媒體聚焦 | “看見(jiàn)”微米級(jí)的3D尺寸誤差、一分鐘給牙齒建?！?0年，給機(jī)器裝上了智慧的“眼睛”

“大自然花費(fèi)了數(shù)百萬(wàn)年時(shí)間，讓人類(lèi)進(jìn)化出空間智能，眼睛捕捉光線，將2D圖像投射到視網(wǎng)膜上，大腦將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D信息?！?/span>

這段話來(lái)自“AI教母”李飛飛的最新分享。不久前，她宣布創(chuàng)業(yè)，方向是“空間智能”。在她看來(lái)，充分了解人類(lèi)所生活的3D世界，是人工智能實(shí)現(xiàn)下一步突破的重點(diǎn)。

無(wú)獨(dú)有偶，在剛結(jié)束的GTC2024大會(huì)上，英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛表示，“下一波AI浪潮將是AI對(duì)物理世界的學(xué)習(xí)。”

在與3D視覺(jué)技術(shù)打交道這件事上，位于杭州蕭山“中國(guó)視谷”的先臨三維已經(jīng)做了20年。

20年專(zhuān)注篤定成為先進(jìn)制造“獨(dú)角獸”

時(shí)間撥回2004年，李濤從浙江大學(xué)國(guó)際金融專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后，在導(dǎo)師的引薦下，體驗(yàn)了3D技術(shù)，當(dāng)即被吸引；同樣對(duì)這一技術(shù)充滿期待的還有當(dāng)時(shí)位于蕭山的一家民營(yíng)紡織企業(yè)——“永盛”。李濤的創(chuàng)業(yè)熱情加上永盛對(duì)技術(shù)創(chuàng)業(yè)的支持，3D的火種就此而生，同年12月，先臨三維成立。李濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)探索了一條從技術(shù)、產(chǎn)品到市場(chǎng)應(yīng)用的全新路徑。

“我們的第一款產(chǎn)品是高分辨率、能實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)拍攝的三維相機(jī)，用非接觸式結(jié)構(gòu)光技術(shù)獲取物體的三維模型?！崩顫忉?zhuān)?/span>原先一張照片里的信息是平面的，通過(guò)三維呈現(xiàn)就可以在真實(shí)空間里獲得物體的位置、角度、尺寸等信息。

他透露，當(dāng)時(shí)這款產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有市場(chǎng)，只能遠(yuǎn)銷(xiāo)海外發(fā)達(dá)國(guó)家?！拔覀兏鶕?jù)光的特點(diǎn)給公司取了英文名shining，后來(lái)才音譯成‘先臨’”。

一個(gè)月前，掛牌新三板的先臨公布了去年的業(yè)績(jī)：營(yíng)收10.18億元，增幅32.56%；歸母凈利潤(rùn)1.42億元，增幅622.5%。其中的絕大部分營(yíng)收來(lái)自于3D掃描儀。

3D掃描是科幻片里幾乎必備的場(chǎng)景。先臨三維通過(guò)高清攝像頭和激光發(fā)射器，再借助算法快速獲得復(fù)雜物體的精準(zhǔn)三維模型，目前這一方案廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、航空航天、能源重工、電子電器、文博藝術(shù)、齒科醫(yī)療、康復(fù)矯治、虛擬現(xiàn)實(shí)、教育科研等行業(yè)。

不久前，在《2024杭州獨(dú)角獸&準(zhǔn)獨(dú)角獸企業(yè)榜單》里，先臨三維是新晉3個(gè)“獨(dú)角獸”之一，成了先進(jìn)制造的代表。

讓微米級(jí)的尺寸“誤差”無(wú)處遁形

何為先進(jìn)制造？李濤認(rèn)為，先進(jìn)制造意味著更高的效率、更強(qiáng)的品質(zhì)以及更低的損耗。以一輛車(chē)的生產(chǎn)為例，全車(chē)上萬(wàn)個(gè)零件，一旦一個(gè)零件超出誤差標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致返工、浪費(fèi)，打破生產(chǎn)節(jié)拍。

要想實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)組裝，每一個(gè)零件都要做尺寸控制，而高精度3D視覺(jué)掃描技術(shù)，是工業(yè)制造領(lǐng)域進(jìn)行全尺寸控制的優(yōu)選方案——通過(guò)3D掃描快速獲取零部件全尺寸信息，導(dǎo)入軟件匹配，加工誤差清晰可見(jiàn)。

目前，先臨三維的高精度工業(yè)3D掃描儀最高精度已經(jīng)達(dá)到了5微米，差不多是普通人一根頭發(fā)絲直徑的十分之一。

“這20年，我們一直在做的就是讓精度更高、更穩(wěn)定?！崩顫硎?，影響一臺(tái)設(shè)備精度的因素有很多，涉及成百上千個(gè)控制點(diǎn)，每一點(diǎn)都要做大量測(cè)試，從而找到發(fā)揮硬件性能和算法的最優(yōu)解，實(shí)現(xiàn)精度提升。

有了好產(chǎn)品，還得想辦法賣(mài)出去。大概10年前，先臨三維向客戶(hù)推介產(chǎn)品和技術(shù)，經(jīng)過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，客戶(hù)的認(rèn)可度和接受度很高，但就在準(zhǔn)備引入時(shí)卻發(fā)現(xiàn)沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)支持。

“如果沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就只能算作科研項(xiàng)目?！崩顫硎?，從那個(gè)時(shí)候開(kāi)始，公司著手推進(jìn)3D測(cè)量相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。截至目前，先臨三維已經(jīng)主導(dǎo)或參與制定了3D測(cè)量領(lǐng)域1項(xiàng)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范、1項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，這也成為高精度3D視覺(jué)產(chǎn)品和技術(shù)在更廣闊領(lǐng)域應(yīng)用的依據(jù)。

“刷個(gè)牙”就能生成牙齒模型

除了在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用，近些年先臨三維進(jìn)軍齒科醫(yī)療領(lǐng)域，推出了齒科數(shù)字化解決方案。用一臺(tái)長(zhǎng)得像“槍”的口腔數(shù)字印模儀對(duì)準(zhǔn)牙齒，用“刷個(gè)牙”的功夫就能完成牙齒全套的3D建模。

李濤回憶，2011年，有義齒領(lǐng)域的生產(chǎn)商向他們定制3D掃描和打印方案，他們發(fā)現(xiàn)義齒制作過(guò)程中的取模、實(shí)物制作、定制設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，和工業(yè)生產(chǎn)流程非常相似，“開(kāi)發(fā)這個(gè)領(lǐng)域，至少有六七成的技術(shù)邏輯都是相通的。”

經(jīng)過(guò)產(chǎn)品的多次迭代，2019年，先臨三維發(fā)布的新款手持口腔數(shù)字印模儀，一舉打開(kāi)了全球齒科數(shù)字化市場(chǎng)，也讓三維掃描技術(shù)從工業(yè)領(lǐng)域走進(jìn)每個(gè)人的生活。

借助這一技術(shù)，普通人到牙科醫(yī)院做矯正、種植牙等項(xiàng)目，不需要咬厚厚的硅橡膠來(lái)取模倒模，只要用裝有探頭的儀器在口內(nèi)輕輕掃描一兩分鐘。

這套3D模型讓患者能直觀地看到自己牙齒的情況，醫(yī)生也可以通過(guò)軟件設(shè)計(jì)下一步的治療方案，通過(guò)3D打印直接獲得實(shí)物模型。李濤透露，生成的牙齒模型全口誤差在50微米以?xún)?nèi)，單顆牙齒的誤差在10微米以?xún)?nèi)。

第四次視覺(jué)革命

讓AI“看懂”真實(shí)世界

回顧先臨三維走過(guò)的20年，李濤說(shuō)公司發(fā)展的“分水嶺”出現(xiàn)在2019年。這一年，通訊技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了一件大事，中國(guó)正式進(jìn)入5G商用時(shí)代。

李濤認(rèn)為，信息傳輸技術(shù)邁上新臺(tái)階，大容量、高精度的三維數(shù)據(jù)將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用天地。作為技術(shù)流的掌門(mén)人，他連續(xù)十幾年堅(jiān)持將公司年?duì)I收的20%投入研發(fā)。

1826年人類(lèi)第一次通過(guò)拍攝的手段獲取到了第一張黑白照片，通過(guò)機(jī)器獲取了真實(shí)的影像信息。后來(lái)的一百多年，從黑白照片到彩色照片，從膠卷時(shí)代的模擬信號(hào)到手機(jī)的數(shù)字信號(hào)，從低分辨率影像到高清影像，機(jī)器視覺(jué)經(jīng)過(guò)了三輪技術(shù)革命。

伴隨著AI的迅猛發(fā)展，所有科技公司都在思考，如何讓機(jī)器像人一樣感知和理解現(xiàn)實(shí)世界？

正如李飛飛所說(shuō)，3D視覺(jué)所代表的“空間智能”將會(huì)開(kāi)啟第四輪視覺(jué)革命：讓機(jī)器獲得人的“眼睛”，通過(guò)光線看清三維世界中的物體，并加以識(shí)別和理解，最終在大腦形成認(rèn)知或決策。

打個(gè)比方，所有人看到貓把杯子推向桌邊，就能立刻意識(shí)到接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么，并及時(shí)采取行動(dòng)。在AI發(fā)展的下一階段，機(jī)器將通過(guò)大量學(xué)習(xí)3D數(shù)據(jù)，擁有對(duì)空間的判斷能力。

作為3D視覺(jué)領(lǐng)域的先行者，李濤明顯感覺(jué)到各行各業(yè)對(duì)于3D數(shù)據(jù)的使用需求在急劇增長(zhǎng)，這令他更加篤定公司的發(fā)展戰(zhàn)略：“一項(xiàng)技術(shù)能有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域是好事，但如果什么都想做，恰恰有可能什么都做不好。”

他介紹，目前公司38%員工都是研發(fā)人員，平均年齡29歲，主要因?yàn)榻鼛啄暝诤?nèi)外頂尖高校開(kāi)啟了大力度的校招。這支年輕團(tuán)隊(duì)的研究方向也高度一致：專(zhuān)注高精度3D視覺(jué)掃描技術(shù)和配套軟件、硬件的開(kāi)發(fā)，繼續(xù)打磨這把開(kāi)啟AI時(shí)代的利劍。

文|儲(chǔ)帆

攝影|陳中秋  海報(bào)|李前芳