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中國科學(xué)網(wǎng)報道-知象光電:讓3D成像由作品變產(chǎn)品

發(fā)布時間:2019-08-23
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近年來,陸續(xù)有多個品牌在其智能手機(jī)上搭載3D掃描功能。這一功能簡單說,就是用戶打開手機(jī)的3D掃描應(yīng)用,圍繞掃描對象走完一圈并捕獲所有角度后,手機(jī)就會生成掃描對象的3D模型。

在西安有一家從事“3D成像+人工智能”技術(shù)的創(chuàng)業(yè)公司——知象光電,其創(chuàng)始團(tuán)隊來自西安交通大學(xué)。團(tuán)隊負(fù)責(zé)人周翔告訴《中國科學(xué)報》:“手機(jī)搭載的3D相機(jī)在精度、應(yīng)用等方面還不太成熟,只能滿足簡單的娛樂,如需要解決生活和工業(yè)上的實際問題仍需要專業(yè)的3D相機(jī)?!?/span>

“3D成像+人工智能”

“你只要坐在我們研發(fā)的電腦顯示器大小的掃描儀前,將臉部對準(zhǔn)中央位置后,掃描儀用0.1秒的時間就可以實現(xiàn)你左耳到右耳的全臉3D掃描和建模,并生成人臉的180°完整模型,模型精度的誤差在0.1毫米以內(nèi)?!?/span>

周翔介紹的是一款由知象光電研發(fā)的3D人臉掃描儀,“它的自主核心器件只有小手指大小,也許上述指標(biāo)國外同行可以實現(xiàn),但我們的集成度更高、成本更具優(yōu)勢,是國外同類產(chǎn)品的十分之一”。

“3D成像+人工智能”是知象光電的主攻技術(shù),該技術(shù)需要多學(xué)科的融合。在知象光電的創(chuàng)始團(tuán)隊里,包含了儀器、計算機(jī)、光學(xué)等多個專業(yè)的交叉,并得到了美國麻省理工學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所等多家單位的支持。

2018年,知象光電團(tuán)隊開發(fā)的“象芯二代”3D人工智能平臺,以3D海量數(shù)據(jù)和3D人工智能算法為核心,超越傳統(tǒng)硬件算法極限,提高數(shù)倍硬件計算性能,賦予硬件智能屬性,也是“3D成像+人工智能”的技術(shù)產(chǎn)物。

周翔介紹道:“在安防領(lǐng)域,我們的技術(shù)產(chǎn)品能夠協(xié)助行業(yè)進(jìn)行三維人臉識別,從而精準(zhǔn)確定對象身份,用于安保、刑偵、物證和身份識別等?!薄靶⌒突薄爸悄芑薄靶酒笔侵蠊怆姲l(fā)展的方向所在,這也離不開“3D成像+人工智能”技術(shù)。

當(dāng)前,知象光電研發(fā)的3D人臉掃描儀不僅應(yīng)用于多家整形醫(yī)院,形成了三維成像的醫(yī)美解決方案,而且還與牙科技工廠、口腔醫(yī)院開展深入合作,推出全套牙齒3D烤瓷修復(fù)解決方案。

“團(tuán)隊之所以能夠發(fā)展‘3D成像+人工智能’技術(shù),得益于近年來團(tuán)隊積累了海量3D人臉模型庫,目前已經(jīng)擁有20萬張高精度的華人3D人臉數(shù)據(jù)庫?!敝芟韪嬖V記者,“在此基礎(chǔ)上,團(tuán)隊進(jìn)一步開發(fā)3D人工智能算法研發(fā)、3D人臉識別、手勢交互等產(chǎn)品和方案,并將其融入消費電子、安防、支付等前沿技術(shù)領(lǐng)域?!?/span>

將所學(xué)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力

“您為什么要創(chuàng)業(yè)?”面對記者的提問,周翔笑著說道:“這個問題蠻有意思。一直以來,教學(xué)和科研都是我的本職工作,創(chuàng)業(yè)是我跟學(xué)生們萌生的一個想法,希望將所學(xué)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力?!?/span>

周翔所在的西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院是一所工科學(xué)院,擁有研究微納米制造技術(shù)和光學(xué)三維成像技術(shù)的學(xué)科平臺。從在校攻讀學(xué)位到留校當(dāng)老師,他有著一些自己的感悟:“我們國家有這么好的大學(xué)和科研院所,每年產(chǎn)出的論文、專利、科研成果數(shù)以萬計,我們的研究成果如何才能服務(wù)社會,變成鮮活的產(chǎn)品呢?”

年輕的周翔帶領(lǐng)著一群年輕的學(xué)生開始了新的嘗試,希望將高校實驗室里的技術(shù)成果推向市場。2013年,周翔帶領(lǐng)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽,團(tuán)隊?wèi){借3D人體快速掃描儀項目獲交叉創(chuàng)新一等獎。

很快就有企業(yè)找上門。周翔記得自己接待的第一個客戶來自美容整形行業(yè),企業(yè)希望能對美容院的人臉效果做展示。經(jīng)過半年時間的研發(fā),周翔帶領(lǐng)學(xué)生們做出了第一臺3D人臉掃描儀,并交付客戶使用?!跋啾让廊菰涸鹊倪M(jìn)口設(shè)備,我們的產(chǎn)品價格只有其十分之一,客戶很滿意,這也是知象光電3D人臉掃描儀第一代產(chǎn)品的原型機(jī)?!?/span>

2014年,全球社交巨頭Facebook以20億美元的價格收購虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備制造商Oculus,此舉被外界視為Facebook為未來買單,也讓VR(虛擬現(xiàn)實)、AR(增強現(xiàn)實)成為新的技術(shù)趨勢,同時人工智能的技術(shù)也正趨于成熟。

周翔意識到,“3D成像+人工智能”未來必然會有廣泛應(yīng)用,而自己團(tuán)隊?wèi)?yīng)該做點事情,這一年知象光電成立了。

“既然3D人臉掃描儀國外設(shè)備昂貴,國內(nèi)商業(yè)化的設(shè)備又缺乏,那么我們就自己做?!敝芟鑸F(tuán)隊創(chuàng)業(yè)的初衷挺簡單,他們這個小小的心愿也支撐著知象光電一路走到今天。

從作品到產(chǎn)品并不易

通過參加創(chuàng)業(yè)大賽,周翔團(tuán)隊將3D成像從作品變成了產(chǎn)品,隨后客戶的需求越來越多樣化,訂單也越來越多,但從作品到產(chǎn)品的歷程并不容易。

盡管知象光電剛成立就拿到了訂單,但周翔也清醒地意識到:“當(dāng)時我們很多產(chǎn)品沒有量產(chǎn),主要以定制的方式在開發(fā),這無法支撐一個創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊走遠(yuǎn)?!?/span>

此前,3D掃描儀由于價格因素,主要應(yīng)用于專業(yè)市場。但專業(yè)市場畢竟容量有限,周翔認(rèn)為,只有將3D成像推向消費市場才能獲得更大的驅(qū)動力。

在個人消費市場,3D成像技術(shù)和安全認(rèn)證、人機(jī)交互、數(shù)字娛樂結(jié)合起來可以產(chǎn)生很多新興的應(yīng)用。比如,3D人臉識別進(jìn)行移動支付、手勢操控移動設(shè)備、3D掃描進(jìn)行拍照效果增強等。

知象光電還開拓了針對文物保護(hù)的業(yè)務(wù)。這一業(yè)務(wù)存在諸多難點:文物的表面一般都不允許粘貼任何標(biāo)志點,如果要給這些文物進(jìn)行數(shù)字化建模,掃描時必須要全自動、無標(biāo)志點地拼接;考慮到文物表面的各種紋路和顏色,掃描建模更是難上加難。

問題隨著知象光電第三代掃描技術(shù)的誕生迎刃而解。周翔向《中國科學(xué)報》介紹說:“我們生產(chǎn)和研發(fā)的第三代掃描技術(shù),主要采用掃描式激光和白光多模式結(jié)合的掃描技術(shù),它結(jié)合了第一代純激光掃描技術(shù)和第二代純白光掃描技術(shù)的優(yōu)點,可以達(dá)到高速度和高精度,實現(xiàn)對文物快速、準(zhǔn)確的掃描?!?/span>

如今,知象光電已經(jīng)有了穩(wěn)定的訂單和投資方,但周翔和他帶領(lǐng)的學(xué)生創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊想做的事情還很多。“我們有新的市場規(guī)劃,但歸根結(jié)底,關(guān)鍵技術(shù)才是我們前進(jìn)的動力。我們的產(chǎn)品采用自主微結(jié)構(gòu)光3D相機(jī),既不同于傳統(tǒng)的工業(yè)掃描儀器,也不同于手機(jī)等廠商推出的消費鏡頭,團(tuán)隊在底層光學(xué)芯片加入了自主研發(fā)的核心技術(shù)。”

周翔說:“技術(shù)無止境,任何核心技術(shù)的開發(fā)沒有10年硬功夫就不能稱其為厲害。我們的技術(shù)仍需深度挖掘、繼續(xù)打造,希望未來能夠推動3D相機(jī)的精度從0.1毫米向0.01毫米邁進(jìn)。”

原文地址:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/8/348924.shtm?from=timeline&isappinstalled=0

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