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智能新视觉,解决AI的“看走眼”!

2008年,正在中国科大读博士的吕盼稂刚刚开始创业,他没有想过,十年后他研发的产品拍到的照片,会被收入教科书里。从学者到创业者,他正一步步将脑海中“捕捉时空奇点, 揭示宇宙奥妙”的梦想实现。这些都源自他对智能新视觉行业的兴趣与钻研。本期《大咖薇聊》,对话吕盼稂博士,聆听他深耕智能新视觉产业一线的经验与期许。


本期嘉宾:

合肥富煌君达高科副董事长 吕盼稂博士

吴薇:吕博士您好,之前看过您在一次演讲上说要“捕捉时空奇点,揭示宇宙奥妙”,我觉得这个命题实在是太大了。
吕盼稂:时空奇点听起来好像很神秘,其实很常见。我们经常讲量变到质变,时间和空间都是连续的,但在质变发生的时候,时间就是不连续的。我们说的“捕捉时空奇点”,就是要追踪引起质变发生的那个点到底在哪里。
目前一些常见的现象,我们可以去进行解释。比方说石头把玻璃砸碎时候裂纹的扩展,这也是很常见的现象。但是我们要把裂纹扩展的过程看清楚的话,需要20万帧/秒以上的速度。

(钢珠砸碎玻璃的瞬间)


吴薇:这实在太难了。
吕盼稂:对,是很难。所以这也是我们一直的追求。我们需要在时空分辨率上来做工作,不断地提高我们的高速摄像技术,来不断地细分时间。当时间尺度比较大的时候,认为已经捕捉到它了,但再放大一看,并没有捕捉到,所以我们还是要不断的放大。
      吴薇:你这样一解释,大家对于“奇点”的理解好像就更明白一点了,那么目前做到哪一步了?

吕盼稂:比方说我们常见的像高铁、导弹实验,还有类似爆炸这样很剧烈的、很快速的场景。现在自动化时代,机械手应用非常广,非常容易发生故障,要解决生产线故障,机械手之间配合故障的时候,就需要用我们高速摄像系统来对工作过程进行慢放。慢放之后我们很清楚地看到哪个地方,快了一点,慢了一点,都可以调整,就非常方便。

吴薇:除了在自动化工厂里应用比较广泛。智能新视觉还可以应用在哪些场景?

AI+智能新视觉

吕盼稂:比方说AI领域,我们经常看电影,看到汽车轮子会倒着转对吧?或者看到直升机在空中,螺旋桨是停住不动的。这些实际上就是因为以太慢的速度在拍摄,产生信息的失真。
对人工智能来讲,这些失真是很大的问题,我们人看电影的时候看到轮子倒着转没什么影响。但人工智能不能理解这个事情,它会认为前面这辆车是不是打滑了?因为轮子转动的方向跟运动方向不一致。或者是看到飞机的螺旋桨不会动了,要掉下来了,得采取措施了。这些对人工智能来讲都是很大的问题。

(飞机螺旋桨看起来是静止的)

吴薇:智能新视觉技术介入以后,人工智能就能更好地辨别了,比如无人驾驶里就可能会用上新视觉技术。
吕盼稂:对。这样它的整个路径跟踪、目标跟踪、目标识别就很容易了,事件的行为识别也很容易了。
医疗+智能新视觉
    吕盼稂:另外现在还有比较热门的一个课题就是微流体的研究。血液流动,看起来速度不快,但是我们要看清楚细胞之间的相互作用,就得把细胞放得很大之后在显微镜底下看。这时候我们就需要一秒钟几千帧的速度,来对微流体进行测量,最好的手段就是显微的高速摄像。比方说这次疫情中,病毒跟细胞结合、反应的过程,病毒在空气中传播,口罩对病毒的阻隔作用,都可以用智能新视觉技术来分析。
吴薇:这样理解的话,新视觉技术在很多的领域,实际上都是能够提供技术支持的。
      吴薇:智能新视觉技术的核心技术在哪里?
吕盼稂:核心技术有几个方面,一个是高速数据的传输、存储。最重要的还是传感器,就是图像传感器芯片。
吴薇:芯片也是你们自己做吗?
吕盼稂:对,我们现在有自己研发的芯片,我们做的芯片是可以说是芯片里面最难的一种类型。
吴薇:怎么理解?

吕盼稂:首先,我们的芯片是数模混合的。芯片分两大类,一种是数字芯片,一种是模拟芯片。我们常见的像深度学习的芯片、计算机里面的CPU,都是数字型的。数字芯片它是0101这样二进制的处理算法,不容易出错。但我们做的是模拟芯片,模拟芯片可以说是一种艺术,不单单是技术的问题,在0和1之间有很多的连续的精确数字,我们需要保证这些数字的准确。不是纯粹的技术的问题,需要很多年的经验积累,才能保证信号不会失真。

(图片来源网络)

吴薇:现在已经研发出来了?

吕盼稂:对,整个设计完之后,我们还要看怎么能把它加工出来,这些都是很难的。
吴薇:我是不是可以理解,就是说未来高速成像技术的核心就是在芯片上,其实芯片的研发未来还是会上一个更高的难度,

吕盼稂:对,这是我们不断追求的一个方向,我们也成立了一个叫海图微电子的公司,就专门供芯片。

吴薇:吕博士为什么会对智能新视觉技术特别感兴趣呢?

吕盼稂:这跟我的学习经历有关。我是1996年考上中国科大的,中国科大有个传统,不管什么专业的学生,入学后首先要上两年的基础物理。基础物理实验里我们可以接触到一些很前沿的技术,还有高深的理论知识。当时看起来很神秘的,引起我感兴趣的就是激光干涉、三维成像技术。另外跟我自己学的专业是精密仪器,也是跟光学有关系。
吴薇:你那个时候也没想到以后会从事智能新视觉这个领域?
吕盼稂:其实没有那么完整、深入的认识。只是毕业后,按照中国科大的传统总是要想做一些创新的东西。我们科研的时候,要用到这种高速摄像技术。虽然当时国内有很多研究所在做高速摄像的研究,但是仅限于做一个项目,并没有成熟的产品。然后我们就想做出稳定可靠的高速摄像产品出来,所以我们就开始做了。
吴薇:自己做产品,自己做销售,有没有遇到过瓶颈?没办法发展下去了,该怎么办。
吕盼稂:有这么个过程。当我们产品出来,客户反映也还不错的时候,却不知道怎么去把市场做得更大。一个是需要资金上的支持,另外也需要专业的市场营销,还有公司经营等方面更专业的管理,因为我们毕竟做技术出身,对专业市场研究还是不懂。
吴薇:实际上还是问题蛮多的。后来怎么解决的?
吕盼稂:也是运气比较好,一个偶然的机会富煌集团杨董事长跟我们有个交流,给他介绍了我们的技术之后,杨董事长非常认可,也是出于对我们自主创新创业的支持,很快就决定投资公司,就成了现在的富煌君达。
吴薇:富煌君达没有成立之前,或者是刚起步的时候,国内市场有没有新视觉技术?

吕盼稂:我们也是做了有快10年了。我感觉我们公司的发展的过程跟新视觉行业发展还是同步的。那时候主要还是国外的一些产品,现在国内也有不少同行在做新视觉的研究,有做高分辨率的、三维的、深度感知的。我们主要是做时间细分这方面。
吴薇:您刚才说做新视觉有10年的时间了,做出了哪些成果来?
吕盼稂:首先是速度上,我们现在已经做到了100万帧/秒,在国内处于领先水平。跟我们可以PK的主要是日本、美国和德国的三个品牌,我们现在的图像传感器达到国外同样的水平,从芯片到整机,掌握了完全的自主知识产权,打破了国外的垄断。
吴薇:非常自信!在新视觉技术领域当中,合肥不止有富煌君达,还有不少小公司,未来竞争会比较大,你怎么来看待同行的竞争?

吕盼稂:我觉得市场空间非常大,首先是合作。合肥的科研力量在全国来讲其实还是很厉害的。我们希望有更多的人才,更多的同行一起来把智能新视觉的应用做得更宽,把市场做的更大。通过合作形成良好的产业氛围,形成一个围绕智能新视觉的产业群。