深圳AIRS丁宁:香港生产力促进局技术实、连接广,助力跨越科技成果转化“死亡谷”

南方+ 记者

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粤港澳大湾区作为我国人工智能产业发展三大区域性引擎之一,城市群综合竞争力强,场景应用市场广阔。作为深圳市政府设立的十大基础研究机构之一,成立于2019年的深圳市人工智能与机器人研究院(Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society,简称“AIRS”),与已有55年历史的香港生产力促进局(下称“生产力局”)渊源已久,合作颇多。

AIRS依托香港中文大学(深圳),联合多个世界顶级研究机构设立,中国工程院院士、香港中文大学(深圳)校长、AIRS院长徐扬生曾在2003年至2006年担任生产力局理事会理事。

“从高校的基础研究成果到产品,需要跨越技术转化的‘死亡谷’。多年来,生产力局在这一转化过程中承担了重要角色。”AIRS常务副院长丁宁博士告诉笔者,生产力局服务中小企业数十年,技术实,接地气,对外连接特别广,海外优势尤为明显,未来在大湾区加速科技成果转化的进程中发挥更大作用。

深圳市人工智能与机器人研究院常务副院长、特种机器人中心主任丁宁博士。

深港“实力派”携手推进“AIR+应用”

成立三年多来,AIRS进入大众视野的新闻不仅是多个团队在知名期刊发表发表文章,还有参与研发的世界第一款全流程自动化鼻咽拭子采样机器人——“鹏程青耕”二代,该机器人于今年6月在深圳市罗湖医院集团黄码区亮相。

“尽管AIRS是深圳市十大基础研究机构之一,但我们的定位是应用基础研究,而不是纯理论的基础研究。”丁宁说,AIRS属于应用驱动型的基础研究机构,帮助企业解决实际难题,并从市场回报来体现技术价值,同时还要把应用难题背后的科学机理与行业共性问题研究透,为企业和行业提供标本兼治的解决方案。

据介绍,AIRS的“AIR”指的是人工智能与机器人技术的深度融合(AI and Robotics),“S”寓意“ for Society”,体现为关注人与城市的健康以及可持续发展。围绕城市健康与可持续发展,AIRS面向桥梁、隧道、输电线路、地下管网等城市基础设施维护管养与应急处置需求的城市基础设施检修特种机器人等项目,在围绕开展研究与应用。

在落地应用的项目中,桥梁斜拉索检测机器人CCRobot让人印象深刻。2021年底,它曾在全球最高桥梁榜上分别排名第68位、140位的武陵山大桥和细沙河特大桥上,以10-30米/分钟的速度,沿着236根脏污、湿滑甚至长满青苔的吊索、斜拉索攀爬检测,协助排查出刮伤、开裂、挤压变形、凹坑、污损等数千处病害。经过多次迭代后,CCRobot已在浙江、重庆等多个城市的大桥上工作,辅助或代替作业人员前往急、难、险、重等高风险区域作业。该技术获得机器人领域国际会议IROS2021的最佳应用论文奖和最佳机构与设计奖提名,体现出AIRS团队既重视落地应用,也注重深入探索总结问题背后科学机理,再用创新方法把问题解决到位。

重量不到10公斤的第4代CCRobot为武陵山大桥“体检”,它可实现缆索表面全覆盖图像采集和病害自动识别。

截至2022年8月底,AIRS的全职研究人员已有100余人,工程人员和研究人员比例约为1:1。研究人员多来自海内外高校及科研机构,工程人员则大部分来自企业、产业,具有一定的产业理解、产品思维和实践经验。研究人员从行业需求出发进行技术研发,而后由工程团队来做进一步的转化。

自2019年成立以来,AIRS与生产力局的合作越来越多。作为香港成立较早的法定机构之一,生产力局自身十分重视应用研发,超过800人的团队中,研发人员超300人。多年来,生产力局与海内外众多合作科研机构携手合作,AIRS是其中最为年轻的,也是离市场、行业、企业尤为近的一个。

据丁宁介绍,在合作中,双方往往发挥各自优势,积极完成对方提出的需求。如香港疫情防控期间,香港特区政府机电工程署提出需要在公共洗手间使用的自动清洁机器人。生产力局在自行开发的第一代原型样机的基础上,提出了第二代的改进设计,针对公共洗手间场地狭窄、马桶清洁用水量大以及作业可靠性要求高等实际需求,进一步提升清洁机器人的智能化水平与作业效率。由于时间紧、任务重,生产力促进局与AIRS建立合作,发挥AIRS在机器人底盘的定制设计和狭小空间激光导航系统开发方面的优势,由AIRS迅速组织团队高效完成项目需求,目前该产品即将交付。

在公共洗手间使用的自动清洁机器人利用物联网技术监控厕所卫生,通过大数据设置清洁方法自动执行清洁任务,以降低病毒传播的风险。该研发获得日内瓦国际发明展2021金奖、香港特区政府资讯科技总监办公室“促进机械人科技应用”创新比赛2021大奖。

在公共洗手间使用的自动清洁机器人利用物联网技术监控厕所卫生,通过大数据设置清洁方法自动执行清洁任务,以降低病毒传播的风险。该研发获得日内瓦国际发明展2021金奖、香港特区政府资讯科技总监办公室“促进机械人科技应用”创新比赛2021大奖。

生产力局的创新研发——港式奶茶智能制作机器人系统“金仔”在香港工商业奖2019获设备及机械设计优异证书。

生产力局的创新研发——港式奶茶智能制作机器人系统“金仔”在香港工商业奖2019获设备及机械设计优异证书。

在为行业解决实际需求的过程中,生产力局多年服务大量企业所积累下来的经验、对产业规律的理解也发挥重要作用。如面对工业制造中的工业检测项目,无人机产品的塑胶外壳等复杂三维器件在加工完成后往往存在缺陷,人工检测工作量大且难以做到精准,要通过机器视觉的图像处理系统和机械臂的配合完成更快速、精准的检测,不仅需要前沿技术,也需要长年与企业打交道才有的经验和资源等。

“在解决具体问题的过程中,深入理解行业共性难题背后的科学机理和非技术要素,从而提出符合产业规律的系统性解决方案尤为重要。”丁宁说。

依托香港中文大学(深圳)的牵头,AIRS与生产力局在特种机器人领域展开了深入合作,推动制定深港有关特种机器人的行业标准,并获批成立“粤港澳高校城市运维机器人联合实验室”。目前,双方正在开展一系列特种机器人的研制工作,赋能智慧城市和智能制造,支持深港国际创新中心的建设。

AIRS携手生产力局推动大湾区STEM教育发展

人才是第一生产力。各国教育实践表明,科学、技术、工程和数学(STEM)教育有助于培养学生的科学探究能力、创新意识、批判性思维、信息技术能力等未来社会必备的技能和创新能力。

丁宁表示,生产力局多年来为香港本地中小学生设计和举办了一系列的STEM课程和比赛,有着丰富的一线经验。AIRS依托于香港中文大学(深圳),具有丰富的科研资源。双方发挥各自优势,共同研发面向中学生STEM教育课程,课程内容紧贴当下机器人技术、人工智能科技热潮,涵盖计算机视觉、群体智能、智能机器人、拓展现实、机器学习、特种机器人无人机系统等多个领域。

在关于开展粤港澳大湾区STEM教育合作项目中,双方基于对粤港澳大湾区11所城市进行了STEM教育政策的专项研究,发挥各自优势,紧贴当下机器人技术、人工智能科技热潮,共同研发面向中学生STEM教育课程,为提升大湾区STEM教育水平做好储备,同时致力于加强香港学生与内地学生的相互沟通与了解,培养既具创新精神、心怀中国梦,又拥有国际视野的综合性人才。

AIRS针对在职人员、大专院校、岗位教师、青少年分别开发了体系化课程,把科研领域的创新突破下沉到大众,形成了阶梯式课程内容。

据了解,AIRS在深圳坂田建造了一个300平的人工智能科普展示与教学研发基地,配有1000平方米的专业研发测试场地,线下开展了一系列主题研学营活动,研学营包含专业知识讲座、动手实操、导师一对一指导、课题竞赛等丰富的内容,夯实基础的同时,激发无限创意。

同时,AIRS与美国宾夕法尼亚大学GRASP实验室合作,引入美国顶尖的教育资源,共同开发全新的STEM教育培养模式,加强对学生创新思维的培养,致力将博雅极客教育基地打造成为大湾区人工智能与机器人教育的重要门户,推动各界交流、鼓励科研探索、引领模式创新。

丁宁表示,香港中文大学(深圳)是深港教育合作的成功典范之一,而作为深港两地科研机构的代表之一,AIRS和生产力局又聚集了一批高科技人才,双方在人才交流、非学历教育、面向公众的科普教育等领域还将有更广阔的合作空间。

跨越科技成果转化“死亡谷”需各方努力协作

丁宁毕业于香港中文大学机械与自动化工程学系,有丰富的机器人产品开发实践经验和机器人设计研究的理论功底。

十来年前,他在香港攻读博士学位期间,就经常与生产力局的专业人士进行技术交流,所在的实验室与生产力局也有合作。2013年博士毕业后,他陆续在企业、高校工作,与产业界密切互动。

在他看来,生产力局为中小企业帮了很多忙,说起来并不是惊天动地的故事,但扎扎实实,帮助企业度过发展早期最困难的阶段,在深港两地制造业内为大家熟知并且认可。

“生产力局的模式在香港非常成功。”丁宁认为,生产力局是有政府背景、技术很实的支持机构,拥有自己的研发团队、咨询团队,带着人才、技术、资金去帮扶企业,尤为注重技术落定应用。与内地的科技主管部门不同,生产力局躬身入局为企业提供技术提升、管理顾问、培训等服务;与商协会等组织往往以资源对接为主相比,生产力局有专门的团队为企业提供直接的、能带来实实在在收益的支持。

根据丁宁的观察,粤港澳大湾区是中国重要的制造业基地和出口基地,拥有强大的实体经济及巨大的发展潜力。大湾区近年对实体经济尤其是硬核科技产业的发展越来越注重,制造业与人工智能融合的需求明显增加,工业系统越来越复杂,组织各个城市、各方资源进行合作的必要性越来越高。

近年来,粤港澳大湾区的高校及科研机构、科研人才、科研成果均大幅增加,科技成果如何更好地实现商业化?

“高校、科研机构的研究成果强调创新,而成熟度较低,合作企业和社会资本也很难投入足够的时间、资金、资源来让技术得到充分的迭代、试错。”丁宁认为,产学研融合的周期比人们想象的要长,智能技术与传统产业的融合赋能过程比想象中困难很多,机器人类智能装备产品化过程也需要更多的投入和尊重规律的耐心。产学研评价体系的不统一,而转化阶段缺乏有效的评价、投入和激励是技术转化落地的大障碍。

他认为,粤港澳大湾区需要加速科技成果转化,而跨越科技成果到产品转化的“死亡谷”,仍需要各方努力协作。生产力局立足香港,多年来在科技成果转化中承担了重要的中间角色,积累了丰富的经验。他们积极地将海内外先进技术与高校的科研成果引入深港产业界,通过消化、迭代、集成,让中小企业拿来能用、用了能创造收益。在未来,生产力局如能在大湾区其它城市发挥其多年积累经验,结合当地产业、人才结构和各类技术资源,将为社会创造出更大的价值。

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【撰文】马芳

【图片】受访单位供图

编辑 杨溢子
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