“大(da)自然花(hua)費(fei)了數百萬年(nian)時間，讓(rang)人類進(jin)化出(chu)空間智能(neng)，眼睛捕捉光線，將2D圖像投(tou)射到(dao)視(shi)網膜上，大(da)腦將這些數據(ju)轉(zhuan)換(huan)成3D信(xin)息。”

這段話來自“AI教母”李飛飛的最新(xin)分享。不久(jiu)前，她(ta)宣布創業，方向是“空間智能(neng)”。在(zai)她(ta)看(kan)來(lai)，充(chong)分了解人類所生活的3D世界，是人工智能實現下一步突(tu)破的重點。

無獨有偶，在剛結束的GTC2024大會上，英偉達創始人黃仁勛表示，“下一波(bo)AI浪潮將(jiang)是AI對物理世界的學習。”

在與3D視覺技術(shu)打(da)交道這件事上，位于杭(hang)州(zhou)蕭(xiao)山“中(zhong)國視谷”的先(xian)臨三維已(yi)經做了20年。

20年專注篤定成為先進制造“獨角獸”

時間撥(bo)回2004年，李(li)濤從(cong)浙江大學國際金融專業畢業后，在導師的(de)引(yin)薦下，體驗了3D技術，當即被吸(xi)引(yin)；同樣對這一技術充(chong)滿期(qi)待的(de)還有當時位于(yu)蕭山(shan)的(de)一家民(min)營紡織企業——“永盛”。李濤(tao)的創業(ye)熱情加上永盛對(dui)技術創業(ye)的支持，3D的火種就此而生(sheng)，同(tong)年12月，先(xian)臨三(san)維成(cheng)立(li)。李(li)濤帶領團(tuan)隊探(tan)索了一條從技術(shu)、產品到市場應用的全(quan)新路徑(jing)。

“我們(men)的(de)(de)(de)第一款產品是(shi)高(gao)分辨(bian)率(lv)、能實現瞬時拍攝(she)的(de)(de)(de)三(san)(san)維(wei)相(xiang)機，用(yong)非接(jie)觸(chu)式(shi)結構光技術(shu)獲(huo)取物體的(de)(de)(de)三(san)(san)維(wei)模(mo)型。”李(li)濤解釋，原先一張照(zhao)片里的(de)信息是平面的(de)，通過三維呈現就可以(yi)在真實(shi)空間里獲(huo)得(de)物體的(de)位置、角度、尺(chi)寸(cun)等信息。

他透露，當時(shi)這款產(chan)品在國(guo)內還沒有市場，只(zhi)能遠銷海(hai)外發達國(guo)家。“我(wo)們根據光(guang)的特點給公(gong)司取了英文名shining，后來才音譯成‘先臨’”。

一個(ge)月前，掛牌新三板的先臨公布(bu)了去年的業(ye)績(ji)：營收10.18億元，增幅32.56%；歸母凈利(li)潤(run)1.42億元，增幅622.5%。其中(zhong)的絕(jue)大部分營收來自于3D掃描(miao)儀。

3D掃(sao)描是科(ke)幻片里幾乎必備的場景。先臨三(san)維(wei)通過(guo)高清攝像頭和激光發(fa)射器(qi)(qi)，再借(jie)助(zhu)算法快速獲得復(fu)雜(za)物(wu)體的精準三(san)維(wei)模型，目前這一方案廣泛應(ying)用(yong)于汽車工業、航空航天、能(neng)源重工、電(dian)子電(dian)器(qi)(qi)、文博藝術(shu)、齒科(ke)醫(yi)療、康(kang)復(fu)矯治、虛擬現實、教育科(ke)研等(deng)行業。

不久前，在《2024杭州獨(du)角(jiao)獸(shou)&準獨(du)角(jiao)獸(shou)企業榜單》里，先(xian)臨三維是新晉3個“獨(du)角(jiao)獸(shou)”之一，成了先(xian)進制造的代表。

讓微米級的尺寸“誤差”無處遁形

何為(wei)(wei)先進(jin)制造？李濤認(ren)為(wei)(wei)，先進(jin)制造意味著更(geng)高的(de)效(xiao)率、更(geng)強的(de)品質以及更(geng)低的(de)損耗。以一(yi)輛(liang)車的(de)生產為(wei)(wei)例，全車上萬個零件，一(yi)旦一(yi)個零件超出誤(wu)差標(biao)準，就會導致返工(gong)、浪費，打破生產節(jie)拍。

要想實現(xian)精(jing)準組裝，每一個零件都要做尺寸控(kong)制(zhi)，而高精度3D視覺掃描技術，是工業制(zhi)造領(ling)域進行全尺寸(cun)控制(zhi)的優選方(fang)案——通(tong)過3D掃描快速獲取(qu)零部(bu)件全(quan)尺(chi)寸信息，導入軟件匹配(pei)，加工誤差清晰可見。

目前，先臨三維的高精度工業3D掃描儀最高精度已經達到了5微米，差(cha)不多(duo)是普通(tong)人(ren)一根頭發絲直(zhi)徑的十分(fen)之一。

“這20年，我們(men)一直在做(zuo)的(de)(de)就是讓精(jing)度更高(gao)、更穩定(ding)。”李濤表示，影響一臺設備精(jing)度的(de)(de)因素有(you)很多，涉及(ji)成百上千(qian)個控制(zhi)點(dian)，每一點(dian)都要做(zuo)大量測試，從(cong)而找到發(fa)揮硬(ying)件(jian)性能(neng)和算法(fa)的(de)(de)最優解，實現精(jing)度提升。

有了(le)好產品(pin)，還得想辦法賣出(chu)去。大概10年(nian)前，先(xian)臨三維向(xiang)客戶(hu)(hu)推介產品(pin)和技(ji)術(shu)，經過測試驗(yan)證(zheng)，客戶(hu)(hu)的認可度和接(jie)受度很高(gao)，但就在(zai)準(zhun)備引入時卻發現沒有相(xiang)關標(biao)準(zhun)支持。

“如果沒(mei)有相(xiang)關標(biao)準，就只能(neng)算作科研(yan)項目。”李(li)濤(tao)表(biao)示，從那個時(shi)候開始，公司著手推進3D測(ce)量相關行業標(biao)準(zhun)的制定。截至目(mu)前，先(xian)臨三維已經主導或參與制定了3D測量領(ling)域1項國(guo)家計(ji)量技術規范、1項國(guo)家標準、2項行業標準的制定，這也(ye)成為高精度3D視覺產品(pin)和(he)技術在更廣(guang)闊領(ling)域應用的依據。

“刷個牙”就能生成牙齒模型

除了在工業(ye)制造領域(yu)(yu)的應用，近(jin)些年先臨(lin)三(san)維進軍齒科醫療領域(yu)(yu)，推出了齒科數字化解決方案。用一臺長得像“槍”的口腔數字印模儀(yi)對準牙齒，用“刷個牙”的(de)功夫(fu)就能完成牙齒全套(tao)的(de)3D建模。

李濤回(hui)憶，2011年，有(you)義(yi)齒領域(yu)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)商向他們(men)(men)定制(zhi)3D掃描和打(da)印(yin)方案，他們(men)(men)發現義(yi)齒制(zhi)作過程中的(de)(de)(de)取(qu)模、實物制(zhi)作、定制(zhi)設計等環節，和工(gong)業生產(chan)(chan)流(liu)程非常相(xiang)似，“開發這個領域(yu)，至少(shao)有(you)六七成(cheng)的(de)(de)(de)技術邏輯都是(shi)相(xiang)通的(de)(de)(de)。”

經過產品的多次迭(die)代，2019年，先(xian)臨三(san)維(wei)發布的新(xin)款手持口腔數字印模儀，一(yi)舉(ju)打開了(le)全球齒科數字化市場(chang)，也(ye)讓(rang)三(san)維(wei)掃(sao)描技術從工(gong)業領域(yu)走進每個人的生(sheng)活(huo)。

借(jie)助這一技術，普通人(ren)到牙科醫院(yuan)做矯(jiao)正、種植(zhi)牙等項(xiang)目，不需要咬(yao)厚(hou)厚(hou)的(de)硅橡膠(jiao)來取模(mo)倒模(mo)，只要用裝(zhuang)有探(tan)頭的(de)儀器在口內輕(qing)輕(qing)掃描一兩分鐘。

這套3D模型(xing)讓患者能直觀地(di)看到自己牙齒的情況，醫(yi)生也可以(yi)通過軟件(jian)設(she)計(ji)下一步的治療方案，通過3D打印(yin)直接獲得實物模型(xing)。李(li)濤(tao)透露，生成的(de)牙齒模型全口誤差在50微米以內，單顆(ke)牙齒的(de)誤差在10微米以內。

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(tao)說(shuo)公司發展的“分水嶺”出現在2019年。這一年，通訊技(ji)術(shu)領域發生了一件大事，中國正式進(jin)入(ru)5G商用時代。

李濤認為，信(xin)息傳(chuan)輸技術(shu)邁上新臺階，大容量(liang)、高(gao)精度(du)的三維數(shu)據將會(hui)有更廣闊的應用天(tian)地。作為技術(shu)流(liu)的掌門(men)人，他連(lian)續十(shi)幾(ji)年堅持(chi)將公司年營收(shou)的20%投入研發。

1826年人(ren)類第一(yi)次通(tong)過拍(pai)攝的手段(duan)獲(huo)取(qu)到(dao)(dao)了第一(yi)張黑(hei)白照(zhao)片(pian)(pian)，通(tong)過機(ji)器獲(huo)取(qu)了真實的影像(xiang)信息。后來(lai)的一(yi)百多(duo)年，從(cong)黑(hei)白照(zhao)片(pian)(pian)到(dao)(dao)彩色(se)照(zhao)片(pian)(pian)，從(cong)膠卷(juan)時代的模擬信號到(dao)(dao)手機(ji)的數字信號，從(cong)低分辨(bian)率(lv)影像(xiang)到(dao)(dao)高清(qing)影像(xiang)，機(ji)器視覺經過了三輪技術革(ge)命。

伴隨著AI的迅猛發展，所有科技(ji)公司都(dou)在(zai)思考，如何讓機(ji)器像(xiang)人一樣感知和(he)理解現(xian)實世(shi)界？

正(zheng)如李飛飛所(suo)說(shuo)，3D視覺所(suo)代表(biao)的(de)“空間智能”將(jiang)會開啟第(di)四(si)輪(lun)視覺革命：讓機器(qi)獲得人的(de)“眼(yan)睛(jing)”，通過光(guang)線看清三維世界中(zhong)的(de)物體，并加以識別和理解，最終在(zai)大腦形成(cheng)認知或決策(ce)。

打(da)個比方，所有人看(kan)到貓把杯子推向桌邊，就能立刻意識到接下來會發生什么，并及時(shi)采取行(xing)動。在AI發展的下一階(jie)段，機器將通過大量(liang)學習3D數據(ju)，擁有對空間的判斷能力。

作為3D視覺領(ling)域(yu)的先(xian)行(xing)者，李濤明顯感覺到各行(xing)各業對于(yu)3D數據(ju)的使用(yong)需求在急(ji)劇(ju)增長，這令他更(geng)加篤(du)定公司的發展(zhan)戰略：“一項技(ji)術(shu)能(neng)有廣(guang)泛(fan)的應用(yong)領(ling)域(yu)是好(hao)事，但(dan)如果(guo)什(shen)么都想做，恰恰有可能(neng)什(shen)么都做不好(hao)。”

他介紹，目前公司(si)38%員工都是研發人員，平均年齡(ling)29歲，主要因為近幾年(nian)在海內外(wai)頂尖高(gao)校開啟(qi)了大力度(du)的(de)校招。這支年(nian)輕(qing)團隊的(de)研(yan)究(jiu)方向也高(gao)度(du)一致：專注高(gao)精度(du)3D視(shi)覺掃描技(ji)術和配套軟件、硬件的(de)開發，繼(ji)續打(da)磨這把(ba)開啟(qi)AI時代(dai)的(de)利劍。

文|儲帆

攝(she)影(ying)|陳中秋  海報|李前芳