中新经纬6月6日电 (罗琨)近日，在西安高新区曲率引擎光子制造园里，知象光电的最新款3D高清扫描仪完成创新验证。这款产品精度可以达到0.02毫米，相当于比一个人的头发丝还细。
“之前高精度的3D扫描仪是很昂贵的，一套设备动辄数万、几十万甚至上百万元人民币，只有有实力的企业才能购买一两套，而工程师、设计师等群体往往难以负担。”西安知象光电科技有限公司(下称知象光电)创始人周翔告诉中新经纬，通过自主研发出基于微纳技术的芯片，大幅降低3D扫描仪的制造成本，知象光电的3D扫描仪价格仅为此前同等精度产品的十分之一甚至更低，也凭借此将这一产品从工业级市场拓展至消费级市场。
作为从高校实验室走出的创业者，周翔带领团队用十余年时间，将3D视觉技术从昂贵的“工业奢侈品”变为触手可及的创新工具，这背后有哪些故事？近日，中新经纬对话周翔。
从实验室到市场
2023年，知象光电被认定为西安市瞪羚企业。在2014年创业成立知象光电前，周翔是西安交通大学的副教授，主要从事3D成像研究。
“当时我有一个朴素的想法，就是希望我们的科研成果能够走出实验室，真正应用到实际中去，而不是仅仅停留在学术层面。”在周翔看来，技术的价值在于应用，而应用的广泛性则取决于产品的普及程度。
“我们不希望做成一个非常昂贵、只有少数用户或企业能够买得起的东西。恰恰相反，我们希望能够将高精度3D视觉技术普及化，让更多工程师、设计师、教育行业从业人士以及普通消费者都能够用得上。”周翔说。
正是这个想法，促使他带领一群研究生，踏上了创业之路。
周翔说，从一开始他和团队便坚持走底层创新之路。与集成创新不同，底层创新需要攻克很多底层的芯片算法，需要投入大量的时间和资源。然而，他认为，只有底层创新才能带来真正的技术突破，从而打破价格壁垒，在未来的市场竞争中立于不败之地。
在接下来的四五年时间里，知象光电专注于技术研发，攻克了从光学芯片到光学成像算法等一系列核心技术难题。
“当时最大的技术挑战在于光发射芯片。我们的3D成像技术基于结构光原理，需要向空间物体投射特定图案再进行拍摄。传统方案依赖昂贵的投影设备，这些设备体积大、功耗高，单核心模组成本就达数百甚至上千美元，导致整体成本居高不下。”周翔说。
他和团队决定另辟蹊径，利用此前在微纳技术领域的研究积累，着手改进光学投射芯片。
“失败了很多次，也经历了无数次改进，最终，我们研发出了基于微纳技术的芯片。”周翔说，这一芯片彻底取代了传统的大型投影设备。
公开资料显示，微纳技术指与特征尺度在微米和纳米范围上的结构和器件相关的技术。
周翔介绍说，相较传统投影设备，基于微纳技术的芯片提升了扫描仪的成像质量，大幅降低了能耗，极大降低了系统对用户电脑性能的依赖，另一方面也显著节约了成本。
正是这项基于微纳技术的核心光学芯片突破，从根本上解决了高精度与高成本的矛盾，为知象光电推出颠覆性价格的消费级产品奠定了技术基石。
2020年，知象光电在海外电商平台上推出了第一款3D扫描仪，当时售价仅为500美元，仅手机大小。周翔坦言，当时团队也担心，500美元的产品会取得市场信任吗？用户会不会认为只是一个玩具？此外，过去3D打印仪销售多依赖线下经销商渠道，通过线上宣传能否触达需要它的用户？
周翔很快发现自己的担心多余了。由于价格仅为此前同类产品的十分之一甚至更低，而性能也不输于贵价产品，知象光电的产品很快在电商平台上打开了局面。截至目前，据周翔透露，知象光电自主研发的3D扫描仪系列产品累计销量已超过20万台，出口到全球150多个国家和地区。海外业务收入也成为其主要收入来源。
海外用户体验知象光电产品 受访者供图在中国国内电商平台上，知象光电的3D扫描仪售价从2700元至12000元不等。
机器人行业需求巨大
随着技术的不断成熟和市场的不断拓展，目前知象光电的3D视觉产品已经广泛应用于工业、医疗、消费电子等多个领域。
他举例说，在医疗领域，3D视觉产品可以解决传统通用产品贴合度差、舒适度低的痛点。通过3D扫描可以精确获取患者肢体或关节的形态数据，结合3D打印技术，制作出严丝合缝、高度个性化的假肢或矫形器，提升患者的佩戴舒适度和生活品质。
“2024年，有科技博主使用我们的手持3D扫描仪，为一位粉丝的父亲实现了从扫描、建模、打样到最终定制假肢的全过程。这位粉丝的父亲因故失去了脚掌，佩戴3D打印出来的义肢后步态很自然。”周翔说，记录这一过程的视频也在网上获得上百万播放量，很多有类似需求的人因此慕名找来寻求解决方案。
在前述视频中，该博主还提到，打印假肢的材料成本在50至60元左右，3D打印出来约为200至300元，比起动辄大几千甚至上万的假肢要“便宜太多”，不过他也提到，他没有收取设计费，在现实生活中设计费可能要占大头。
在周翔看来，这仅仅是开始，在医疗健康乃至更多垂直细分领域和长尾市场，3D扫描与打印技术结合的应用潜力巨大，亟待深入挖掘。
同时，周翔也关注到了人形机器人行业的发展趋势。“现在大家看到这个机器人走路、跑跳，我认为是偏向于早期向大家展示机械性的阶段，还没到一个展示真正的对视觉性需求的阶段。现在机器人最大的问题是无法感知外部环境，它没有‘眼睛’就无法看懂这个世界。”
在他看来，机器人行业未来比自动驾驶更需要视觉技术。因为机器人的场景会更加丰富多样，需要更加精准、更加智能的视觉系统来感知外部环境。他表示，机器人行业未来将会对3D视觉技术产生巨大的需求，知象光电也将持续跟进后续场景的应用。
历经多轮融资
创业过程中，除了技术上的挑战外，创业初期知象光电也面临资金难题。
“前面五六年时间可以说非常艰难。”周翔告诉中新经纬，由于重心集中于研发，尚未形成大规模收入与利润，每年研发投入远超利润水平，公司只能依靠坚定的战略定力与外部融资支撑资金链运转。
不过即使在资金链极为紧张的时刻，周翔也没有想过要改变公司的底层研发路线。“集成创新可以依赖现有的硬件和供应链，当然要比从底层创新来得快来得方便，但不利于企业的长期发展。”周翔说，每当公司上一笔融资即将花完，下一笔融资还没到位时，作为创业企业，一定要预留好半年到一年的运营资金，在控制成本的同时也要注意团队激励。
公开数据显示，成立以来，知象光电已经历经五轮融资，投资方包括钟鼎资本、深创投、软银中国等多家知名机构，融资规模从天使轮的几百万元逐渐上升至上亿元。在这一过程中，知象光电逐步将最初十余人的团队扩充至现在的三百余人，研发投入也同步提升。
近期，已有3D打印企业成功登陆资本市场。在创业11年后，知象光电是否也将上市作为下一步计划？对此，周翔表示，以企业健康持续发展为前提，知象光电对上市始终保持积极乐观态度，“我们更希望顺势而为”。
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责任编辑：常涛 李中元
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