如果每個人都有一副AR眼鏡,會發生什么?比如和許久不見的朋友見面,眼鏡會告訴你他是誰,最近在社交媒體分享了哪些好玩的內容,談資自然而然就來了。
去年來,在蘋果Vision Pro等產品帶動下,AR和AI眼鏡概念開始得到資本市場重視。但在微納光學專家杜凱凱眼里,目前的AR眼鏡離理想狀態還有相當長的一段距離。
AR是Augmented Reality(增強現實)的簡稱,通過佩戴AR眼鏡可以在現實世界的基礎上疊加虛擬景象,并通過傳感和計算實現虛實融合與虛實互動。
“理想的AR眼鏡在外觀、重量等方面應該與常規的近視眼鏡沒有明顯差異,點亮時是生產力工具,不點亮時就是普通眼鏡。”他說。
在AR的眾多技術路徑中,基于微納光學的衍射光波導技術可以把很多復雜的光學元件“塞”到一個平面結構里面,將微型投影光機的圖像信號傳導到人眼中來,同時實現高光效和低能耗,屬于高精尖技術。
遺憾的是,和很多高端技術一樣,掌握它的是外國公司。而來填補這一空白的,是浙大光學博士、西湖大學博士后杜凱凱和他創立的慕德微納(杭州)科技有限公司。
在他的帶領下,這家成立2年的公司成了不少國內外AR廠商的合作單位。它幫助上下游企業將AR衍射光波導鏡片模板的迭代周期從3-6個月縮短至1個月甚至1周,將整個行業往快速產品化方向推進。
試著啃一塊硬骨頭
采訪約在了杜凱凱的公司,它藏在臨平區一個創業園區內,并不起眼。
出生于1990年的杜凱凱2009年從山東考到浙大,并選擇了全國排名第一的浙大光電專業。
博士畢業后,杜凱凱入職國內知名的電聲行業龍頭企業。三年時間里,不光全面了解了AR衍射光波導的相關技術,也對科技企業的經營管理有了深入的認識,這為他今后將西湖大學科技成果落地實踐埋下了伏筆。
離職前的他已經做到了部門負責人。然而職場上的升職加薪并沒有給他帶來踏實感,這份不踏實源于內心深處對技術前沿探索的執著,他選擇重回杭州,成為西湖大學納米光子學與儀器技術實驗室博士后。
擁有豐富經驗的杜凱凱加入后,將團隊現有的研究成果加速往產品化方向上推進。他們嘗試做了第一塊AR衍射光波導鏡片,發現效果不錯超出預期。
西湖大學副校長、國強講席教授仇旻教授建議,能否嘗試走向市場?過去這些年,這位專注于微納光學的科學家,一直在呼吁并推動中國高端儀器設備及精密零組件的國產化。“設計和產品已經有不少廠商在做了,但模板在國內還是空白,這是塊硬骨頭,我們啃啃看?!?/p>
彼時,全球從事AR衍射光波導鏡片模板加工的企業主要在丹麥和日本,杜凱凱和慕德微納填補了這塊空白,并且很快在技術上實現了超越。2年時間里,慕德微納累積了多家穩定客戶,和國內AR行業的多數企業建立了合作關系,并走出國門服務全球。
“卡脖子”究竟卡在了哪里?
一個很有趣的現象是,浙大幫幾乎撐起了國內AR產業的半邊天。有數據粗略統計過,國內明星AR創業公司里,至少有10家公司的創始人出自浙大,其中一半來自光電系。這些公司大多是終端廠商,而慕德微納挖掘的是AR產業的上游價值。
將AR衍射光波導鏡片模板加工做到了國內領先,關鍵難點在哪里?
解答這個問題,可以先從微納光學這個概念說起。微納光學,是在微小尺度上對光學現象進行操控的一門新興學科,它為AR鏡片在內的光學器件和技術帶來了新的設計方案。
杜凱凱介紹,大家都知道半導體對極致線寬的要求是很急迫的,而微納光學對線寬的要求并不高,大多數情況下50nm以上的線寬就可以滿足要求,是對原有一些解決方案的突破。
對于衍射波導AR眼鏡來說,光效和均勻性是核心技術指標,波導的光效關乎投影光機的亮度要求和能耗,想要實現AR眼鏡在外觀和重量上接近普通眼鏡,高光效是核心。
那么如何實現高光效呢?關鍵在于透過率的提升。區別于傳統的直光柵,杜凱凱將光柵加工成傾斜的或者楔形的3D形貌,基于這套結構,光效得到了顯著提升。為了兼顧亮度和色彩均勻性,他們又調整了光柵線寬和高度,在沒有參考的情況下,只能靠一次次測試和調整達到最佳狀態。
杜凱凱說,微納加工極其耗費人力和財力,在高校里,國內有條件做微納加工的并不多。另外從生產角度來看,在3D納米尺度上要實現高良品率和低成本,加工方法區別于傳統的半導體工藝,產業界也缺乏相關經驗。
他把這個過程類比成“搭積木”?!胺e木本身就是普通的塑料塊,大家的認知差不多,用的設備也都是普通設備,但是樂高的積木就能做到嚴絲合縫又不會過松過緊,我們做的就是精益求精的工作,只靠資金投入是無法解決的,需要全身心投入地去解決一個個工藝問題?!?/p>
對話“新青年”
杜凱凱不吝于表達內心的真實想法。他覺得,成長環境和經歷的相對單一限制了自己的思維模式,到現在都深受影響。他直言,很多事情都是誤打誤撞和機緣巧合下促成的,選專業是,擇業是,創業也是。
不愛寫論文的“斜杠”科研人
九千光年:從企業出來后去了西湖大學,這又是什么樣的契機?
杜凱凱:我跟西湖大學有兩段緣分。博士畢業的時候,仇旻老師剛去西湖大學,他問我要不要畢業后去西湖大學,我拒絕了,理由很簡單,我不喜歡動筆寫東西,寫論文和寫本子對我來說是一件痛苦的事情,雖然后面我也寫了不少項目申請書,但這是后話了。所以博士畢業后,我選擇了到產業界發展。
后來考慮到長遠發展和家庭因素從上一家企業出來后,一方面想實現自己的個人價值,另一方面也想安靜地思考沉淀一下。當時仇老師團隊多年科研有了很多積累,到了產業轉化的節點,剛好缺一個有產業經驗的人,于是我就回到了西湖大學。
公司還沒開業
客戶就主動找上門了
九千光年:創業過程中有遇到什么有趣的事情嗎?
杜凱凱:公司籌備的時候也想去融資,為此準備了一份商業計劃書,帶了一個成品鏡片,跟投資人講故事。融資不是很順利,因為投資人普遍覺得AR市場前途未卜,我們做模板更是講不了大故事,雖然是天使輪,但投資人還是喜歡確定的大故事。
不過,做給投資人看的商業計劃書,到了一家AR創業公司手里,他們通過西湖大學輾轉找到我們,想讓我們做模板。也就是說,我公司還沒注冊就拿到了第一個訂單。
當時對方急于項目推進,注冊、刻章、銀行開戶等操作都是在客戶的催促中完成的。于是公司成立后的一個月,我們就交付了第一款產品。
現在的AR眼鏡
就像是30年前的大哥大
九千光年:AR眼鏡距離大眾普及還有多少年?
杜凱凱:不好說。雖然觀影等部分需求已經進入消費終端,但仍然缺乏讓消費者買單的強需求應用,各大終端廠商也還在研發和試水階段。硬件也有問題,需要做得足夠輕薄且續航長久,降低購買門檻。近期去顯示化的智能眼鏡銷量暴漲,可能可以帶動AR眼鏡的發展。
現在AR眼鏡的產品階段和市場體量,有點像當年的大哥大,移動電話用二十年左右的時間成了生活必需品,AR眼鏡在AI、云計算、5G等技術的加持下,迭代的周期會越來越短,在未來的三五年內就有可能為人們的辦公、娛樂、社交、工業生產等提供新的手段。
文 | 王瀟瀟
攝影 | 陳中秋 海報 | 李前芳
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