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2023年北京市自然科學(xué)基金-海淀原始創(chuàng)聯(lián)合基金工程指南能源材料領(lǐng)域重點(diǎn)爭(zhēng)論專題工程指南一、長(zhǎng)壽命鈉離子電池及其關(guān)鍵材料制備與性能調(diào)控對(duì)建立清潔能源體系和實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘍?chǔ)能至關(guān)重要。鈉離子電池以鈉資源豐富、本錢低廉等優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是鋰離子電池的有益補(bǔ)充,是應(yīng)用于大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域的抱負(fù)器件之一。通過對(duì)電極、電解質(zhì)材料進(jìn)展合理的構(gòu)造、成分設(shè)計(jì)以及性能調(diào)控,構(gòu)建長(zhǎng)壽命、低本錢的鈉離子電池,對(duì)將來大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)展具有重要意義。總體目標(biāo):針對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)中的關(guān)鍵科學(xué)問題,爭(zhēng)論低本錢120Wh/kg1C倍率放電容量C/1085%2023次以上,具有良好的環(huán)境適應(yīng)性,為鈉離子電池在大規(guī)模儲(chǔ)能中的應(yīng)用奠定根底。爭(zhēng)論內(nèi)容:低本錢鈉離子電池正、負(fù)極以及電解質(zhì)材料;鈉離子電池電極/電解質(zhì)界面爭(zhēng)論及優(yōu)化;鈉離子軟包電芯制備及性能優(yōu)化;鈉離子軟包電芯安全性能。二、面對(duì)高能量密度動(dòng)力電池的高電壓高安全液態(tài)電解液爭(zhēng)論概述:承受高電壓正極、硅碳負(fù)極和高電壓電解液為當(dāng)前高能量密度鋰電池體系的根本路線,但高電壓下電解液及其與電極界面的不穩(wěn)定性,嚴(yán)峻制約了高能量密度動(dòng)力電池的應(yīng)用。因此,急需進(jìn)展型高安全高電壓電解液。總體目標(biāo):以高能量密度鋰離子電池體系為爭(zhēng)論對(duì)象,重點(diǎn)研發(fā)耐高壓、高安全電解液,突破高能量密度鋰離子電池體系電芯設(shè)計(jì)及制造的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。其中,室溫離子電導(dǎo)率到達(dá)5mS/cm,電化學(xué)窗口到達(dá)5V,滿足單體能量密度>300Wh/kg,單500次以上,工作溫度-20-45℃,安全性滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。爭(zhēng)論內(nèi)容:高電壓、高安全電解液的分子設(shè)計(jì)及制備;電解液與電極材料的界面性能;高容量極片構(gòu)造設(shè)計(jì)與制備;電池單體性能優(yōu)化及安全性能。能源材料領(lǐng)域前沿工程指南長(zhǎng)壽命高面容量金屬鋰電極鋰枝晶抑制策略高容量高鎳低鈷〔或無鈷〕鋰離子電池正極材料機(jī)器人領(lǐng)域重點(diǎn)爭(zhēng)論專題工程指南一、基于人體信息反響的康復(fù)機(jī)器人根底問題與關(guān)鍵技術(shù)爭(zhēng)論概述:康復(fù)機(jī)器人是現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)與先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合的智能扮裝備,也是目前科學(xué)爭(zhēng)論和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的熱點(diǎn)??祻?fù)機(jī)器人爭(zhēng)論涉及醫(yī)學(xué)、人體工程學(xué)、自動(dòng)掌握、人工智能、仿生等學(xué)科,具有多學(xué)科穿插和融合特點(diǎn)。通過在康復(fù)機(jī)器人的構(gòu)型設(shè)計(jì)、傳感與感知、人機(jī)交互、人體信息反響、康復(fù)訓(xùn)練方法及康復(fù)效果評(píng)價(jià)等方面開展共性根底問題與關(guān)鍵技術(shù)爭(zhēng)論,可為人-機(jī)融合的康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造供給支撐??傮w目標(biāo):開展康復(fù)機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)與優(yōu)化、多模態(tài)信息感知與人機(jī)交互、面對(duì)臨床的共性化康復(fù)訓(xùn)練方法及康復(fù)效果評(píng)價(jià)等共性關(guān)鍵技術(shù)爭(zhēng)論,提高康復(fù)機(jī)器人的性能與臨床應(yīng)用效果,為康復(fù)機(jī)器人的臨床應(yīng)用奠定根底。爭(zhēng)論內(nèi)容:基于人體信息實(shí)時(shí)反響的共性化康復(fù)訓(xùn)練方法;康復(fù)機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成與優(yōu)化;基于感知與機(jī)器學(xué)習(xí)的康復(fù)掌握策略優(yōu)化;臨床驗(yàn)證與康復(fù)效果評(píng)價(jià)。二、助力/助行機(jī)器人根底問題與關(guān)鍵技術(shù)爭(zhēng)論概述:助力/助行機(jī)器人是效勞于半失能等特別人群的機(jī)器人,該類機(jī)器人通常具有多柔體系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)大位移剛性運(yùn)動(dòng)和小位移變形運(yùn)動(dòng)的猛烈耦合,運(yùn)動(dòng)敏捷,近年來漸漸引起了重視。但由于該類機(jī)器人構(gòu)型簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)掌握及驅(qū)動(dòng)涉及學(xué)科廣泛,整體系統(tǒng)或單一功能涉及仿生、掌握、材料等多學(xué)科,存在諸多科學(xué)問題有待進(jìn)一步爭(zhēng)論。伴隨人工智能的不斷進(jìn)展,助力/助行機(jī)器人領(lǐng)域亟待更多科學(xué)探究和技術(shù)創(chuàng)??傮w目標(biāo):深入爭(zhēng)論助力/助行機(jī)器人在操作、助力/助行、傳動(dòng)等功能方面的掌握、輕量化構(gòu)型設(shè)計(jì),并開展該類機(jī)器人的構(gòu)造與運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、力傳感與傳遞、驅(qū)動(dòng)與掌握、安全與牢靠性等方面的爭(zhēng)論工作,開發(fā)人機(jī)相容的助力/助行機(jī)器人系統(tǒng),完成步行、蹲起、重物搬運(yùn)等任務(wù)示范驗(yàn)證,為其在智能裝備、醫(yī)療、安康效勞等領(lǐng)域的應(yīng)用供給技術(shù)支撐。爭(zhēng)論內(nèi)容:人體運(yùn)動(dòng)意圖感知、響應(yīng)機(jī)制、運(yùn)動(dòng)模式、力感知與傳遞等關(guān)鍵問題;集成感知與識(shí)別技術(shù)的助力/助行機(jī)器人總體設(shè)計(jì);基于機(jī)器學(xué)習(xí)的助力/助行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與協(xié)調(diào)掌握方法;完成至少兩種助力/助行任務(wù)的示范驗(yàn)證。機(jī)器人領(lǐng)域前沿工程指南面對(duì)康復(fù)/護(hù)理的機(jī)器人柔順掌握技術(shù)手術(shù)機(jī)器人術(shù)區(qū)信息感知技術(shù)醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域重點(diǎn)爭(zhēng)論專題工程指南一、基于多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像的神經(jīng)系統(tǒng)疾病關(guān)心診斷技術(shù)概述:隨著醫(yī)療成像設(shè)備在各級(jí)醫(yī)院的普及,通過影像學(xué)診斷各類疾病已成為臨床醫(yī)學(xué)常規(guī)手段。臨床中,神經(jīng)系統(tǒng)疾病更加簡(jiǎn)單,根本影像檢測(cè)不能滿足臨床診斷實(shí)際需求。結(jié)合醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù),將人工智能技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像分析,針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病開展多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像融合識(shí)別方法爭(zhēng)論,提高醫(yī)學(xué)影像的牢靠性和準(zhǔn)確提高對(duì)患者的診療效果。總體目標(biāo):開展基于人工智能醫(yī)學(xué)影像分析的神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷方法與技術(shù)爭(zhēng)論,在典型醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)處理方法、特征提取與驗(yàn)證、智能診斷分析等方面獲得理論和方法上的突破,為構(gòu)建多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像的神經(jīng)系統(tǒng)疾病關(guān)心診斷供給源頭支撐。爭(zhēng)論內(nèi)容:針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù);基于深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病醫(yī)學(xué)影像特征提取與驗(yàn)證;基于深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病醫(yī)學(xué)影像智能診斷與驗(yàn)證。二、工程化角膜內(nèi)皮組織爭(zhēng)論40020體角膜材料的匱乏造成每年角膜移植手術(shù)量極低。組織工程角膜始終是角膜領(lǐng)域的爭(zhēng)論熱點(diǎn),目前組織工程角膜上皮細(xì)胞膜片及組織工程角膜基質(zhì)材料已經(jīng)上市并應(yīng)用到臨床,為局部角膜移植手術(shù)供給了材料,但臨床更缺乏角膜內(nèi)皮材料和全層角膜材料。迫切需要攻克組織工程角膜內(nèi)皮材料的瓶頸,為組織工程角膜臨床轉(zhuǎn)化爭(zhēng)論奠定根底??傮w目標(biāo):開展工程化角膜內(nèi)皮組織構(gòu)建爭(zhēng)論,經(jīng)體內(nèi)及體外功能驗(yàn)證,開發(fā)出具有生物活性、可移植的角膜內(nèi)皮組織,為解決角膜供體匱乏供給理論和技術(shù)支撐。爭(zhēng)論內(nèi)容:角膜內(nèi)皮細(xì)胞來源、培育條件、生物標(biāo)志物確定;工程化角膜內(nèi)皮組織的構(gòu)建;工程化角膜內(nèi)皮組織的體內(nèi)功能驗(yàn)證。醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域前沿工程指南非外源性比照劑腦血流成像方法干細(xì)胞定向分化及其在肝臟、眼科等疾病治療中的應(yīng)用爭(zhēng)論環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域重點(diǎn)爭(zhēng)論專題工程指南一、城鎮(zhèn)污水資源化中的膜污染掌握概述:膜技術(shù)因其出水水質(zhì)優(yōu)異、占地緊湊等特點(diǎn),在城鎮(zhèn)污水資源化中發(fā)揮重要作用。然而,由于處理水質(zhì)的簡(jiǎn)單性,不行避免地會(huì)發(fā)生膜污染問題,導(dǎo)致膜通量變小,處理力量顯著下降,成為膜技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用中亟待解決的關(guān)鍵問題。深入爭(zhēng)論污水資源化過程中各種膜系統(tǒng)的污染機(jī)理與推測(cè)模型,進(jìn)展高效的膜污染掌握關(guān)鍵技術(shù)與方法,為膜技術(shù)在污水資源化中的應(yīng)用供給理論與技術(shù)支撐??傮w目標(biāo):以城鎮(zhèn)污水資源化的膜耦合生物反響系統(tǒng)為對(duì)象,爭(zhēng)論具有膜污染潛勢(shì)的各類組分及其特性,提醒其與膜之間的相互作用機(jī)制,建立能夠指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用的膜污染過程推測(cè)模型,提出膜污染掌握策略與方法,并進(jìn)展實(shí)際驗(yàn)證。爭(zhēng)論內(nèi)容:膜耦合生物反響系統(tǒng)的高污染潛勢(shì)物質(zhì)監(jiān)測(cè)方法、組分分析及其膜污染特征;高污染潛勢(shì)物質(zhì)與膜之間的相互作用機(jī)制,膜污染進(jìn)展過程推測(cè)模型;膜污染掌握策略與方法。二、水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染物定量檢測(cè)的生物傳感技術(shù)概述:目前,水環(huán)境安全已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展與民生改善的突水環(huán)境問題極具挑戰(zhàn)性。我國是抗生素和激素類藥物生產(chǎn)和使用大國,抗生素和內(nèi)分泌干擾物〔屬于PPCPs的主要局部〕導(dǎo)致的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)格外嚴(yán)峻。近年,生物傳感技術(shù)在國際上異軍突起,成為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染物檢測(cè)的前沿技術(shù)和熱點(diǎn)領(lǐng)域。針對(duì)我國水環(huán)境復(fù)合污染的特征,爭(zhēng)論以抗生素、內(nèi)分泌干擾物等為代表的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染物生物傳感檢測(cè)原理與技術(shù),將為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染物的掌握和民眾安康安全保障奠定根底??傮w目標(biāo):針對(duì)抗生素或內(nèi)分泌干擾物,以生物功能材料與光電子傳感技術(shù)原理為核心,爭(zhēng)論生物功能材料與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染物的競(jìng)爭(zhēng)識(shí)別機(jī)制、生物功能材料在固相界面的修飾方法、信號(hào)識(shí)別與低損耗傳輸模式的信息傳遞周密調(diào)控,為形成快速高靈敏的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染物生物傳感分析技術(shù)供給理論根底與技術(shù)指導(dǎo)。爭(zhēng)論內(nèi)容:以典型抗生素或內(nèi)分泌干擾物檢測(cè)為目標(biāo),爭(zhēng)論生物識(shí)別材料的分子識(shí)別機(jī)制與反響模式;水環(huán)境介質(zhì)對(duì)生物傳感分析過程的影響及抗干擾的解決方法;快速、高靈敏度的生物傳感定量檢測(cè)方法及驗(yàn)證。環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域前沿工程指南抗污染膜材料制備及外表改性生物傳感固相界面的固定模式及再生原理計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域重點(diǎn)爭(zhēng)論專題工程指南一、基于單深度相機(jī)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)三維重建iPhoneX,GoogleTangle,Hololens等設(shè)備中的應(yīng)用,基于便攜式深度相機(jī)的三維重建將成為虛擬現(xiàn)實(shí)、增加現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互等應(yīng)用的核心技術(shù)之一。針對(duì)人臉、人手、人體等動(dòng)態(tài)對(duì)象的動(dòng)作、構(gòu)造、外觀等信息的實(shí)時(shí)三維重建技術(shù)爭(zhēng)論,具有重要爭(zhēng)論價(jià)值和廣泛應(yīng)用前景??傮w目標(biāo):針對(duì)人臉、人手、人體等動(dòng)態(tài)對(duì)象,爭(zhēng)論基于單個(gè)深度相機(jī)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)三維重建技術(shù),構(gòu)建多視角條件下的重建模型,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)對(duì)象的高精度、高性能、高質(zhì)量的三維重建,為虛擬現(xiàn)實(shí)、增加現(xiàn)實(shí)等創(chuàng)應(yīng)用供給技術(shù)支撐。爭(zhēng)論內(nèi)容:基于單深度相機(jī)的人臉、人手、人體等動(dòng)態(tài)對(duì)象的實(shí)時(shí)三維重建技術(shù);實(shí)時(shí)三維重建中的真實(shí)感紋理處理技術(shù);基于單深度相機(jī)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)三維重建應(yīng)用驗(yàn)證系統(tǒng)。二、小樣本醫(yī)療數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)方法爭(zhēng)論概述:基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)方法往往需要大量標(biāo)注樣本。在醫(yī)療領(lǐng)域,高質(zhì)量的醫(yī)療影像大數(shù)據(jù)樣本很難獵取,且人工標(biāo)注本錢較高,缺乏病理或手術(shù)金標(biāo)準(zhǔn)。因此,亟待爭(zhēng)論基于小樣本數(shù)據(jù)集或弱標(biāo)簽標(biāo)注的深度學(xué)習(xí)方法。將小樣本弱標(biāo)簽的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)應(yīng)用于腫瘤鑒別診斷等實(shí)際醫(yī)療場(chǎng)景,對(duì)于提高醫(yī)學(xué)診斷準(zhǔn)確率,具有重要現(xiàn)實(shí)意義??傮w目標(biāo):爭(zhēng)論基于弱監(jiān)視學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等的深度學(xué)習(xí)方法,實(shí)現(xiàn)小樣本數(shù)據(jù)集及弱標(biāo)簽標(biāo)注,為解決實(shí)際醫(yī)療場(chǎng)景下數(shù)據(jù)及標(biāo)注難以獲得的問題,實(shí)現(xiàn)較高的醫(yī)學(xué)診斷準(zhǔn)確率奠定理論根底。爭(zhēng)論內(nèi)容:面對(duì)小樣本醫(yī)療數(shù)據(jù)的弱監(jiān)視學(xué)習(xí)方法;面對(duì)弱標(biāo)簽醫(yī)療數(shù)據(jù)的生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)與強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法;小樣本弱標(biāo)簽深度學(xué)習(xí)方法在腫瘤等典型醫(yī)療領(lǐng)域的驗(yàn)證。三、三維體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互編輯技術(shù)CTMRI)影像數(shù)據(jù)開展手術(shù)過程模擬對(duì)于完成高難度手術(shù)格外必要。傳統(tǒng)后處理重建的三角網(wǎng)格模型僅能有針對(duì)性的重建局部目標(biāo)組織器官信息,而原始影像體數(shù)據(jù)能夠更真實(shí)全面記錄人體內(nèi)部全部組織信息。如何直接基于醫(yī)學(xué)影像體數(shù)據(jù)(CT/MRIVolumeData)模擬手術(shù)的整個(gè)過程,就成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。開展三維體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互編輯技術(shù)爭(zhēng)論,對(duì)于提上升難度手術(shù)成功率具有重要現(xiàn)實(shí)意義??傮w目標(biāo):爭(zhēng)論進(jìn)展醫(yī)學(xué)影像體數(shù)據(jù)形變的高性能優(yōu)化算法,做到實(shí)時(shí)交互形變。針對(duì)于腫瘤切除等手術(shù),承受不同物理參數(shù)對(duì)體數(shù)據(jù)中人體不同組織進(jìn)展建模,并基于物理模型準(zhǔn)確模擬手術(shù)過程中的細(xì)節(jié)特征,為術(shù)前模擬、手術(shù)教學(xué)等應(yīng)用真正大規(guī)模落地提供技術(shù)支撐。爭(zhēng)論內(nèi)容:三維體數(shù)據(jù)中器官組織的交互編輯技術(shù)與體數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)形變算法;三維體數(shù)據(jù)中器官組織的物理形變計(jì)算與形變細(xì)節(jié)仿真;基于上述技術(shù)的實(shí)時(shí)手術(shù)模擬應(yīng)用。GPU概述:GPU作為在深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練平臺(tái)中被廣泛應(yīng)GPUGPUCPU配比等限制。如何解耦硬件配比,充分利用各種硬件資源,對(duì)于提升平臺(tái)效率具有很多幫助。在此狀況下,GPUGPUGPU用者供給極大的敏捷性,提升平臺(tái)資源利用率。總體目標(biāo):以滿足深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練需求、提高深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺(tái)資源利用率、簡(jiǎn)化資源治理為目標(biāo),爭(zhēng)論面對(duì)深度學(xué)習(xí)的GPU理論和技術(shù)支撐。爭(zhēng)論內(nèi)容:技術(shù);GPUGPU計(jì)算機(jī)視覺前沿工程指南移動(dòng)端高動(dòng)態(tài)高精準(zhǔn)三維重建技術(shù)基于深度學(xué)習(xí)的底層計(jì)算機(jī)視覺理論與方法多模態(tài)深度學(xué)習(xí)理論與方法無線通信領(lǐng)域重點(diǎn)爭(zhēng)論專題工程指南一、霧計(jì)算分布式無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)理論與資源優(yōu)化技術(shù)概述:隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)大爆發(fā)和物聯(lián)終端海量涌現(xiàn),承受傳統(tǒng)的集中式云業(yè)務(wù)平臺(tái)難以有效支撐大連接和低時(shí)延等性能需求。通過人工智能技術(shù)深度挖掘業(yè)務(wù)、終端和無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù),充分利用霧計(jì)算分布式無線網(wǎng)絡(luò)中邊緣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、接入網(wǎng)集中單元和接入網(wǎng)分布式單元的信號(hào)測(cè)量、處理、存儲(chǔ)力量,實(shí)現(xiàn)便捷快速重配置動(dòng)態(tài)組網(wǎng),是我國實(shí)現(xiàn)5G引領(lǐng)的重要組成和關(guān)鍵步驟,對(duì)推動(dòng)5G與各行業(yè)融合,促進(jìn)智能制造和才智城市等國家戰(zhàn)略實(shí)施,具有重大意義。總體目標(biāo):面對(duì)將來無線網(wǎng)絡(luò),爭(zhēng)論霧計(jì)算分布式無線網(wǎng)絡(luò)組提升存儲(chǔ)、計(jì)算和通信力量,有效支撐大連接和低時(shí)延性能需求,為實(shí)現(xiàn)智能霧計(jì)算無線網(wǎng)絡(luò)供給理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。爭(zhēng)論內(nèi)容:基于人工智能的霧計(jì)算分布式無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法;霧計(jì)算分布式無線網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)、計(jì)算和通信資源智能協(xié)同優(yōu)化技術(shù);面對(duì)智能內(nèi)容推舉的霧計(jì)算分布式無線網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)決策方法。二、基于免授權(quán)頻譜的5G無線組網(wǎng)理論與關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)可以承受免授權(quán)頻譜通過載波聚合或者雙連接的方式與授權(quán)頻譜結(jié)合使用,
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