史曉剛： 一副AR眼鏡 兩個美妙世界

史曉剛，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院2019級博士研究生，北京梟龍科技有限公司董事長兼CEO，第十七屆“中國大學(xué)生年度人物”。曾榮獲“全國五一勞動獎?wù)隆薄暗谒膶弥袊ヂ?lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎”“第二十七屆中國青年五四獎?wù)隆钡取Ｋ麆?chuàng)辦的AR技術(shù)（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)）科技公司，是國內(nèi)AR領(lǐng)域發(fā)展速度最快、技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)的高新技術(shù)企業(yè)之一，在行業(yè)中具有領(lǐng)軍地位。他帶領(lǐng)團(tuán)隊攻克光柵波導(dǎo)核心技術(shù)，讓公司成為目前全球范圍內(nèi)極少數(shù)掌握光柵波導(dǎo)技術(shù)核心原理和工藝的公司之一。

近年來，在全國兩會和北京兩會上，經(jīng)常有記者戴著AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）智能眼鏡采訪。一副看似普通的眼鏡暗藏玄機(jī)，戴上它后記者既能實(shí)時看到采訪對象的相關(guān)信息，也能把現(xiàn)場圖像實(shí)時傳輸給后方新聞采編平臺。

做出這款“黑科技”眼鏡的，是北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院2019級博士研究生、北京梟龍科技有限公司（簡稱“梟龍科技”）董事長兼CEO史曉剛及其團(tuán)隊。多年來，史曉剛帶領(lǐng)團(tuán)隊在AR領(lǐng)域，“從0到1”攻克光柵波導(dǎo)核心技術(shù)，推出的多項AR產(chǎn)品都達(dá)到國際先進(jìn)水平。

虛擬和現(xiàn)實(shí)，兩個世界的美疊加呈現(xiàn)

自幼受哥哥的影響，史曉剛在心中埋下了科技創(chuàng)新的種子。“我哥比我大11歲，學(xué)電子相關(guān)專業(yè)，所以我從小學(xué)起就開始接觸各種電子元器件、電子測量儀器等?！笔窌詣偦貞?。

高考后，史曉剛被北京理工大學(xué)錄取，一入學(xué)便成為眾人眼里的“科技狂人”。大學(xué)四年里，他主攻兩方面：一是參加各種科技類競賽；二是擔(dān)任學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新基地學(xué)生負(fù)責(zé)人，主要負(fù)責(zé)大一、大二學(xué)生的科技項目立項和實(shí)驗室的日常管理。

大一時，史曉剛就開始籌劃各項參賽事宜。他的首選目標(biāo)是“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽。該項賽事每兩年舉辦一屆，學(xué)生一般會在大學(xué)三年級參賽。為了盡快參賽，大一、大二那兩年，史曉剛基本吃住在實(shí)驗室，廢寢忘食地準(zhǔn)備科研項目——傾轉(zhuǎn)涵道式垂直起降驗證機(jī)。

這個項目，是從現(xiàn)代戰(zhàn)爭和突發(fā)自然災(zāi)害對高性能垂直起降無人機(jī)的需求出發(fā)，針對現(xiàn)有傾轉(zhuǎn)旋翼型垂直起降無人機(jī)的缺陷而進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)時，沒有任何實(shí)驗室的現(xiàn)成成果可利用，一切從?0?開始?！拔沂琼椖繄F(tuán)隊負(fù)責(zé)人，我是學(xué)電子的，無人機(jī)的控制軟件由我來做；氣動外形，比如機(jī)翼怎么設(shè)計，我要找宇航學(xué)院的同學(xué)來做；結(jié)構(gòu)設(shè)計，我要找車輛學(xué)院的同學(xué)來做。于是，我們5個人組成了團(tuán)隊，沒日沒夜地干?！弊罱K，史曉剛帶領(lǐng)團(tuán)隊，憑此項目榮獲第六屆“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎。

該項目有廣闊的應(yīng)用空間。例如，針對海上環(huán)境進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)后，搭載觀測和搜救設(shè)備后，該機(jī)在面對地震等突發(fā)災(zāi)害時有較大的優(yōu)勢：可以實(shí)現(xiàn)快速抵達(dá)，在第一時間偵察災(zāi)情?？蓱彝Ｗ鳂I(yè)，實(shí)施搜救。同時，涵道動力可使其在較為復(fù)雜的地形垂直起降。

2013年本科畢業(yè)時，考慮到自身經(jīng)驗、資源的不足和創(chuàng)業(yè)方向尚不明朗，史曉剛選擇先就業(yè)再創(chuàng)業(yè)，入職華為公司，從事智能手機(jī)硬件研發(fā)工作。在華為的兩年里，史曉剛接觸了AR技術(shù)。

AR即Augmented?Reality，也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，通過在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中去疊加虛擬的數(shù)據(jù)，從而對現(xiàn)實(shí)進(jìn)行增強(qiáng)。一談起AR技術(shù)，生活中有些內(nèi)向的史曉剛?cè)缤瑩Q了個人，開始侃侃而談：“我得科普一下，AR技術(shù)與大眾熟悉的VR技術(shù)不同，前者比后者要求更高、更難實(shí)現(xiàn)。VR是虛擬現(xiàn)實(shí)，讓人完全沉浸在虛擬世界里，但是看不到現(xiàn)實(shí)世界。而AR是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，當(dāng)人們戴上AR裝備，能夠看到周圍的真實(shí)環(huán)境，同時又可以看到虛擬顯示的相關(guān)信息，比如數(shù)據(jù)或者圖像。簡單來說，就是通過佩戴一個集合了計算機(jī)、智能手機(jī)各種功能的設(shè)備（比如一副眼鏡），在眼前就會呈現(xiàn)一個透明的畫面，然后可以用手勢、語音非常自然地與之交互?！?/p>

那么，對普通人來說，AR智能眼鏡有何具體用處呢？史曉剛解釋道：“舉個簡單例子，戴上AR智能眼鏡后，人們可以身臨其境地看到新房裝修效果、不同家具擺放畫面、各種綠植裝飾圖景……從而快速精準(zhǔn)決定是否購買?！?/p>

史曉剛堅信，AR眼鏡會成為繼電腦和智能手機(jī)之后的下一代主流個人智能設(shè)備，應(yīng)用潛力非常大?！皩τ谶@樣的新興技術(shù)，如果我們能夠做到顛覆性突破，是可以引領(lǐng)全球行業(yè)發(fā)展的?！?015年，史曉剛選擇辭職創(chuàng)業(yè)，去打拼AR技術(shù)，他想將“虛擬和現(xiàn)實(shí)兩個世界的美妙”同時呈現(xiàn)在用戶眼前。

眼前3米看100英寸屏幕

然而，創(chuàng)業(yè)維艱，尤其是做硬科技創(chuàng)業(yè)的公司，周期長、投入高、風(fēng)險大、困難多，用從0到1的突破來形容史曉剛的創(chuàng)業(yè)再合適不過。更何況，現(xiàn)實(shí)中的挑戰(zhàn)不僅僅是技術(shù)的從0到1。

創(chuàng)業(yè)籌備期的半年時間里，公司總共只有三五個人。史曉剛及其團(tuán)隊考慮良久，最終選擇運(yùn)動領(lǐng)域作為市場切入點(diǎn)。AR眼鏡技術(shù)涉及硬件、外觀、光學(xué)、設(shè)計等領(lǐng)域，所有技術(shù)都得依靠自主研發(fā)。史曉剛帶領(lǐng)團(tuán)隊從底層研發(fā)起步，穩(wěn)扎穩(wěn)打，從仿真軟件到光學(xué)設(shè)計方案，再到調(diào)試、加工、量產(chǎn)，他們從走過的彎路中不斷發(fā)現(xiàn)、修正問題。

2016年，公司實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破，推出了首款針對騎行的AR智能眼鏡“XLOONG?X100”。它不僅能接打電話、收發(fā)信息、記錄騎行時的各項數(shù)據(jù)和運(yùn)動軌跡等，還能隨時拍攝沿途風(fēng)景，并實(shí)現(xiàn)3D導(dǎo)航。產(chǎn)品一經(jīng)推出，馬上成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)，半年時間內(nèi)，就賣出了3000多套，總銷售額約1000萬元。

隨后，梟龍科技創(chuàng)新的步伐可謂“一發(fā)不可收”。2017年，梟龍科技發(fā)布了“XLOONG?X200”AR智能眼鏡。2020年又推出“XLOONG?X300”AR智能眼鏡，這款眼鏡不僅重量輕，還能實(shí)現(xiàn)身份識別、車牌識別、執(zhí)法記錄、遠(yuǎn)程指揮調(diào)度等功能。

AR是一項高度集成和復(fù)雜的技術(shù)，其中最為核心并且最難突破的就是光學(xué)顯示組件。如何在一個很薄、很小的鏡片上顯示出更大、更清晰的畫面，是世界上公認(rèn)的難題。

“AR眼鏡很復(fù)雜，里面包含集成顯示等各種功能模組，最難做的就是光學(xué)顯示模組。最早的產(chǎn)品，鏡片很厚、模組體積很大，導(dǎo)致AR眼鏡既大又重，只能在特殊行業(yè)應(yīng)用，普及不到消費(fèi)者。這是因為之前采用的是幾何光學(xué)和機(jī)械冷制造技術(shù)，理論上已經(jīng)沒有延展空間，很多年沒人能夠突破?！?史曉剛介紹，“于是，我們開發(fā)了另外一項技術(shù)——光柵波導(dǎo)，它是基于物理光學(xué)和微納制造的工藝?！?/p>

由于兼具視場角大、顯示效果好、體積小、重量輕、批量生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，光柵波導(dǎo)已成為未來近眼顯示光學(xué)技術(shù)發(fā)展的主流方向。史曉剛團(tuán)隊研發(fā)的AR眼鏡，使用的就是光柵波導(dǎo)顯示模組，該模組由光柵波導(dǎo)鏡片與微投影光機(jī)共同組成，是AR智能眼鏡終端最為核心的組件。這種眼鏡的鏡片厚度不到2毫米，比普通的眼鏡片還要薄，光機(jī)只有人手指指甲蓋的1/3大小，可以完美隱藏到眼鏡腿里。當(dāng)人們戴上這種像普通眼鏡一樣輕便的AR眼鏡后，視場角可達(dá)55°以上，能呈現(xiàn)相當(dāng)于3米外100英寸透明屏幕的效果。

“把AR智能眼鏡做得像普通眼鏡一樣輕便，我們就能將之推向大眾消費(fèi)領(lǐng)域。”史曉剛解釋說。

“相比手機(jī)的有限空間，AR可以呈現(xiàn)給人們一個無限大的世界?！痹谑窌詣偪磥?，AR技術(shù)未來的應(yīng)用會非常廣泛，將幫助人們享受新穎便利的生活方式。從PC到智能手機(jī)，再到AR眼鏡，每次計算平臺的遷移都伴隨著輸入效率、輸出效率、場景寬度等核心指標(biāo)的大幅提升。在PC時代，人們只能進(jìn)行簡單的文字信息輸入和輸出。在智能手機(jī)時代，語音、圖片、視頻成為主要的輸入和輸出方式，AR眼鏡則有更多的空間動作（如手勢）和位置變化（如拿起），還能提供巨型屏幕，并且做到了場景的虛實(shí)結(jié)合，這是PC和智能手機(jī)都無法完成的。

史曉剛大膽預(yù)測，手機(jī)等移動設(shè)備的主導(dǎo)地位未來將會被輕便的AR智能眼鏡替代，“那將是一個虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合的世界”。

如今，梟龍科技已成為全球范圍內(nèi)極少數(shù)掌握光柵波導(dǎo)技術(shù)核心原理和工藝的公司之一。據(jù)史曉剛介紹，在與兩大戰(zhàn)略投資方——京東方和立訊精密的緊密合作下，該技術(shù)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。梟龍科技研發(fā)的AR技術(shù)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、工業(yè)、軍工、安防、融媒體等多個領(lǐng)域。例如，團(tuán)隊研發(fā)的“穿戴式AR智能眼鏡測溫系統(tǒng)”和AR智能安保系統(tǒng)，應(yīng)用在抗疫和北京2022年冬奧會、冬殘奧會保障工作中，引起多方關(guān)注。其中，“穿戴式AR智能眼鏡測溫系統(tǒng)”可應(yīng)用于各公共場合，實(shí)現(xiàn)移動巡邏和布控場景下的安全高效、無接觸體溫檢測，測溫結(jié)果直接顯示，自動提示或報警。AR冬奧安保系統(tǒng)，與公安系統(tǒng)的無人機(jī)管控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合部署、協(xié)同作戰(zhàn)，對奧運(yùn)場館進(jìn)行全方位360度布控，實(shí)現(xiàn)了對奧運(yùn)場館安保態(tài)勢的24小時實(shí)時觀測、精準(zhǔn)指揮調(diào)度。

史曉剛自信滿滿地說：“成熟的AR技術(shù)將在未來5到10年大規(guī)模融入日常生活，中國的自主創(chuàng)新將引領(lǐng)世界！希望我們公司未來能成為像蘋果、微軟這樣引領(lǐng)時代潮流的科技型企業(yè)！”

0到1，5年功

光柵波導(dǎo)是一個多學(xué)科綜合領(lǐng)域，涉及光學(xué)、半導(dǎo)體制造、納米壓?。ㄒ环N新型的微納加工技術(shù)）、電子等。彼時，在世界范圍內(nèi)尚處在起步階段。史曉剛帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊從零開始，探索各種光柵波導(dǎo)的設(shè)計方案，摸索各種制作工藝。“因為需要多學(xué)科交叉融合，我們公司申請設(shè)立了博士后科研工作站來培養(yǎng)人才，工作站里每個人都具備某個領(lǐng)域的頂尖技術(shù)。大家團(tuán)結(jié)一心，通過5年的不懈努力把這項技術(shù)做出來了?！笔窌詣傉f。

光柵波導(dǎo)的設(shè)計需要專業(yè)工具輔助完成，而目前該領(lǐng)域并無成熟的軟件。于是，梟龍科技自主研發(fā)了基于RCWA算法的AR光柵波導(dǎo)設(shè)計軟件，可快速分析光柵的衍射效率分布和光柵波導(dǎo)光線傳輸性能，分析結(jié)果直觀、簡潔，可大幅度提升設(shè)計效率?！拔覀儓F(tuán)隊里幾個博士沒日沒夜地干，干一兩年才編出來?！笔窌詣偦貞洝?/p>

光柵波導(dǎo)技術(shù)是通過納米結(jié)構(gòu)對光的衍射及光學(xué)元件的波導(dǎo)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)虛擬圖像的近眼透視顯示，采用高精度光刻、刻蝕（與光刻相聯(lián)系的圖形化處理的一種主要工藝）等芯片級工藝制作，通過納米壓印工藝實(shí)現(xiàn)器件的低成本批量穩(wěn)定制備。納米壓印最難的是制作硅模板，即在硅片上做出光柵結(jié)構(gòu)，再通過壓印設(shè)備把模板上的光柵結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到薄薄的鏡片上?！靶枰冒雽?dǎo)體光刻，這類似于把制作半導(dǎo)體的工藝，如光刻、納米壓印應(yīng)用到AR眼鏡上。但光刻機(jī)需要很多錢，我們買不起，那就只能硬著頭皮去找資源，尋找有光刻機(jī)的科研院所幫忙加工，并且一起探索如何制作?！泵慨?dāng)談及專業(yè)話題，史曉剛就像打開了話匣子。

2019年，在對光柵波導(dǎo)核心技術(shù)進(jìn)行集中攻堅的過程中，史曉剛重返北京理工大學(xué)，成為一名全日制博士研究生。談及為何讀博，史曉剛說：“攻克‘卡脖子關(guān)鍵核心技術(shù)，涉及很多底層的突破，不光是工程化的東西。需要更多學(xué)術(shù)資源的支持，和很多高校、科研院所建立合作。”

2020年，史曉剛及其團(tuán)隊在對研發(fā)方案進(jìn)行上百次推翻重改后，他們終于攻克了納米光柵波導(dǎo)顯示光學(xué)器件核心技術(shù)，成功研發(fā)出高性能納米光柵波導(dǎo)顯示光學(xué)器件，各項性能指標(biāo)與顯示效果均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

史曉剛說：“做這個東西，實(shí)驗成本高，周期長，找不到可參考的先例，我們只能一次次去測試、調(diào)整。特別是工藝環(huán)節(jié)，生產(chǎn)相關(guān)器件的光刻設(shè)備很貴，每一次納米壓印模板的制作都是近百萬元的投入。在曙光未現(xiàn)的時候，那么多錢砸下去，是很讓人崩潰的事情。但我堅信時間、精力積累到一定程度時，量變就會引起質(zhì)變。最終，我們做出來了！”

論學(xué)習(xí)力

創(chuàng)業(yè)源于史曉剛對于科技創(chuàng)新的熱愛，但真正走上這條路后，他才發(fā)現(xiàn)，只有熱愛遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。掌握核心技術(shù)僅僅是基礎(chǔ)，還要有市場調(diào)研、管理、推廣、人才培養(yǎng)以及資本助推等方方面面的支持，創(chuàng)業(yè)路上的每一步都是挑戰(zhàn)，“要保持極強(qiáng)的學(xué)習(xí)力”，史曉剛是這樣說的，更是這樣做的。史曉剛不斷突破自我成長天花板，帶領(lǐng)公司乘風(fēng)破浪，飛速前進(jìn)。

從做技術(shù)到當(dāng)好CEO，要經(jīng)歷一番磨礪。史曉剛原本擅長硬件領(lǐng)域，但AR眼鏡涉及多個專業(yè)，背后是一個龐大的系統(tǒng)，為了有更全面深入的理解，每個階段他都會專注一個領(lǐng)域?qū)W習(xí)研究。每次和團(tuán)隊開會，他總能提出一些核心點(diǎn)，并作出準(zhǔn)確判斷。

產(chǎn)品應(yīng)用、開拓市場也不是小挑戰(zhàn)。史曉剛總能從走過的彎路中不斷反思、調(diào)整、再出發(fā)。某次，他們的設(shè)計與實(shí)際應(yīng)用場景不契合，甚至出現(xiàn)了降低應(yīng)用場景效率的情況，史曉剛帶領(lǐng)團(tuán)隊反復(fù)修改完善，找到癥結(jié)所在，“之前是純技術(shù)思維，對應(yīng)用場景和需求的理解不深刻，把一堆‘高大上的技術(shù)拼湊在一起，卻沒有商業(yè)價值”。有了更多的市場意識后，他們的AR技術(shù)很快在工業(yè)、安防等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，加速了傳統(tǒng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

“最開始創(chuàng)業(yè)時，我將重心主要放在技術(shù)上。后來要帶團(tuán)隊，從技術(shù)突破到產(chǎn)品的研發(fā)，再到量產(chǎn)、應(yīng)用場景的拓展、市場的開發(fā)、人才培養(yǎng)、資本團(tuán)隊的管理等，這些都促使我不斷去學(xué)習(xí)，讓自己不會落后于公司本身的發(fā)展?！?/p>

爭取投資，是創(chuàng)業(yè)路上必須邁過的一道關(guān)。在注重資歷與技術(shù)積累的硬件行業(yè)，年輕并不是多大的優(yōu)勢，先入為主的質(zhì)疑不可避免。為扭轉(zhuǎn)劣勢，史曉剛未雨綢繆，不打無準(zhǔn)備之仗，不像一些初創(chuàng)企業(yè)大海撈針般地找投資。史曉剛從一開始就精準(zhǔn)定位，他挨個查閱、分析相關(guān)領(lǐng)域的投資公司，從中篩選出最有可能的對象，然后再想辦法調(diào)動一切資源去爭取。

史曉剛原來不太愛說話，就連在公司開會，前幾分鐘他的聲音都是顫抖的，更別提當(dāng)眾演講、投資談判了。為了克服此弱點(diǎn)，他會提前打磨演講稿，對著鏡子一遍又一遍地練習(xí)，力爭在最短的時間內(nèi)演示、表達(dá)清楚。如今，面對各種場合，他都從容且自信。

近年來，我國的AR技術(shù)蓬勃發(fā)展，并成為“十四五”規(guī)劃中的數(shù)字經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一。站在時代機(jī)遇的路口，下一步，史曉剛計劃帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)出更多消費(fèi)級的大眾AR產(chǎn)品，讓科技點(diǎn)亮人們的生活。

責(zé)任編輯：丁莉莎