 電機控 制器、高壓接線盒、加速踏板、剎車踏板、換擋桿、輔助充電盒、儀農(nóng)、電源總開關及 驅(qū)動電機等組成。安裝有電動汽車儀農(nóng)，可實時顯示動力傳遞過程、車速、電壓、溫度 等、

15、電控系統(tǒng)故障指示燈等參數(shù)變化：實訓臺底座部分帶自鎖腳輪裝置，力便隨時移動。 配備有電源總開關、防護網(wǎng)等安全保護裝置，方便切斷總電源和進行安全防護新能源汽車課程體系：1 新能源汽車概論 2新能源汽車高壓安全與防護 3新 能源汽車動力電池及驅(qū)動電機 4.新能源汽車維護與故障診斷 5.新能源汽車電氣技術 6 混合動力汽車技術A06 AR sdk： 1.圖像識別讀取 2.特征標注信息計算和分析 3.模型識別和判斷 4.空 間交互和成像 5.語音識別和合成技術 6.圖像的動態(tài)繪制 7.實時計算繪圖云平臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：1.用戶管理系統(tǒng) 2 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 3權限管理系統(tǒng) 4資 源動態(tài)分配系統(tǒng) 5.人臉識別系

16、統(tǒng) 6.語音合成系統(tǒng)A07云平臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：主要用于模型生成存儲和管理分發(fā) 1.用戶管理系統(tǒng) 2.數(shù) 據(jù)管理系統(tǒng) 3.權限管理系統(tǒng) 4.資源動態(tài)分配系統(tǒng) 5.云端汽車模型數(shù)據(jù)庫 3D 教學軟件平臺：1.用戶登錄權限系統(tǒng) 2 系統(tǒng)設備 3 系統(tǒng)控制 4 數(shù)據(jù)跟蹤 系統(tǒng) 5課程體系系統(tǒng) 6 課程編制系統(tǒng)軟件 7課程打包工具系統(tǒng) 8語音合成系統(tǒng) 9 數(shù)據(jù)還原技術及加密系統(tǒng) 10數(shù)據(jù)解碼與動態(tài)授權管理 11. 3D 成像系統(tǒng)運用配合人空間 定位技術B01破件設施之 IT 基礎硬件：包括兩臺服務器（產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集與工業(yè) APP 開發(fā)支持 應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器）、至少臺 PC 機、至少臺工業(yè)無線路由器

17、、若干臺工 業(yè)安卓平板電腦（至少包括生產(chǎn)管理 PAD、設備管理 PAD、物料管理 PAD、質(zhì)量管理 PAD、 能源管理 PAD）。硬件設施之模擬制造生產(chǎn)線：任選某個行業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)線（對自動化水平要求較 高的行業(yè)，如汽車整車制造、電了產(chǎn)品制造等行業(yè)），根據(jù)其流程與工藝，進行自動化 設備與工藝的簡化， 形成套模擬制造生產(chǎn)線。 至少包括立體庫單元 （原料庫與成品炸 各不少于 10 個料位） 、模擬加工單元（包扌舌工業(yè)機器人、數(shù)控機床）、產(chǎn)品裝配單元 （最低配置 8 個工位單元，數(shù)量可增加，可配置成上料、次裝配、次檢測.二次裝 配、二次檢測、打螺釘、包裝、激光打標等工序）、物料運輸單元（至少配置臺 A

18、GV7小車）、模擬產(chǎn)品的物料套件（可重復使用）軟件設施之自動化產(chǎn)線數(shù)據(jù)釆集及工業(yè) APP 開發(fā)支持軟件。包括數(shù)據(jù)釆集功能（支 持西門了 S7.MODBUS TCP、OPC UA 等協(xié)議）；工業(yè) APP 應用開發(fā)支持功能（支持 web socket 協(xié)議）。軟件設施之工業(yè) APP 開發(fā)環(huán)境：支持圖形化編程，不同于 APF 的原生開發(fā)，可根 據(jù)場景應用，實現(xiàn)快速生成工業(yè) APP。B02仿數(shù) 7 化工產(chǎn)線：包括環(huán)形旋轉(zhuǎn)線體，立體庫單元（配置移動 FAD）,線內(nèi)匸 位單元（最低配置 7 個工位單元，數(shù)量可增加.可配置成加工、裝配、檢測、包裝等工 序，每個工位由獨立的 PLC 控制，并配置獨立的數(shù)據(jù)釆集

19、工業(yè)安卓 PAD、RFID 讀寫器、 條碼閱讀器、模姒加工設備.模擬檢測設備等，線外工位單元（包括生產(chǎn)調(diào)度 PC 機、 質(zhì)量管理 PC 機、維修 PC 機.產(chǎn)品終檢 PC 機、生產(chǎn)數(shù)據(jù)大屏展示 PC 機等工位），帶亮 燈提示的物料托盤和線上在制品托盤（在制品托盤能夠遵循生產(chǎn)工藝的要求在工位自動 ?？浚M產(chǎn)品的物料套件（可重復使用），AG物流車（選配），工位上的加工機 器人（選配）。 MES 軟件：包括與仿真數(shù)字化生產(chǎn)線進行數(shù)據(jù)集成的平臺（OPCServer）:提供 生產(chǎn)管理、物料管理、設備管理和質(zhì)量管理四個范疇的主要功能模塊（參照 ISO/IEC 62264 標準）：能夠?qū)崿F(xiàn)從訂單生成到物

20、料分發(fā)、工位生產(chǎn)、產(chǎn)品終檢，再到成品入庫的全流 程離散制造生產(chǎn)活動：能夠支持多品種小批量訂單的混合生產(chǎn)模式。私有匸業(yè)云平臺：由服務器、存儲器、網(wǎng)絡和運維終端構(gòu)成-個私有云平臺，能 夠支持多用戶 MES 運行、分解實驗和綜合實訓。B03資質(zhì)：具有?？埔陨限k學資質(zhì)高校：基礎：具有國際化辦基礎，中外合作辦學項目、中外合作辦學機構(gòu)、中外交流項 目、中外合作課改項目等。指導思想：國際化.出色的、綜合的基礎知識，培養(yǎng)學生終身學習的能力和關鍵 素養(yǎng)，包括問題解決能力、遷移能力、靈沾性、交際能力、合作能力、創(chuàng)造性能力、H 主性和可信性等等。實施載體：擁有能實現(xiàn)國際化改所需的在線教育平臺。B04電腦配置： 運行

21、內(nèi)存32G、 固態(tài)硬盤258G： 內(nèi)存不小于3T云服務器； 軟件： ArchiCAD. Revit.PKPM、Navisworks AE、IES 分析軟件B05電腦配置：運行內(nèi)存 32G、固態(tài)硬盤 258G：內(nèi)存不小于 3T 云服務器；軟件：Revit、IES 分析軟件C01全息客戶端系統(tǒng)：可利用 HoloLens 深度攝像頭創(chuàng)建空間拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，建立多 層數(shù)據(jù)網(wǎng)格：可利用 HoloLens 環(huán)境攝像頭捕捉、跟蹤和識別人體手部：提供全息計算 單元實現(xiàn)實時物理環(huán)境感知和遮罩效果：具有語音識別和手勢識別功能。全息服務端系統(tǒng)：處理多客戶端數(shù)據(jù)共享，支持多人不同物理空間的同場景數(shù)據(jù) 交換，支持多人多場

22、景的共學空間。全息渲染系統(tǒng)：采用高解析度和高幀頻率，可將超人數(shù)據(jù)和高楮度模型計算量全 息影像及數(shù)據(jù)進行動態(tài)渲染生成：支持高頻率幀速運行。C02混合現(xiàn)實全息教學應用系統(tǒng)：包括全息客戶端系統(tǒng)、全息服務端系統(tǒng)和全息渲染 系統(tǒng)。三、資源及服務針對入選合作院校，基金將提供完善的資源和服務體系，以保證院校順利開展合作課題。北京創(chuàng)新硏究所組織技術支持單位為院校在基金支持領域的教學、科研、 人才培養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等方面提供如下支持：71. 組織企業(yè)技術和管理人員，協(xié)助院校開展專業(yè)改造升級方案設計、人才培養(yǎng) 方案修訂、實踐教學資源開發(fā)、實踐教學基礎設施建設規(guī)劃、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)條件建設規(guī) 劃等工作；2. 建立起新能源汽車、智能制造、MR （混合現(xiàn)實）全