如果每个人都有一副AR眼镜,会发生什么?比如和许久不见的朋友见面,眼镜会告诉你他是谁,最近在社交媒体分享了哪些好玩的内容,谈资自然而然就来了。
去年来,在苹果Vision Pro等产品带动下,AR和AI眼镜概念开始得到资本市场重视。但在微纳光学专家杜凯凯眼里,目前的AR眼镜离理想状态还有相当长的一段距离。
AR是Augmented Reality(增强现实)的简称,通过佩戴AR眼镜可以在现实世界的基础上叠加虚拟景象,并通过传感和计算实现虚实融合与虚实互动。
“理想的AR眼镜在外观、重量等方面应该与常规的近视眼镜没有明显差异,点亮时是生产力工具,不点亮时就是普通眼镜。”他说。
在AR的众多技术路径中,基于微纳光学的衍射光波导技术可以把很多复杂的光学元件“塞”到一个平面结构里面,将微型投影光机的图像信号传导到人眼中来,同时实现高光效和低能耗,属于高精尖技术。
遗憾的是,和很多高端技术一样,掌握它的是外国公司。而来填补这一空白的,是浙大光学博士、西湖大学博士后杜凯凯和他创立的慕德微纳(杭州)科技有限公司。
在他的带领下,这家成立2年的公司成了不少国内外AR厂商的合作单位。它帮助上下游企业将AR衍射光波导镜片模板的迭代周期**从3-6个月缩短至1个月甚至1周,**将整个行业往快速产品化方向推进。
试着啃一块硬骨头
采访约在了杜凯凯的公司,它藏在临平区一个创业园区内,并不起眼。
出生于1990年的杜凯凯2009年从山东考到浙大,并选择了全国排名第一的浙大光电专业。
博士毕业后,杜凯凯入职国内知名的电声行业龙头企业。三年时间里,不光全面了解了AR衍射光波导的相关技术,也对科技企业的经营管理有了深入的认识,这为他今后将西湖大学科技成果落地实践埋下了伏笔。
离职前的他已经做到了部门负责人。然而职场上的升职加薪并没有给他带来踏实感,这份不踏实源于内心深处对技术前沿探索的执着,他选择重回杭州,成为西湖大学纳米光子学与仪器技术实验室博士后。
拥有丰富经验的杜凯凯加入后,将团队现有的研究成果加速往产品化方向上推进。他们尝试做了**第一块AR衍射光波导镜片,**发现效果不错超出预期。
西湖大学副校长、国强讲席教授仇旻教授建议,能否尝试走向市场?过去这些年,这位专注于微纳光学的科学家,一直在呼吁并推动中国高端仪器设备及精密零组件的国产化。“设计和产品已经有不少厂商在做了,但模板在国内还是空白,这是块硬骨头,我们啃啃看。”
彼时,全球从事AR衍射光波导镜片模板加工的企业主要在丹麦和日本,杜凯凯和慕德微纳填补了这块空白,并且很快在技术上实现了超越。2年时间里,慕德微纳累积了多家稳定客户,和国内AR行业的多数企业建立了合作关系,并走出国门服务全球。
“卡脖子”究竟卡在了哪里?
一个很有趣的现象是,**浙大帮几乎撑起了国内AR产业的半边天。**有数据粗略统计过,国内明星AR创业公司里,至少有10家公司的创始人出自浙大,**其中一半来自光电系。**这些公司大多是终端厂商,而慕德微纳挖掘的是AR产业的上游价值。
将AR衍射光波导镜片模板加工做到了国内领先,关键难点在哪里?
解答这个问题,可以先从微纳光学这个概念说起。**微纳光学,是在微小尺度上对光学现象进行操控的一门新兴学科,**它为AR镜片在内的光学器件和技术带来了新的设计方案。
杜凯凯介绍,大家都知道半导体对极致线宽的要求是很急迫的,而微纳光学对线宽的要求并不高,大多数情况下50nm以上的线宽就可以满足要求,是对原有一些解决方案的突破。
对于衍射波导AR眼镜来说,光效和均匀性是核心技术指标,波导的光效关乎投影光机的亮度要求和能耗,想要实现AR眼镜在外观和重量上接近普通眼镜,高光效是核心。
那么如何实现高光效呢?关键在于透过率的提升。区别于传统的直光栅,杜凯凯将光栅加工成倾斜的或者楔形的3D形貌,基于这套结构,光效得到了显著提升。为了兼顾亮度和色彩均匀性,他们又调整了光栅线宽和高度,在没有参考的情况下,只能靠一次次测试和调整达到最佳状态。
杜凯凯说,微纳加工极其耗费人力和财力,在高校里,国内有条件做微纳加工的并不多。另外从生产角度来看,在3D纳米尺度上要实现高良品率和低成本,**加工方法区别于传统的半导体工艺,**产业界也缺乏相关经验。
他把这个过程类比成“搭积木”。“积木本身就是普通的塑料块,大家的认知差不多,用的设备也都是普通设备,但是乐高的积木就能做到严丝合缝又不会过松过紧,我们做的就是精益求精的工作,只靠资金投入是无法解决的,需要全身心投入地去解决一个个工艺问题。”
对话“新青年”
杜凯凯不吝于表达内心的真实想法。他觉得,成长环境和经历的相对单一限制了自己的思维模式,到现在都深受影响。他直言,很多事情都是误打误撞和机缘巧合下促成的,选专业是,择业是,创业也是。
不爱写论文的“斜杠”科研人
九千光年**:**从企业出来后去了西湖大学,这又是什么样的契机?
**杜凯凯:**我跟西湖大学有两段缘分。博士毕业的时候,仇旻老师刚去西湖大学,他问我要不要毕业后去西湖大学,我拒绝了,理由很简单,我不喜欢动笔写东西,写论文和写本子对我来说是一件痛苦的事情,虽然后面我也写了不少项目申请书,但这是后话了。所以博士毕业后,我选择了到产业界发展。
后来考虑到长远发展和家庭因素从上一家企业出来后,一方面想实现自己的个人价值,另一方面也想安静地思考沉淀一下。当时仇老师团队多年科研有了很多积累,到了产业转化的节点,刚好缺一个有产业经验的人,于是我就回到了西湖大学。
**九千光年:**创业过程中有遇到什么有趣的事情吗?
**杜凯凯:**公司筹备的时候也想去融资,为此准备了一份商业计划书,带了一个成品镜片,跟投资人讲故事。融资不是很顺利,因为投资人普遍觉得AR市场前途未卜,我们做模板更是讲不了大故事,虽然是天使轮,但投资人还是喜欢确定的大故事。
不过,做给投资人看的商业计划书,到了一家AR创业公司手里,他们通过西湖大学辗转找到我们,想让我们做模板。也就是说,我公司还没注册就拿到了第一个订单。
当时对方急于项目推进,注册、刻章、银行开户等操作都是在客户的催促中完成的。于是公司成立后的一个月,我们就交付了第一款产品。
现在的AR眼镜
就像是30年前的大哥大
**九千光年:**AR眼镜距离大众普及还有多少年?
**杜凯凯:**不好说。虽然观影等部分需求已经进入消费终端,但仍然缺乏让消费者买单的强需求应用,各大终端厂商也还在研发和试水阶段。硬件也有问题,需要做得足够轻薄且续航长久,降低购买门槛。近期去显示化的智能眼镜销量暴涨,可能可以带动AR眼镜的发展。
现在AR眼镜的产品阶段和市场体量,有点像当年的大哥大,移动电话用二十年左右的时间成了生活必需品,AR眼镜在AI、云计算、5G等技术的加持下,迭代的周期会越来越短,在未来的三五年内就有可能为人们的办公、娱乐、社交、工业生产等提供新的手段。