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中大博士毕业后专注光学仪器研发 期待“接地气科研”改变人们的生活 热推荐

2023-04-06 09:32:09 来源:大洋网

范杭

千年古城 青年力量7

站在裸眼3D显示屏幕前,记者不用戴头盔或眼镜,经过几秒的适应,屏幕上的花草和人物就似乎“走”出屏幕,扑面而来。如今,这种裸眼3D技术已应用在医学领域,医生在用手术机器人给患者做手术时,不用持续五六个小时都戴3D眼镜,直接在腔镜中就能看到患者病灶的3D成像,手术效率更高,操作失误的风险也大大降低。


(资料图片)

“未来5到10年,裸眼3D技术会广泛应用于外科手术,将极大提升医生做手术的效率。”作为一名“技术控”,广州弥德科技有限公司的联合创始人、中山大学光电材料国家重点实验室光学博士毕业的范杭没有停下创业脚步,他又将光学仪器的触角伸到了口腔领域,研发出一款具备口腔光学导航功能的智能牙棒,可以让孩子在家中及时发现龋齿、牙菌斑等口腔疾病。近日,记者采访了这位致力于“接地气科研”的创业青年。

范杭始终致力于做一些“接地气”的科研项目。

受李开复感召创业 突破裸眼3D技术瓶颈

2016年博士毕业时,范杭已经参与了裸眼3D显示器研发方面的国家级科研项目,并手握10项发明专利,但他不想把成果停留在纸上。范杭表示,他决定创业是受到科技大咖曾宪章、李开复等的影响。2015年范杭曾和他们见面。“当时李开复博士说,希望我们这些青年科技人才能够多出来创业,让更多科研成果转化为生产力。这番话对我触动很大。”

2016年,当范杭带着论文和样机去到显示技术发达的国家时,国外专家们都感到惊讶,这也给了他一些信心。

范杭表示,裸眼3D技术与大家的生活密切相关。“比如,玩家们玩3D版《英雄联盟》《魔兽世界》游戏、看电影《阿凡达》等就兼容裸眼3D技术,这种传统柱镜技术是在镜片上贴一片光学膜层,弊端是因其导致分辨率下降,会出现头晕眼花等不适反应。”

很长一段时间里,裸眼3D遇到了技术瓶颈,国内基本没有厂家在做相关产品。弥德科技团队于是走了自主创新的另一条技术道路,他们所研发出的产品的观影体验更好。范杭表示,裸眼3D的原理很简单。“就是利用人类双目视觉原理,在同一位置显示两幅略有差异的图像给左右两只眼睛看,然后通过大脑处理形成立体感。”听起来很简单,但是要做到这一点却并不容易,因为要保证每个角度和距离都能看到正确的图像,并且避免出现重影、失真、闪烁等问题。

范杭介绍,在裸眼3D领域,他们公司有共计30多项发明专利,很多项已经应用在行业市场,并已经和国内一些医院达成战略合作协议。公司研发出的裸眼VR显示产品突破了传统视障光阑与柱透镜裸眼3D显示多年的技术瓶颈,在显示品质、制造精度与可扩展性等方面具备技术优势。“跟国外同类厂商对比,新型指向光源裸眼3D显示方案在串扰率方面仅是其1/4,视区则大了6倍。串扰指的是左右眼的相互干扰,串扰率超过5%就容易让人头晕,而我们的显示屏串扰率约3%;视区指的是在多大的横向范围内能看到立体影像,国外厂商的有效范围是6厘米,而我们是40厘米左右。我们希望做出能够供5个人观看的裸眼3D屏幕,这样大家在家中就能看3D电视了。”

裸眼3D当“助手” 年轻医生也能做微创手术

随着裸眼3D技术进入成熟期,其应用场景正在逐渐拓宽,如今在医学领域也有应用。范杭公司的裸眼3D光学仪器是国内为数不多的可以达到医疗级别的光场裸眼3D技术,可让医生不戴头盔也能操作手术机器人。

范杭介绍,光学设备是手术机器人和内窥镜的重要组成部分,在动辄2000万元一台的进口手术机器人中,光学设备的价格占比可能占到2成以上。而他们公司生产出来的裸眼3D设备,核心优势在于光学薄膜、电路技术和软件算法。前两年,某国际大型手术机器人公司找到范杭,想购买他们的裸眼3D光学设备专利,但被他拒绝了。“因为我觉得,新型显示科技将是一片蓝海,我希望这种前沿技术能掌握在中国人自己手里。”

范杭举例说,如今医生在用手术机器人做手术时需要佩戴AR头显,然后才能用手操作设备,但一台手术少说也要两三个小时,长的话可能要七八个小时,颈部长期保持同一个姿势,对医生的体力消耗很大,容易出现操作失误。而采用裸眼3D技术,医生不用佩戴任何穿戴设备就能用手术机器人做手术,效率大大提高。“即便是肿瘤切除,也可以切除得更干净,还能减少附带损伤。”和范杭有合作的医院方面也表示,用传统的方法训练一个医生能熟练地做手术要10年左右,而借助裸眼3D技术,年轻医生上手也特别快,3年左右就可以让年轻医生熟练地做一台微创手术,在资深医生紧缺的情况下,这种革新尤为重要。

如今,通过裸眼3D屏幕来显示3D医学成像已经是行业趋势,这种特殊的显示屏可显示高准确度的可视化医学成像。而国外已经有空间现实显示屏,基于眼球追踪技术,可实时根据观看者的眼球运动来渲染立体图像,从而实现裸眼3D的效果,这也和弥德团队正在研发的方向不谋而合。“我觉得未来5~10年内,裸眼3D技术就会广泛应用于各种外科手术,这对医疗行业将是一场革命。”范杭兴奋地说。在他看来,裸眼3D医疗器械将是一个千亿元级别的市场。

5年磨出“AI牙医” 孩子在家就能自测蛀牙

范杭坦言,他创业只有一个想法:做学问不能只盯着高精尖,要接地气。“我想让大家感受技术温度,让科技给大家的生活带来改变。”光学科技不仅可用于裸眼3D技术,如今他又将光学科技用于帮孩子们自测蛀牙。

几年前,范杭作为公益志愿者和医生们前往某山区为孩子们做口腔保健。“我当时看了几名孩子的蛀牙情况,很多牙齿已经黑了,如果不在1年内进行治疗,这几颗牙齿都会烂掉。”范杭意识到,要让乡村的孩子们认识到牙病的危害。他突发奇想:能否做一款产品,引导孩子及时刷掉牙菌斑?

那要如何让牙病检测工具被孩子接受?他和团队整整磨了五年,才改良出一款像电动牙刷一样的智能牙棒。这根牙棒虽小,但却是光学导航仪器。起初范杭以为只需要做一个探头就行了,但要把探头做得很小,能伸进口腔,就要改进很多技术细节。一开始牙棒的个头比牙刷还要长一些,为了让牙棒变得更加袖珍,范杭研究了一年多,牙棒才终于缩小到像牙刷那么长。范杭表示,因为6岁之前的儿童和6~12岁之间的儿童以及成人的牙菌斑都不一样,所以大数据库也不一样。此外,他还要针对不同人群的牙位和牙面的复杂程度,自主研发口内牙面数字地图技术。

而要让孩子都能操作,牙棒就必须设计得足够“傻瓜”。那几年时间,范杭满脑子都是牙棒。“只要看见圆柱状的东西,我都会想,我们的牙棒是不是可以设计成这个样子?”

但因为做智能牙棒,范杭也遭到了不少质疑。“不少人跟我说,你是博士,为何不把精力用于研究解决肿瘤疾病难题,而要用在这样的‘雕虫小技’上?”但在他看来,能攻克肿瘤固然光荣,但把儿童的蛀牙率降下来也同样重要。“我并非没志气,而是想做一些更接地气的科研,能给大家的生活带来一些改变。”

他们的智能牙棒项目参加了中国“互联网+”大学生创新创业大赛,获得了广东省金奖。“如果看到智能牙棒个头小,就认为它没技术含量,那就大错特错。”他表示,这种智能牙棒除了集成光学和AI技术,还采用了自主研发的口内牙面数字地图技术,通过和广东多家口腔医院合作,只要用牙棒对口腔进行扫描,就能精确识别出患者的口中是否有蛀牙、牙菌斑和牙龈病,并且告诉患者是要就医还是可以自行清除牙菌斑。“智能牙棒实际上是一名‘AI牙医’”。

范杭的光学导航技术在口腔领域的应用也受到了国外同行的关注。他表示,起初牙棒的价格还有点高,他想把牙棒的成本降下来,让大家都用得起。目前,他正在研发一款集牙病检测和刷牙一体化的集成设备。

屡屡“踩坑”才走到今天 建议年轻人先攒经验再定赛道

虽然今年才34岁,但范杭已经是一位创业“老手”——他不仅是广州弥德科技有限公司的联合创始人,也是广州华视光学科技有限公司的董事长。而早在中大读博士时,他就是同学眼中的“学霸”。

博士毕业后创业,范杭走的是一条不容易被复制的路。他笑言,自己和团队在过去十年里也是一个个“坑”都踩过,才能走到今天。而近年转型做科技企业的管理者,范杭也在适应着这种角色转变:“我们在学校里做科研时,如果有一百个样品,只要其中有一个很好的,就可以发表文章、发布成果;但在公司搞研发要面向市场,当你生产出一百个样品里有十个是不太好的,就要去解决这十个的问题。所以,我现在每天都是如履薄冰。”

创业这10年,范杭每天的睡眠时间从没有多于5个小时。“基本上都是凌晨一点才回到家,早上6点就匆匆出发了。”范杭的小孩才刚1岁,周末他也很少能陪孩子,大部分时间都是在和客人谈项目。

虽然是外人眼中的“创业明星”,但范杭却表示,自己一直在踩“坑”,所以他并不鼓励现在的大学生一毕业就出来创业。“很多人以为创业只需要白手起家就可以,但这只是故事中励志的那一部分,创业人的心酸,外人有时很难体会到。”他建议想创业的大学生,可以先观察一下行业趋势,积累经验,再选定创业赛道。

文、图/广州日报全媒体记者 肖欢欢

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