史晓刚 用科技创新改变、引领世界

2023-08-26 23:20:02黄伶伶
中华儿女 2023年6期
关键词:波导光栅科技

黄伶伶

2023年5月,史晓刚不仅繁忙,而且收获满满。五四青年节上午,他获颁第27届中国青年五四奖章;三天后,在共青团北京市第十五次代表大会上,他当選共青团北京市第十五届委员会常委、北京市出席团的十九大代表。

这是90后青年科技创业者、北京枭龙科技有限公司(简称“枭龙科技”)董事长史晓刚的又一重要时刻,亦是他数年来致力于科技创新再获肯定。2015年创办北京枭龙科技有限公司,史晓刚带领团队在增强现实(AR)领域“从0到1”攻克光栅波导核心技术,取得核心专利140余项,推出的各项产品都达到世界先进水平。“获得中国青年五四奖章很激动,也深感荣耀。这是授予中国青年的最高荣誉,对我来说是动力和责任,今后我还要进一步攻克核心技术,为科技创新、社会经济发展贡献力量。过去五年间,我一直参与共青团工作,未来我将继续发挥青年创新创业的示范作用,建言献策,履职尽责。”史晓刚坦陈心声。

“潜龙在渊”

——小小科技发烧友

史晓刚是天津人,自幼受哥哥的耳濡目染,心中埋下了科技创新的种子。“我哥比我大11岁,学电子相关专业,所以我从小学起就接触各种电子产品和焊接工具。不过那时候我对电子技术没有概念,就是觉得新奇。”史晓刚回忆。

自初中起,史晓刚便开始参加科技创新大赛。高二时,他抱着“试一试”的想法,利用单片机编程作了一套可以全自动测量不规则物体体积的装置。不曾想一鸣惊人,获得了中国科协举办的青少年科技创新大赛一等奖。“参赛的这套装置,涉及了硬件设计和简单的计算机编程,对一个高中生来讲其实是不容易的。”谈及往事,史晓刚依然记忆犹新,包括当初如何设计程序历历在目。

利用兴趣爱好可以真正地设计出一套装置并正常运转,令史晓刚久久难忘,由此,他愈发坚定地继续参与科技创新竞赛。这也为他日后的创业奠定了良好的基础。

史晓刚从小学习非常自觉、刻苦,成绩出众。高中时,年级第一几乎从未旁落。高三时学习压力和思想上的波动,令他一度产生放弃的念头。几个月后他重新振作回到学校,本着“准备来年复读”心态参加了高考,最终被北京理工大学信息与电子学院录取。如今再回首,一切仿佛都是最好的安排。“现在回过头看,我特别庆幸。在大学参加比赛、后来创业,直到现在,这一路都跟学校、校友的支持分不开。”史晓刚说。

北京理工大学的前身是1940年诞生于延安的自然科学院,1988年更名为北京理工大学。“延安根、军工魂”的红色基因,“德以明理、学以精工”的校训,“团结、勤奋、求实、创新”的校风,深深影响了包括史晓刚在内的莘莘学子。这里,是他梦想起航之处,也给予他创业路上最强有力的支持。在北理工建校76周年校庆上,史晓刚捐出部分公司股份,作为生日礼物回报母校。

从迈入大学校门起,史晓刚就坚定了未来要通过创新创业实现自己的人生价值和理想目标。于是,在北京理工大学读书期间,“不走寻常路”的他基本就做了两件事,一是参加各类科技类竞赛,获得了很多国家级奖项;二是成为学校大学生实践创新基地负责人,主要工作是负责大一大二学生的科技项目立项和实验室的日常管理。

大学一年级,史晓刚即开始筹划各项参赛事宜。他的首选目标,是“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛。该项赛事每两年举办一届,通常情况下,学生会在大学三年级参赛。为了尽快参赛,大一大二这两年,史晓刚基本吃住在实验室,废寝忘食地进行科研项目。“我是项目团队负责人。像我是学电子的,无人机的控制软件是我做的;气动外型比如机翼怎么设计,我要找宇航学院的同学;结构设计,我要找车辆学院的同学。我们五个人组成了团队,没日没夜地干。那两年锻炼了我,从一个想法到系统化的思路,培养了我很多相关的能力。”天道酬勤,史晓刚带领团队,以“倾转涵道式垂直起降验证机”项目荣获第六届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。

2013年毕业时,考虑到自身经验、资源的不足和创业方向尚不明朗,史晓刚选择先就业再创业,入职华为公司,从事智能手机硬件研发工作。在华为的两年里,史晓刚接触了增强现实(AR)技术。AR,透过镜片呈现3D虚拟信息,通过语音、手势等方式进行人机交互,带来全新的显示与交互技术的革新。

深受触动的史晓刚坚信,AR技术会成为继电脑和智能手机之后的下一代个人智能计算平台,在未来改变人们生活和工作方式,应用潜力与市场潜力非常大。

2015年,按捺不住内心的向往,史晓刚选择离职创业。“2012年GOOGLE公司发布了一款AR眼镜,它可以用融控、语音交互,还可以用第一人称视角拍视频、直播、接打电话,那时感觉这项技术非常神奇。这和之前我做的工作类似,而且非常具有挑战性,技术难度和复杂度比手机高很多。”史晓刚说。

“见龙在田”

——创业,在科技“无人区”跋涉

创业之路,荆棘遍布。

“当时其实没有准备好。第一没有把团队正式组建起来,第二没有找到一笔钱。我还要先做出验证机,展示技术能力。”近半年的筹备期内,作为团队带头人,史晓刚在科研之外还要四处跑资源,承受了巨大的压力。对于初期曾历经的种种艰难,史晓刚从不言苦甚至不愿谈及。在他看来,这些“苦”与“难”都是创业者的必经之路,正如登山,唯有百折不挠,才能成功到达顶峰。

国家快速发展,给青年投身科技创新创业提供了最好的土壤与最大的空间。党的十八大作出实施创新驱动发展战略的重大部署,吹响了科技创新的号角。在创业初期,北京市也给予枭龙科技极大的鼓励、相应的政策扶持。史晓刚顺势而为,带领团队艰苦奋斗,“有惊无险”地度过创业初期的道道难关。

史晓刚和团队考虑良久,最终选择运动领域作为市场切入点。AR眼镜技术涉及硬件、外观、光学、设计等领域,所有技术只能依靠自主研发。从硬件到驱动、APP,再到调试、加工、量产……史晓刚带领团队从底层研发起步,向众多技术难题发起挑战。“在研发过程中,我们团队半夜加班,讨论问题互不相让,没有领导、员工之分,最终选择最优方案。我们还多次组织骑行活动,公司所有人都戴着AR眼镜出去测试,体验消费者的感受。”枭龙科技副总裁张威回忆。

经过夜以继日的技术研发,一款针对骑行打造的AR智能眼镜终于问世。它不仅能接打电话、收发信息、记录骑行时的各项数据和运动轨迹如速度、里程、踏频等,还能随时拍摄沿途风景并实现3D导航。

之所以无惧创业之路的“风高浪急”,是因为史晓刚始终笃信,AR技术在未来有巨大的发展潜力。在他的坚持下,团队锚定原始创新方向,在科研方面取得了一系列突破,公司也找到了志同道合的投资方,慢慢步入发展的快车道。

“龙战于野”

——聚焦“高精尖”关键技术研发,打破国外技术垄断

AR眼镜最核心的技术是光学,枭龙科技一直将发展核心光学技术作为长期重要战略。“AR眼镜很复杂,里面包含集成的显示等各种功能,最难做的是光学显示。最早的产品镜片很厚、模组体积很大,导致AR眼镜既大又重,只能在特殊行业应用,普及不到消费者。因为之前采用几何光学和机械冷加工、冷制造,理论上已经没有延展空间,所以这项技术很多年没人能够突破,我们就开发了另外一项技术——光栅波导,它是基于物理光学和微纳制造的工艺。” 史晓刚介绍。

由于兼具视场角大、显示效果好、体积小、重量轻、批量生产成本低等优点,光栅波导已成为未来近眼显示光学技术发展的主流方向。史晓刚始终专注于AR核心技术及产品研发,2017年,他力排众议,带领团队在AR光栅波导技术领域深度布局。“我们之前在研发过程中,发现核心技术受到制约。史总想把核心技术掌握在自己手里,不受制于人。因为投入巨大、结果未知,要冒很大风险,所以这个决策是非常大的挑战。但他作为一名科技人,出于使命感做出这个选择。他希望为国家做有成就感的产品。”张威说。

光栅波导是一个多学科综合领域,涉及光学——近眼显示光学、物理光学、几何光学,半导体制造,纳米压印,电子等等。彼时在世界范围内尚处在起步阶段,只能“摸着石头过河”。枭龙科技研发团队从零开始,独自探索各种光栅的设计方案,摸索各种制作工艺。“我们公司有一个博士后科研工作站,都是具备某个领域技术的科技人才。大家通过五年时间,一步一步地把这项技术做出来。”史晓刚说。

光栅波导的设计需要专业工具辅助完成,而目前该领域并无成熟的软件。为了进一步推动光栅波导技术的发展,枭龙科技自主研发了基于RCWA算法的AR光栅波导设计软件,可快速分析光栅的衍射效率分布和光栅波导光线传输性能,分析结果直观、简洁,可大幅度提升方案的设计效率与先进性。“当时仿真软件都没有,我们就是有几个博士在利用程序编,没日没夜地干,干一两年才编出来。”史晓刚回忆。

光栅波导技术是通过纳米结构对光的衍射及光学元件的波导效应实现虚拟图像的近眼透视显示,采用高精度光刻、刻蚀等芯片级工艺制作,通过纳米压印工艺实现器件的低成本批量稳定制备。研发光栅波导镜片,需要解决纳米压印与AR领域相结合的技术难题——制作纳米压印的硅模板,即在硅片上做出光栅结构,再通过压印设备把模板上的光栅结构转移到薄薄的镜片上。“通过光栅波导,就可以把镜片做得很薄,投影光机做得很小,整个显示模组都很小,做出来的眼镜也很小,逐渐发展到就像普通眼镜一样轻便。需要利用半导体光刻,类似于把制作半导体的工艺,如光刻、纳米压印应用到AR眼镜上。但光刻机需要很多钱,买不起,那就只能硬着头皮去找资源,求有光刻机的科研院所加工,并且一起探索如何制作。”每当谈及钟爱的专业话题,史晓刚就像打开了话匣子。

2019年,在对光栅波导核心技术进行集中攻坚的过程中,史晓刚重返北京理工大学,成为一名全日制博士研究生。“攻克‘卡脖子关键核心技术,涉及很多底层、理论性的突破,不光是工程化的东西。需要更加深入化的理论知识,也需要学术资源进一步支持,和很多高校、科研院所建立合作。”正如一位同事对史晓刚的评价:“史总如果想了解或进入一个领域,一定会想尽一切办法去做,而且做到最好。”

凭借一定要解决“卡脖子”关键技术的使命感与责任感,以及“不破楼兰终不还”的决心和勇气,史晓刚带领团队对研发方案进行了无数次的推翻重改,“实验成本高,周期长,每做一次实验就要一百万元,我们有无数次觉得这个东西根本就做不出来。最后真做出来的时候,很自豪”。

2020年,枭龙科技攻克了纳米光栅波导显示光学器件核心技术:大视场角纳米光栅波导仿真设计、硅基纳米压印模板制备、纳米压印批量制备工艺等,成功研发出高性能纳米光栅波导显示光学器件,视场角达55°以上,厚度1.81mm,清晰度达到1280×720,出光均匀性为70.25%,出瞳距离15mm,出瞳直径12mm,透光率72.64%。各项性能指标与显示效果均达到国际领先水平,在国内率先实现该技术攻克与批量制备,打破了国外技术垄断,为我国光学透视型近眼显示技术的应用发展奠定了基础,并推动了AR产业光学显示、虚实融合等技术的快速发展。

“飛龙在天”

——一飞冲天,带领企业确立行业领军地位

增强现实(AR)技术属于国家重点支持发展的高精尖产业,具有极高的技术门槛和技术壁垒。在史晓刚的带领下,枭龙科技汇集行业顶尖人才,拥有来自国内外著名高校的百余人研发团队,获批“博士后科研工作站”,每年投入数千万元研发资金,对AR关键技术进行攻关,完成多项AR核心技术突破,取得 AR 领域核心技术专利 140 余项,提升了我国AR产业在国际市场的核心竞争力。

目前,枭龙科技已成为全球范围内极少数掌握衍射光栅波导核心原理和工艺的公司之一,并获批科技部“国家重点研发计划”专项及北京市重大科技专项;与中科院、清华大学、北京理工大学、国家纳米科学中心等国内知名院所建立长期产学研合作关系;获得来自京东方、立讯精密等上市集团,亦庄国投、戈壁创投等VC机构,北京理工大学及有关政府机构的数亿元投资,成为近年来国内AR领域发展速度最快、技术实力最强的国家高新技术企业之一,确立了行业领军地位。

枭龙科技成功研发了多款行业领先的重量级AR产品,除性能持续进行升级迭代外,还将AR智能眼镜应用拓展至工业、军工、安防等多个领域。

枭龙科技AR智慧工业系统为工业领域提供远程协助、工作记录、标准化工作流程与设备健康管理等技术支持,实现工业企业数字化转型。“比如远程维修装备,一线维修工人戴着AR眼镜,把眼前画面传给专家,专家利用电脑或手机的软件就可以在图像上画指示,工人能同步看到画面上的指示效果,完成可视化的维修指导。”史晓刚介绍。

史晓刚还将AR技术应用拓展至融媒体领域,加速传统行业转型升级。枭龙科技AR实验室获评首批“北京市智慧广电重点实验室”,所研发的AR融媒体智能眼镜系统已在北京日报记者队伍中批量装备,并应用于全国两会和北京两会报道。

在党的二十大召开期间,枭龙科技AR核心技术及相关产品为大会新闻中心外宣品展览展示等方面提供了有力支持,向中外记者集中展示了我国AR前沿科技领域的创新成果,为大会宣传报道工作作出了积极贡献,获得中共北京市委宣传部的表彰。

2022年,史晓刚带领枭龙科技参与北京2022年冬奥会、冬残奥会服务保障工作。他们研发的AR智能安保系统成功应用于开、闭幕式,与公安系统的无人机管控系统进行联合部署、协同作战,对奥运场馆进行全方位360度布控,实现了对奥运场馆安保态势的24小时实时观测、精准指挥调度。这是AR技术首次应用于冬奥会安保服务,为“科技冬奥”贡献力量。与此同时,史晓刚还作为科技创新创业领域代表,被选为“北京2022年冬奥会火炬手”,参与冬奥火炬接力,传播奥林匹克精神。

群龙“有”首

——积极发挥榜样力量,践行社会责任

“毕业生要把个人理想融入到自己的事业里,尽早挖掘到自己的兴趣,对一件事情的热爱和兴趣是驱动你把一切事业真正做好的最根本动力。”2022年7月21日,在中共中央宣传部举行“奋进新征程 建功新时代”系列中外记者见面会上,史晓刚作为“最美基层高校毕业生”,围绕“激昂青春 筑梦基层”的主题,给毕业生如是建言。“我想实现的人生价值,通过自己的努力,尤其是通过我感兴趣的技术,自己所从事行业,对人们的工作和生活产生一定的积极影响,促进人类的发展。”史晓刚说。

作为一直聚焦科技创新的青年企业家,史晓刚荣获第四届中国“互联网+”创新创业大赛金奖,在国家级和省部级双创大赛中屡获佳绩,充分发挥榜样示范作用;参与“创青春”首都青年创新创业大赛策划、实施,为活动宣传代言;参加服贸会、科博会、双创周等重大国际双创大会,打造青年创业标杆企业,为青年创业代言;与北京理工大学等高校联合建设“大学生创新创业实验室”,帮助广大学生树立创新创业意识,明确创业方向;受聘为共青团中央、团北京市委及多所高校的“双创”指导教师,指导广大青年人才与大学生构建创业路线;积极参加教育部全国大学生直播活动,扩大当代大学生“双创”社会影响力。

他入选国家“万人计划”和国家“创新人才推进计划”;先后荣获“全国五一劳动奖章”“中国青年五四奖章”“全国向上向善好青年”“中国青年创业奖”“最美基层高校毕业生”等荣誉;作为项目负责人,主持国家重点研发计划1项,省部级重点研发专项11项,参与制修订国家标准1项。

身为全国青联委员、共青团北京市第十四届委员会委员,史晓刚充分履行社会责任。“我的提案、建议主要围绕青年创新创业,比如怎样支持企业开展核心技术攻关。”他积极参与团中央发起的“千校万岗”线上就业服务季系列活动,鼓励广大毕业生以积极心态求职就业;连续多年在“支援协作工作社会帮扶资金”募捐活动中捐赠善款;主动参与内蒙古宁城县精准扶贫工作,主动为定点扶贫县提供AR技术支持和多套头戴式AR智能测温设备,提高当地多领域科技应用水平;多次为定点扶贫县捐赠扶持资金,大规模采购当地特产,促进企业发展与社会公益同行。

在新冠肺炎疫情防控关键时期,史晓刚投入团队核心研发力量,将AR技术与红外测温技术融合,成功研发“穿戴式AR智能眼镜测温系统”,每分钟可检测200余人的体温,并可在500毫秒内及时显示相关警示信息和体温读数,测温误差不超过±0.3°C。疫情期间在10多个省市的机场、高铁站、街道社区等人流密集场景实现了规模化应用,避免了交叉感染,有效降低了漏检概率。该系统获批科技部“科技助力经济2020”国家重点研发计划专项。他还带领企业员工积极捐款捐物,累计捐赠物资200余万元,支援一线防疫人员,并向疫情重点防控区域及人员薄弱区域累计捐赠AR智能设备1500余套。同年,枭龙科技团支部荣获“全国五四红旗团支部”稱号。

当被问及带领企业走向成功的秘诀,史晓刚的答案非常实在:“一个前提是,这个时代。国家对创新创业重视、支持,我们从事高精尖关键核心技术研发,选择对了方向;其次,发自内心的热爱。我们遇到的困难太多了,前期坚持了很多年,如果不是真正的热爱,早就坚持不下去了。国家提供了广阔的适合青年施展才干的舞台,希望更多青年参与进来,为国家科技创新发展多作贡献。”

责任编辑 华南

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