“大自然花費了數(shù)百萬年時間，讓人類進化出空間智能，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。”

      這段話來自“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，充分了解人類所生活的3D世界，是人工智能實現(xiàn)下一步突破的重點。

      無獨有偶，在剛結(jié)束的GTC2024大會上，英偉達創(chuàng)始人黃仁勛表示，“下一波AI浪潮將是AI對物理世界的學(xué)習(xí)。”

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

20年專注篤定成為先進制造“獨角獸”

      時間撥回2004年，李濤從浙江大學(xué)國際金融專業(yè)畢業(yè)后，在導(dǎo)師的引薦下，體驗了3D技術(shù)，當即被吸引；同樣對這一技術(shù)充滿期待的還有當時位于蕭山的一家民營紡織企業(yè)——“永盛”。

      李濤的創(chuàng)業(yè)熱情加上永盛對技術(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)團隊探索了一條從技術(shù)、產(chǎn)品到市場應(yīng)用的全新路徑。

      “我們的第一款產(chǎn)品是高分辨率、能實現(xiàn)瞬時拍攝的三維相機，用非接觸式結(jié)構(gòu)光技術(shù)獲取物體的三維模型。”李濤解釋，原先一張照片里的信息是平面的，通過三維呈現(xiàn)就可以在真實空間里獲得物體的位置、角度、尺寸等信息。

      他透露，當時這款產(chǎn)品在國內(nèi)還沒有市場，只能遠銷海外發(fā)達國家。“我們根據(jù)光的特點給公司取了英文名shining，后來才音譯成‘先臨’”。

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

      3D掃描是科幻片里幾乎必備的場景。先臨三維通過高清攝像頭和激光發(fā)射器，再借助算法快速獲得復(fù)雜物體的精準三維模型，目前，這一方案廣泛應(yīng)用于汽車工業(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、教育科研等行業(yè)。

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

讓微米級的尺寸“誤差”無處遁形

      何為先進制造？李濤認為，先進制造意味著更高的效率、更強的品質(zhì)以及更低的損耗。以一輛車的生產(chǎn)為例，全車上萬個零件，一旦一個零件超出誤差標準，就會導(dǎo)致返工、浪費，打破生產(chǎn)節(jié)拍。

      要想實現(xiàn)精準組裝，每一個零件都要做尺寸控制，而高精度3D視覺掃描技術(shù)，是工業(yè)制造領(lǐng)域進行全尺寸控制的優(yōu)選方案——通過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。

      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。”李濤表示，影響一臺設(shè)備精度的因素有很多，涉及成百上千個控制點，每一點都要做大量測試，從而找到發(fā)揮硬件性能和算法的最優(yōu)解，實現(xiàn)精度提升。

      有了好產(chǎn)品，還得想辦法賣出去。大概10年前，先臨三維向客戶推介產(chǎn)品和技術(shù)，經(jīng)過測試驗證，客戶的認可度和接受度很高，但就在準備引入時卻發(fā)現(xiàn)沒有相關(guān)標準支持。

      “如果沒有相關(guān)標準，就只能算作科研項目。”李濤表示，從那個時候開始，公司著手推進3D測量相關(guān)行業(yè)標準的制定。

      截至目前，先臨三維已經(jīng)主導(dǎo)或參與制定了3D測量領(lǐng)域1項國家計量技術(shù)規(guī)范、1項國家標準、2項行業(yè)標準的制定，這也成為高精度3D視覺產(chǎn)品和技術(shù)在更廣闊領(lǐng)域應(yīng)用的依據(jù)。

“刷個牙”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。用一臺長得像“槍”的口腔數(shù)字印模儀對準牙齒，用“刷個牙”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)義齒制作過程中的取模、實物制作、定制設(shè)計等環(huán)節(jié)，和工業(yè)生產(chǎn)流程非常相似，“開發(fā)這個領(lǐng)域，至少有六七成的技術(shù)邏輯都是相通的。”

      經(jīng)過產(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，一舉打開了全球齒科數(shù)字化市場，也讓三維掃描技術(shù)從工業(yè)領(lǐng)域走進每個人的生活。

      借助這一技術(shù)，普通人到牙科醫(yī)院做矯正、種植牙等項目，不需要咬厚厚的硅橡膠來取模倒模，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)生也可以通過軟件設(shè)計下一步的治療方案，通過3D打印直接獲得實物模型。

      李濤透露，生成的牙齒模型全口誤差在50微米以內(nèi)，單顆牙齒的誤差在10微米以內(nèi)。

第四次視覺革命

讓AI“看懂”真實世界

      回顧先臨三維走過的20年，李濤說公司發(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，中國正式進入5G商用時代。

      李濤認為，信息傳輸技術(shù)邁上新臺階，大容量、高精度的三維數(shù)據(jù)將會有更廣闊的應(yīng)用天地。作為技術(shù)流的掌門人，他連續(xù)十幾年堅持將公司年營收的20%投入研發(fā)。

      1826年，人類第一次通過拍攝的手段獲取到了第一張黑白照片，通過機器獲取了真實的影像信息。后來的一百多年，從黑白照片到彩色照片，從膠卷時代的模擬信號到手機的數(shù)字信號，從低分辨率影像到高清影像，機器視覺經(jīng)過了三輪技術(shù)革命。

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

      正如李飛飛所說，3D視覺所代表的“空間智能”將會開啟第四輪視覺革命：讓機器獲得人的“眼睛”，通過光線看清三維世界中的物體，并加以識別和理解，最終在大腦形成認知或決策。

      打個比方，所有人看到貓把杯子推向桌邊，就能立刻意識到接下來會發(fā)生什么，并及時采取行動。在AI發(fā)展的下一階段，機器將通過大量學(xué)習(xí)3D數(shù)據(jù)，擁有對空間的判斷能力。

      作為3D視覺領(lǐng)域的先行者，李濤明顯感覺到各行各業(yè)對于3D數(shù)據(jù)的使用需求在急劇增長，這令他更加篤定公司的發(fā)展戰(zhàn)略：“一項技術(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，主要因為近幾年在海內(nèi)外頂尖高校開啟了大力度的校招。這支年輕團隊的研究方向也高度一致：專注高精度3D視覺掃描技術(shù)和配套軟件、硬件的開發(fā)，繼續(xù)打磨這把開啟AI時代的利劍。

文|儲帆

攝影|陳中秋  海報|李前芳