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        中國科學網報道-知象光電:讓3D成像由作品變產品

        發布時間:2019-08-23
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        近年來,陸續有多個品牌在其智能手機上搭載3D掃描功能。這一功能簡單說,就是用戶打開手機的3D掃描應用,圍繞掃描對象走完一圈并捕獲所有角度后,手機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”技術的創業公司——知象光電,其創始團隊來自西安交通大學。團隊負責人周翔告訴《中國科學報》:“手機搭載的3D相機在精度、應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上的實際問題仍需要專業的3D相機?!?/span>

        “3D成像+人工智能”

        “你只要坐在我們研發的電腦顯示器大小的掃描儀前,將臉部對準中央位置后,掃描儀用0.1秒的時間就可以實現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?!?/span>

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

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

        2018年,知象光電團隊開發的“象芯二代”3D人工智能平臺,以3D海量數據和3D人工智能算法為核心,超越傳統硬件算法極限,提高數倍硬件計算性能,賦予硬件智能屬性,也是“3D成像+人工智能”的技術產物。

        周翔介紹道:“在安防領域,我們的技術產品能夠協助行業進行三維人臉識別,從而精準確定對象身份,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展的方向所在,這也離不開“3D成像+人工智能”技術。

        當前,知象光電研發的3D人臉掃描儀不僅應用于多家整形醫院,形成了三維成像的醫美解決方案,而且還與牙科技工廠、口腔醫院開展深入合作,推出全套牙齒3D烤瓷修復解決方案。

        “團隊之所以能夠發展‘3D成像+人工智能’技術,得益于近年來團隊積累了海量3D人臉模型庫,目前已經擁有20萬張高精度的華人3D人臉數據庫?!敝芟韪嬖V記者,“在此基礎上,團隊進一步開發3D人工智能算法研發、3D人臉識別、手勢交互等產品和方案,并將其融入消費電子、安防、支付等前沿技術領域?!?/span>

        將所學轉化為生產力

        “您為什么要創業?”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,教學和科研都是我的本職工作,創業是我跟學生們萌生的一個想法,希望將所學轉化為生產力?!?/span>

        周翔所在的西安交通大學機械學院是一所工科學院,擁有研究微納米制造技術和光學三維成像技術的學科平臺。從在校攻讀學位到留校當老師,他有著一些自己的感悟:“我們國家有這么好的大學和科研院所,每年產出的論文、專利、科研成果數以萬計,我們的研究成果如何才能服務社會,變成鮮活的產品呢?”

        年輕的周翔帶領著一群年輕的學生開始了新的嘗試,希望將高校實驗室里的技術成果推向市場。2013年,周翔帶領學生參加“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽,團隊憑借3D人體快速掃描儀項目獲交叉創新一等獎。

        很快就有企業找上門。周翔記得自己接待的第一個客戶來自美容整形行業,企業希望能對美容院的人臉效果做展示。經過半年時間的研發,周翔帶領學生們做出了第一臺3D人臉掃描儀,并交付客戶使用?!跋啾让廊菰涸鹊倪M口設備,我們的產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品的原型機?!?/span>

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

        周翔意識到,“3D成像+人工智能”未來必然會有廣泛應用,而自己團隊應該做點事情,這一年知象光電成立了。

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

        從作品到產品并不易

        通過參加創業大賽,周翔團隊將3D成像從作品變成了產品,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:“當時我們很多產品沒有量產,主要以定制的方式在開發,這無法支撐一個創業團隊走遠?!?/span>

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

        在個人消費市場,3D成像技術和安全認證、人機交互、數字娛樂結合起來可以產生很多新興的應用。比如,3D人臉識別進行移動支付、手勢操控移動設備、3D掃描進行拍照效果增強等。

        知象光電還開拓了針對文物保護的業務。這一業務存在諸多難點:文物的表面一般都不允許粘貼任何標志點,如果要給這些文物進行數字化建模,掃描時必須要全自動、無標志點地拼接;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的誕生迎刃而解。周翔向《中國科學報》介紹說:“我們生產和研發的第三代掃描技術,主要采用掃描式激光和白光多模式結合的掃描技術,它結合了第一代純激光掃描技術和第二代純白光掃描技術的優點,可以達到高速度和高精度,實現對文物快速、準確的掃描?!?/span>

        如今,知象光電已經有了穩定的訂單和投資方,但周翔和他帶領的學生創業團隊想做的事情還很多?!拔覀冇行碌氖袌鲆巹?,但歸根結底,關鍵技術才是我們前進的動力。我們的產品采用自主微結構光3D相機,既不同于傳統的工業掃描儀器,也不同于手機等廠商推出的消費鏡頭,團隊在底層光學芯片加入了自主研發的核心技術?!?/span>

        周翔說:“技術無止境,任何核心技術的開發沒有10年硬功夫就不能稱其為厲害。我們的技術仍需深度挖掘、繼續打造,希望未來能夠推動3D相機的精度從0.1毫米向0.01毫米邁進?!?/span>

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

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