1949-2019:中國硬科技終迎來黃金時代
本文來源自CV智識
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┃從達特茅斯的夏天到中國科技的“春天”
上世紀 50 年代,中國剛剛從槍炮與戰爭中站立起來不久,滿目瘡痍,百廢待舉,科技尤其如此。國內專門的研究機構一度不超過 30 多個,全國科技人才一度不足 5 萬人。
同一時期,大西洋彼岸的美國也正歷經一段黃金歲月。儘管存在核滅絕、種族隔離和迫在眉睫的冷戰的威脅,但上個世紀 50 年代仍然被視為美國歷史上幸福和繁榮的時代。
1956 年夏季,新罕布什爾州漢諾威小鎮,達特茅斯學院群星閃耀,一群來自各大研究機構和科技公司的科學家們聚在一起,共同研究了兩個月,目標是“精確、全面地描述人類的學習和其他智慧,並製造機器來類比”。
這是人類近代歷史上,頂級科學家們第一次如此齊活地聚在一起,就機器智慧問題進行探討,也正因為此,達特茅斯會議後來被公認為人工智慧的起源。
與達特茅斯會議幾乎同一時期,參會的西蒙、紐厄爾和第一屆圖靈獎得主艾倫·佩利(Alan Perlis)一起創立了卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University,CMU)的電腦系,從此,CMU 電腦系成為電腦科學和人工智慧研究的高地。
80 年代,一批懷抱“遠大的理想、志向、抱負和對新事物的追求”的中國學生陸陸續續來到 CMU 電腦系,向人工智慧先驅們拜師問道。
這些年輕人,包括曾經活躍于谷歌的李開復,百度的陸奇,前微軟亞洲研究院院長沈向洋,現任微軟亞洲研究院院長洪小文。
而一些當時沒有選擇 CMU 的年輕人,如電腦視覺華人鼻祖黃煦濤、2000年圖靈獎得主姚期智,則在同樣散佈在東部學術高地的各個頂尖實驗室裡。
90 年代,當時只有二十出頭的中國年輕人湯曉鷗,剛剛從中科大資訊科學技術學院畢業。此後,他沒有選擇繼續留在母校,而是來到歷史悠久,學術輝煌的美國東北部繼續求學深造。
新千年之初,深度學習技術已然取得重大突破,卻還沒有迎來屬於它的高光時刻,在李開復、沈向洋、湯曉鷗等人之後,更多的年輕人開始來到東部各大高校的實驗室裡深造。
2006 年,時年 25 歲的周曦揮別呆了七年之久的中科大,進入伊利諾大學香檳分校(UIUC),成為華人電腦視覺大師黃煦濤當年在全球招收的三位學生之一。
當時的中科大已然成為國內眾所周知的語音研究高地,頭部語音AI公司科大訊飛和雲知聲創始團隊均來自中科大。
周曦想要做更有挑戰的事情,他對當時在中國發展仍然很不充分的圖像識別技術產生了極大的興趣,而美國恰好擁有當時獨一無二的圖像識別研究環境。
他很快在UIUC搭建了Cluster伺服器陣列,將語音辨識領域的演算法跟思想與圖像識別領域巧妙交叉碰撞。此後的幾年,周曦跟團隊先後戰勝 MIT、東京大學、IBM、Sony等著名研究機構,拿到六次世界智慧識別大賽冠軍。
而在 2006 年前後,與周曦一同拜入黃煦濤門下的,還有依圖的顏水成,文遠知行的韓旭和甯華中、文安智能的陶海、奇點汽車的黃浴等人。
學成之後,這批人幾乎無人留在美國,而是陸續歸來,把最前沿的尖端科技帶回中國。
┃以外企為師,走向世界
新千年之初的中國,伴隨著改革開放成長起來的 80 後、85 後年輕人,已經告別了衣不蔽體、食不飽腹的最艱難歲月。年輕人們不再需要為解決溫飽問題發愁了,整個社會的創新力與活力隨之開始釋放。
2000 年,世紀交疊,熱鬧的清華園照常迎來一批新的學生,王永瑞便是新生中的一員,此後 8 年,他一直在清華精密儀器繫念書。
畢業之後,王永瑞曾在航太科工四院待過短暫的一段時間,2013 年他加入清華旗下產業啟迪之星,從普通員工做到常務副總經理,從事硬科技創業專案投資孵化工作。從清華到啟迪,王永瑞一直是中國科技創業浪潮的見證者與參與者。
8 年間,偌大的園子內外發生的一切,王永瑞回想起來依然歷久彌新。
彼時的清華人,尚且對創新創業沒有如今天般的熱情,上課、作業,業餘時間搞搞社團,參加參加學生會的工作,學生們常是規規矩矩的,在就業的選擇上同樣如此。
深度學習技術尚未起來,演算法也還不那麼常見,機械類、材料類、晶片類學科仍然冷門,硬科技尚且沒有像今天這樣受到如日中天的追捧。
那是外企在中國最為風光無兩的時代,遍佈望京商圈的是摩托羅拉、愛立信等外企,金輝大廈還不是阿裡的地盤,360 集團也尚未在這裡築起高樓。
“在那個年代整體來講,創業的比例還是小,打工也基本上是去外企的金融公司和互聯網公司,大量的網路設備公司,像愛立信,它並不是國內的企業,還是大的外企。”王永瑞回憶起他求學時期同窗好友們的就業選擇,大量的人才都去了外企互聯網公司和金融公司。
與此同時,國內的互聯網也在萌芽,新浪、搜狐、網易等門戶網站出現,懷抱著好奇的清華人也開始做一些校園網、社群項目的創業。
隋建鋒是清華機械專業的博士生,在園子裡渡過了近十年的學習和工作生涯。雖然一直從事硬科技相關研究,他也見證了清華人在互聯網時代的摩拳擦掌、躍躍欲試。
2008 年,人人網最火的年頭。清華園內,一個叫“師兄幫幫我”的校園社交平臺風雲一時。
苦於解決個人問題的清華理工男們,為了增加接觸女生的機會,做了一個類似于校園版百合網的社交網站,後來越做越大,一時間席捲了北京幾十所高校,甚至誤打誤撞獲得了薛蠻子的天使投資。
隋建鋒親身經歷了“師兄幫幫我”風雲一時的那段日子,而做此項目的正是他的同班同學,“師兄幫師妹去解決問題,問題解決了之後師妹要請師兄吃一次飯,其實它背後的邏輯就是解決男女相處的問題,清華理工科女生偏少男生偏多,這就給大家提供了一個交流的機會。”
“最瘋狂的時候,他們發了好多的券,你註冊了就可以去免費領一個雞腿,推廣得非常火。”隋建鋒覺得,那可能是他距離互聯網創業最近的一次。
遺憾的是,短暫火了一陣之後,由於缺乏真正的商業變現模式,“師兄幫幫我”沒有再繼續運營下去。
但好在,一些年輕人正在成長,已經成長起來的人則聚到了一起,為平靜的中國科研氛圍注入新的活力。
九十年初,中國電腦產業苗頭燃起,而大洋彼岸的軟體巨頭正面臨創新與競爭壓力,微軟前任首席技術官麥爾伏德向比爾蓋茨諫言,將研究院開到中國來。
1998年,微軟中國研究院成立。37歲的語音辨識專家李開復受命成為首任院長。三年後,最初的微軟中國研究院更名為微軟亞洲研究院。
巧婦難為無米之炊,李開復組建團隊之初頻頻受阻,說服海外精英歸國並不容易,卻也不乏慕名而來的熱血青年,張亞勤的加盟成為打開僵局的契機,隨後沈向洋加入,成為團隊的第一個研究員。
1999年,研究院第一批管理團隊逐漸成形,由國內高校博士生和海歸派組成。略微發黃的合照記錄下知春路 49 號的偉大時刻,在往後的十幾年裡,這批人的光熱輻射至大半個中國科技圈。
微軟亞洲研究院,又被稱為MSRA,對於大眾而言,她是個遠不如阿裡、騰訊等互聯網巨頭響亮的名字,即使在人工智慧已然發展得如日中天的今天,她的名氣依然不敵商湯、曠視之類的 AI 獨角獸。
但大眾同樣不知道的是,沒有樹大根深的MSRA,就不會有此後一代又一代的互聯網巨頭、移動互聯網巨頭,再到如今的 AI 獨角獸。
香港科技大學電腦系與數學系教授、前騰訊AI Lab主任張潼曾這樣向筆者談及MSRA對於公司穿越發展週期、基業長青的重要意義。
“研究院有幾個功能,一個功能是它會在短期專案上支援一些產品;另外一個是本身它也會對做一些技術儲備,為開發一些產品做積累;還有一個我覺得挺重要但被忽略的一點,研究院作為公司的人才儲備,在產業迅速變革的時候,這些人才才能產生價值。”
在張潼看來,微軟歷經多輪時代浪潮之而不倒,重回全球市值第一寶座,正與其人才儲備息息相關。
“比如說微軟,”張潼告訴筆者,“它原來就是一個軟體公司,但後來在做搜索的時候,雖然沒有做到Google的程度,卻能夠很快地起來,包括現在做雲計算,它為什麼能夠成為市值最高的公司之一?就是因為技術的儲備、人才的積累,在公司轉型上,如果沒有這些人才儲備,就沒有辦法去做這些事情。”
象牙塔內,學術研究熱火朝天,人才貯備從無到有;象牙塔外,互聯網創業水大魚大、戰事紛呈,已然開啟一個新的時代。
MSRA 建院這一年前後,搜狐、京東、阿裡、騰訊、新浪、網易、百度相繼誕生,外企們應該不會想到,當時還是由一群初生牛犢的中國年輕人創立的幾家門戶網站,或是ebay、Google的“拙劣模仿者”們,在此後的十年裡順勢崛起,直至將他們“掃地出門”。
隨著中國第一波互聯網發展熱潮湧現,中國公司開始為創新事業向矽谷尋找人才、資金,甚至包括公司命名的方式。
把別人的成果直接商用當然會被人詬病,但正是這段經歷讓中國的互聯網公司積累了使用者介面設計、網站架構和後端軟體發展的初步經驗。
三十年河西,三十年河東。
百度的核心功能和極簡主義的設計風格借鑒了Google,但在此基礎上,李彥宏堅持不懈地優化網站,以迎合中國用戶的搜索習慣。淘寶以ebay為師,卻另謀在初期為商家提供免費服務的模式,最終打敗ebay。
曾比作中國版BuzzFeed的位元組跳動,通過機器學習演算法為使用者提供定制化的新聞內容。現在,BuzzFeed的市值也已和位元組跳動不在一個量級。美團的靈感來自Groupon,但其業務線卻從團購一路拓展至電影、外賣、酒店、旅遊等本地生活服務等,現在美團的估值已經10 倍於Groupon。
Google、eBay、Uber、Airbnb、LinkedIn、Amazon……一個又一個美國巨頭都想贏得中國市場,卻無一不鎩羽而歸。
外國分析師在美國公司無法佔領中國市場這個問題上糾結的時候,中國的公司正忙著打造更好的產品。
資本聞風而動,人才循錢而至。
隨之而來的是,風投資金和人才魚貫湧入互聯網行業。市場如火如荼,創業公司的數量呈幾何級數增長。
大多數創業公司的產品靈感或許來自大洋彼岸,和矽谷的競爭的確產生了中國本土的互聯網巨頭,但真正造就了一代創業者鬥士的,卻是外人難以想像的殘酷“本土大戰”。
“如果你去外面看看,你會發現這個世界上最好的市場其實就在你腳下。”這是現如今大多數出海創業者對於開闢海外市場最為深刻的感受。
中國市場競爭的殘酷,讓中國互聯網公司探索出了完善的商業模式和強大的運營能力。
一些在殘酷的“本土廝殺”中成功出局的中國企業,也在海外戰場上開啟了與全球科技巨頭的無限戰爭。
2012 年,隨著智慧手機的出現與普及,中國移動互聯網出海風口開始形成,作為出海先驅,獵豹更是將中國免費工具的模式移到了海外。
2016 年,有更多公司開始把中國模式複製到海外市場,隨著市場的變化,出海的類型開始多樣。
中國企業出海的典範位元組跳動,一方面 Copy From China,將在中國獲得成功的資訊流模式複製到海外市場;另一方面則借助資本的力量在海外展開大肆並購,最終通過技術輸出的方式實現全球擴張。
直到最近兩年,無論是遊戲、內容還是電商類產品,出海的中國公司已經逐漸讓產品達到完全當地語系化的狀態。中企出海,已然歷經從稚嫩到成熟。
┃AI時代:走入無人區
“2000 年的時候,大家更多還是想著錢,怎麼快速賺到錢。”這是王永瑞還在清華念書時,對互聯網帶來的外部環境的極速變化,最為深刻的感受。
但賺到錢的一個好處是,中國的創業者們終於有錢去做些從前囊中羞澀之時難以做到的事情了。
發展硬科技,讓中國在底層研究、前沿科技的突破上真正屹立於世界民族之林,則是大多數中國科學家與技術人心中一顆自始至終都不曾熄滅的種子。
互聯網這十年,伴隨著供應鏈的成熟、市場的培育、人才儲備越來越充足,也為發展硬科技的提供了可能。
王永瑞談到,在清華讀書的這些年裡,周圍很多同學,還是“在互聯網圈裡混。”
到 2008 年畢業時,他明顯感覺到,一些新的變化正在發生,“這個時間段逐漸開始有一些人開始往硬科技的方向去做,慢慢的也有人去做硬科技的創業。”
“硬科技和移動互聯網的區別還是比較明顯的,它區別就是說一個週期的問題,聯網可能你投入就快了,慢的話我就三個月肯定也出來東西了,如果你是做一個硬體產品,週期不會這麼短,還不算你前期的人員、知識儲備以及經驗積累。”
王永瑞談到硬科技時說:硬科技創業雖然週期長、難度大,但這不妨礙越來越多有情懷、有個性、有創造力的工程師們加入進來。
“國內在很多基礎應用工程應用的學科建設,或者說知識儲備過程中還沒有達到,或者說離世界上先進的水準還有一定差距,中國大量的工科學生還是有一種情懷在,真的想把這個 gap 給彌補上來。”
至少在清華園裡,2010 年前後,雙創提出來前幾年,學校、學生們對於將產學研結合,甚至創業的熱情開始變得高漲。
隋建鋒回憶說,那個時候還沒有人工智慧這種說法,“現在的人工智慧、智慧硬體,那個時候我們叫機電一體化,簡單理解就是用各種各樣的方式實現機器人的自動化。”
互聯網風雲十年,是清華人不斷開放、追求變化的十年,而姚班的出現則把這種求變之心放大到一個極致。
打比賽、做課題、搗鼓機器,一些工科生做著做著,就開始了“真槍實彈”的創業。這批人當中,有小馬智行的樓天城,曠視科技的印奇、唐文斌、楊沐,MOMENTA 的曹旭東,深鑒科技的姚頌、單羿,禾賽科技的李一帆……今天,他們撐起了 AI 創業大潮的半壁江山。
2004年9月的一天,正在普林斯頓大學攻讀博士學位的張勝譽像往常一樣與導師姚期智碰面交流近期研究進展。姚期智突然對他說:“我要回中國了,permanently(永遠地)。”
張勝譽後來回憶說:“當時有些訝異,但隨即感到釋然。單純從研究角度講,的確沒有一個地方比普林斯頓更舒服。他回國,應該是要去做一件大事。”
此後不久,姚期智辭去普林斯頓終身教職,正式加盟清華大學高等研究中心,成為清華全職教授,在清華園裡,開啟了人生下半場全新的探索。2005 年,姚期智主導與微軟亞洲研究院共同合作成立“電腦科學實驗班”,姚班由此而生。
姚班初成立時,“教主”樓天城還是剛剛入學“萌新”,還在安徽蕪湖一中讀高三的“怪小孩”印奇,仍然幻想著有朝一日能編織出《終結者》中的天網世界,在後來的人工智慧浪潮中叱吒風雲的姚班少年們,此刻正在園子裡積蓄能量。
八年前,印奇與唐文斌、楊沐下定決心開始人工智慧領域創業之時,人工智慧還遠未成為一個風口,或者說尚且未被完全證明為一股可以改變時代的浪潮。
創業之初,印奇就曾與唐文斌商定,二人同赴美國攻讀博士,印奇專注智慧感測器方向,學的是硬體,唐文斌則繼續研究軟體。三人決定出發之時已然想好,做AI,最終一定會走到做硬體這一步。
而在MSRA的實驗室裡,湯曉鷗依然沉溺于拿兒子照片做人臉識別研究的快樂。此時的湯教授應該還沒有想到,日後不久,他會跑出來創業。畢竟,在以基礎科學研究聞名的 MSRA,誰能實現最多的技術突破,誰就獲得最多尊重。
直到 2012 年,人工智慧以深度學習的面貌重新贏得世人關注,屬於硬科技從業者的創業黃金時代終於來了。
多年來對神經網路根深蒂固的成見讓人工智慧的許多研究人員忽略了這個已經取得出色成果的“邊緣群體”,但 2012 年傑佛瑞·辛頓的團隊在一場國際電腦視覺競賽中的勝出,讓人工神經網路和深度學習重新回到聚光燈下。
在邊緣地帶煎熬了數十年後,以深度學習的形式再次回到公眾視野中的神經網路法不僅成功地讓人工智慧回暖,也第一次把人工智慧真正地應用在現實世界中。
研究人員、未來學家、科技公司 CEO 都開始討論人工智慧的巨大潛力:識別人類語言、翻譯檔、識別圖像、預測消費者行為、辨別欺詐行為、批准貸款、幫助機器人”看”甚至開車。
隨之而來的是,越來越多的學者在這個時候離開象牙塔,一批遠在海外的人也陸續回國,他們要從中得到在學術圈外一展身手的機會,當然也嗅到了商機,還有金錢的味道。
2014 年,湯曉鷗帶著他在港中文多媒體實驗室 (mmlab) 的一眾“門徒”跑出來創業了,取中國歷史上第一代王朝商朝開國君主之名——商湯,商湯科技應運而生。
一批 AI 公司有如雨後春筍般冒出來,不管是 MSRA、清華,還是 UIUC、中科院、mmlab,一代科學家與技術人們,仿佛跟約定好了一樣接二連三地流入尚且年幼的科技創業前沿陣地。
┃AI+5G 時代:細分,落地,紮入產業
造輪子的時代過去了,AI 從發明的年代邁入實幹的年代,從專家的年代邁入資料的年代。
西方國家點燃了深度學習的火炬,但最大的受益者卻是中國。在資料和工程人才方面,中國擁有得天獨厚的優勢。
無論是國際市場,還是國內市場,5G 和人工智慧都備受關注。被冠以“互聯網預言家”的馬化騰,更是公開表示“一個 AI+5G 的全智慧時代正在到來。”
“硬科技真正的突飛猛進,或者說走到了風口浪尖,有幾方面原因,一個是整個供應鏈、市場環境確實更加成熟了,包括很多柔性製造新技術的應用,感測器的不斷小型化,包括智慧硬體底層的技術系統的開發,一些主晶片的小型化,這一系列的技術,搭建得比較成熟了。”
硬科技的發展,則是跟隨著技術、市場、供應鏈的完善水到渠成的結果,而硬科技專案越來越受大家追捧,同樣是這個時代自然而然的發展趨勢。
王永瑞明顯感受到,硬科技真正掀起熱潮,是在最近一兩年。人工智慧領域的創業尤其如此。
在經過前期的拼實力、拼融資、拼應用等一系列競爭之後,AI獨角獸們逐漸開始學著做產品,講應用,談落地。
2019 年,大家的目光不約而同地轉向了商業化落地,以及實現規模化收入上。細分、落地、紮入產業,人工智慧的競爭已然進入下半場。
“真的太瘋狂了,什麼華為、阿裡都進來了。”一位 AI 公司的朋友這樣描述今年下半年整個行業的競爭態勢。
隋建鋒談及了他今年經手的兩個印象頗為深刻的項目。
“當時我在北京接觸智慧硬體的專案叫情感記錄儀,像一個小的紐扣一樣配在身上,通過提取人的溫度、心跳來判斷出你的情緒。這項目也經歷過一段時間,最後黃掉了。”
這樣的項目,到底有沒有存在的意義?隋建鋒反問,“你的情緒你高興還是喜悅還是悲憤,你自己肯定會主觀地意識到,還需要用這種智慧硬體來衡量你是高興還是不高興嗎?”
智慧硬體所謂的智慧肯定是服務於硬體,不是為了智慧而智慧,這是隋建鋒從事硬科技專案投資孵化以來最為深刻的感受。
“來到深圳之後我又接觸到一個智慧讀錶盤的專案,它的應用物件就是水錶電錶,每個月要有人去讀這個數,這其實是一個工作量非常大的事情,然後一個團隊專門做了一個讀表儀,一把它放到水錶上,它就能夠及時把資料傳輸出來。”
“做智慧硬體一定離不開應用場景,這是我在北京和深圳感受到的一個非常大的差別,也是目前整個 AI 大的領域特別重要的一個點,一定要找到痛點。”
在更加細分垂直的領域,如醫療、教育、智慧製造、腦機交互,大風口之下,一個個小風口正在形成,一個個小獨角獸正在誕生。
最近一兩年,AI醫療賽道的森億智慧,將製藥時間從8年縮短到幾個月的AI製藥公司 InSilico Medicine,從事類腦晶片研發的靈汐科技,腦機交互產品研發的腦陸科技、優腦銀河等,明顯開始受到資本的青睞。
隋建鋒說,如今 VC 技術化,甚至 LP 技術化的趨勢正變得愈發明顯。“我們在找LP的時候,也傾向於找那些理解技術,能給硬科技創業者帶來更多資源的 LP。”
AI商業化的1.0在雲端,是基於大資料做應用。AI商業化2.0的變化趨勢是從雲端到邊緣,把人工智慧的能力帶到每個人身邊。
5G則是有效連接雲端和邊緣的高速度、高可靠性和低時延的通信管道,可以用最優化的方式實現人工智慧的資源配置。
5G和AI結合在一起一定會進入很多新場景,產生很多新機會。今年4月初, 中國完成首例 AI+5G手術,在400公里外完成“補心”手術,為智慧醫療開啟無限想像空間。
而這些都只是剛剛開始。
┃尾聲:科技人,永遠年輕
最早今年之內,AI獨角獸曠視科技就要在港交所敲響IPO的鐘聲。
曠視終於從 8 年前那個窩在創新工場共用辦公空間小角落裡敲代碼、磨產品的“幾人組”,發展成如今第一個衝刺港股的“純人工智慧公司”。
一個月前,筆者在美麗的西南山城重慶,拜訪了雲從科技總部,恰逢曠視招股書公佈當天,問及雲從研究院院長周翔友商上市一事,周翔打趣著說到,“你看曠視都已經上市了,這個行業肯定不會繼續虧下去了。”
猶記得,招股書發佈當晚,業內一時譁然。
這家年輕AI獨角獸的表現,似乎並沒有此前大家期待的那麼高,對整個行業帶來的影響,吉凶禍福,難以預測。
筆者也就此事詢問了雲從聯合創始人姚志強,他堅定地認為“行業趨勢不可逆。短期內是有泡沫的。任何事物的快速發展,不可能沒有泡沫,它是發展過程中特定階段的產物。”
“但是真正的泡沫是不代表未來,是虛幻的,是一定會帶來沉痛的,但如果泡沫代表未來,那麼短暫的泡沫對未來趨勢影響不大,只要是在大趨勢下的選擇,一定會出現一個偉大的企業。”
在曠視人眼中,印奇不苟言笑,平時總是“端著”,唐文斌則更加外向,和大家聊技術、談人生都不在話下。
印奇也曾坦陳,自己性格比較內斂,在機場碰到客戶,一度會躲著走,直到最近兩年,他開始“強迫”自己主動上去跟客戶打個招呼。印奇一直處在從一個典型理工男努力轉變為合格公司管理者的過程中。
姚志強告訴筆者,“只要是技術男認定的事兒,我們就不會想太多的結果,先卯足勁幹再說。”但“失敗和成功的教訓都指向一個,要接地氣,技術必須為其他行業提供服務,並且能夠真的解決問題。”
王永瑞與禾賽科技的李一帆是同門好友。變形金剛、機器貓、自己組裝的模型,在他的印象中,李一帆的桌面上總是擺滿了各式各樣的機器人。“工程類的東西完完全全地融入到了他的生活,你能感受到那是一種發自內心的喜愛。”
平日裡,依圖科技創始人朱瓏喜歡圍著他辦公室所在的一層樓,一圈一圈地轉,不過,他轉圈從來不是為了監視員工。有關應該如何經營這家公司,他一直在思考。
90後的馬漢東已經是AI醫療公司森億智慧的聯合創始人。員工問他,我們所做的事情到底有沒有意義?馬漢東的回答是,你們直接去醫院裡看一看,我們的設備、應用,救的都是人命。
既身坐冷板凳,又頭頂泡沫,科技創業,可謂路上道道折。但創業者們從來沒有懷疑過這其中的價值。
幾十年的發展也有力地證明,科技公司的力量正變得越來越強大,聚聚了一大批頂尖科技公司的中國力量也越來越難被取代。
中國的科技公司,歷經了從無到有,又從Copy to China到Copy from China的大時代。直至如今,一些重要領域已然躋身世界前列,這是近代以來從未曾有過的重大改變。
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立體觸感技術打造擴增實境體驗
上網時間: 2014年08月01日
關鍵字:觸感技術 擴增實境 AR 觸覺介面 3D
作者:Julien Happich
如果大家都熟悉大多數手機的基本靜音模式——觸覺的原始形式(試著在你的衣服口袋中感受手機的振動),可別忽略了顯示器端也有更多值得期待的觸覺新功能。
從實驗室到新創公司,一場為螢幕上所顯示的任何物件添加實體觸感與紋理結構的競賽即將展開。從帶有‘按壓’感覺的簡易鍵盤到3D形狀與結構的複雜渲染,無論是具有實體存在或看似平坦的表面,都是這一新興應用的範圍。
在日前於法國凡爾賽舉行的歐洲觸覺會議(EuroHaptics 2014),包括各種與人類觸覺感知有關的實驗研究成果、有形的觸覺介面、動力反饋編碼機制以及一系列創新的致動器與觸覺裝置展示,成為與會者熱切討論的話題。
在任何感測資訊得以有效地善加利用觸覺介面以前,應該先明白人類如何感知觸覺,以及我們對世界的看法和經驗如何影響個人區分功能與物體的能力。根據許多基礎研究的深入探討可知,僅具有單一觸控功能的觸覺裝置存在某些限制,而結合觸控、視覺與聲音的多功能觸覺裝置,則提供了更好的感知想像。這就如同我們大多數人自然體驗現實世界物件的方式一樣,具有多感知的介面能夠提供更好的想像,以及讓用戶更易於操縱虛擬物件。
幾家研究機構介紹了開發機械式可重配置觸覺介面的計劃,這些介面都帶有能夠突出於螢幕表面的活塞和致動器(Actuator)。因為這些設計建置的體積通常都比較大,而且不透明,因而無法整合於智慧型手機和平板電腦中,但研究人員們認為它可作為增強型桌面鍵盤。
日本慶應大學的研究人員設計出一款MEMS觸感顯示器,可用來產生虛擬的表面結構。這種小型化的原型產品在一個存在0.48mm直徑小孔的鈦面板下方佈置著大位移的MEMS致動器。
每個大位移MEMS內有一個壓電致動器,透過填充著無法壓縮聚合物流體的腔體推動塑膠活塞上下移動,當活塞向上運動時推動可變形的乳膠薄膜產生突起觸感。
日本慶應大學設計的觸感顯示器。
在致動時,液壓放大機制擠壓流體,使得小型乳膠薄膜能夠透過面板的小孔向上突起。為了能以手指觸覺神經末梢有效進行辨識區別,觸點之間間隔約幾毫米,突起運動頻率為幾赫茲時可突出100μm,當頻率高達200Hz時突出就只有幾μm了。
透過控制位移、振動頻率和致動器驅動圖案,研究人員闡述了各種不同的觸摸感覺,可模擬多種表面結構,如木頭、聚氨酯泡沫和砂紙等。
美國密西根大學(University of Michigan)的研究人員詳細介紹一種觸覺顯示器原型。這種顯示器利用氣體力學驅動一個7×8陣列、直徑為1.2mm、間距為2.5mm的插栓,可為視覺受損的使用者提供具有清晰方向感的觸覺編碼資訊(例如盲人用的點字和觸感圖形)。
你可以說它是觸感顯示器的「蒸汽龐克」,其中的受壓空氣透過小型管路流動時將可滑行的插栓向上頂起(垂直行程為0.75mm)。在向上頂起時,插栓將推動很薄的彈性薄膜,使其突出於面板外。這種系統的刷新率相當低,還不到2Hz,因此非常適合盲人點字閱讀應用,但無法模擬紋理結構和‘點擊’感。
為盲人閱讀而設計的氣體致動器。
在法國原子能署(CEA)的感知與環境介面實驗室,研究人員採用另類活塞設計,開發出一種有趣的突起觸感顯示器。
在一篇與汽車製造商雷諾公司(Renault)的研究工程師共同撰寫的「用於車載觸覺互動的另類觸感顯示器」論文中,CEA LIST實驗室介紹一種採用32個電磁致動器(各個線圈都有鐵/鋁複合磁芯)陣列建置的觸感顯示器,在這種顯示器上方覆蓋著一個電容器式觸控可變形層,以實現手指位置檢測。
CEA LIST實驗室的觸感顯示器。
植入彈性矽膠支撐的薄銅線矩陣形成了可變形的觸控螢幕,觸點突出表面的距離可達1.9mm,而兩級鎖定機制使其具有雙穩態性能,從而大幅地降低功耗。在當前的建置中,整合進汽車中控台的設備據稱可實現2Hz的刷新率。
當合理的變形幅度約為0.25mm時,在設備上一個約1.25N的施力就可以提供足夠的觸覺反饋,從而為用戶帶來一個‘點擊的感覺’。研究人員希望重新設計系統,使其具有更高的致動器密度,整合289個間距約3mm的觸點,最終實現無觸點感的表面形狀。
Tactus Technology公司在SID 2012上展示的Tactile Layer液晶螢幕面板雖然稍有不同,但也被認為是一種突起的螢幕。它利用一層透明的微流體將充滿液體的泵推升出普通的觸控液晶螢幕,好像從螢幕上長出鍵盤一樣,形成用戶可以看見和感覺到的動態實體按鍵。
由於刷新率大約為1Hz,因此這種介面很明顯是瞄準螢幕鍵盤而設計。根據Tactus Technology公司宣稱,該公司可在液晶螢面板上開發出幾乎任何類型的按鍵配置或佈局(在製造過程中設定)。該公司正尋找平板電腦或智慧型手機合作夥伴,期望共同在產品中整合新的泵推升式鍵盤。
Tactus公司的Tactile Layer面板表面突出QWERTY按鍵。
然而,對於有些人來說,改變平坦的螢幕表面還不夠。東京大學的研究人員於是開發出一種能夠改變真實世界紋理結構的方法,例如把像紙般的觸感變成金屬質感,或把原木質感變成紙般的觸感。研究人員們利用28kHz換能器耦合至可改變結構的物件上,藉由控制輸入訊號的振幅,研究人員們就能根據擠壓效應確定手指相對於材料表面的懸浮高度。
改變物件的實際結構反映原型感知變化
為了接近實際物件,研究人員採用高解析度的真實世界紋理結構(以3軸加速度計採集)來取代合成資料。研究人員認為不同的材料結構可被映射至現有的製造原型,在產品精煉過程中反映出CAD的變化。藉由以投射影像追蹤手指位置顯示表面的不同紋理結構,研究人員們還能模擬並增補相同表面的不同結構。在第一次預處理步驟,研究人員減少物件的原始實際結構。而第二步驟目的是在適當頻率時施加超音波振動,重新寫入紋理結構。
(參考原文:Haptic screens bulge with sensory information,by Julien Happich)
圖1:日本慶應大學設計的觸感顯示器。
圖2:為盲人閱讀而設計的氣體致動器。
圖3:CEA LIST實驗室的觸感顯示器。
圖4:Tactus公司的Tactile Layer面板表面突出QWERTY按鍵。
圖5:改變物件的實際結構反映原型感知變化
資料來源:http://www.eettaiwan.com/ART_8800701952_480502_NT_42329d64.…