中科摇橹船以“光+AI”让硬科技落地转化

本文转自：重庆日报

研发出多个国内“首台套”智能视觉装备

中科摇橹船以“光+AI”让硬科技落地转化

新重庆-重庆日报记者 申晓佳

四月三日，中科摇橹船研发人员正在测试3D涂胶检测系统。记者 张锦辉 摄\视觉重庆

光，在生活中无处不在，与视觉紧密关联；AI，则是新质生产力的重要驱动力。

在两江新区明月湖畔，有一家年轻的企业将“光+AI”作为核心技术，通过颠覆性创新，将硬科技转化为新质生产力，研发出多个国内“首台套”智能视觉装备，赋能新能源汽车、泛半导体等制造业领域。

这家企业，就是重庆中科摇橹船信息科技有限公司（以下简称：中科摇橹船）。

继承硬科技“基因”

在重庆丰富的制造业场景中找到应用点

“光+AI”到底是啥？近日，记者来到中科摇橹船，在展厅中看到了众多产品和应用场景。

以“3D涂胶检测系统”为例，这是中科摇橹船在2022年开发的国内首台（套）设备。搭载该系统的涂胶检测机器人，可以实现秒级响应，精确检测新能源汽车车身的涂胶缺陷。

其中，“光”体现在高精密光电检测技术，系统使用的3D高速摄像机可以360度成像，Z轴精度可达0.02毫米；而“AI”则是系统搭载的算法，它可以在0.3秒内实现采集图像的三维重建。

二者结合，打破了此前新能源汽车国产检测系统的顽固痛点：用2D视觉检测，能在平面上识别出车身涂胶的断点、宽窄不一和位置异常，却无法判断涂胶的高度。也就是说，即使涂胶厚到溢出，2D视觉检测也“抓”不到这个质量缺陷，还是得靠人工肉眼判断。不仅准确率低，还会拖延新车交付时间。

而中科摇橹船的3D涂胶检测系统，能实现X、Y、Z三轴立体成像，既有图像，又有坐标位置，通过Z轴测距，可以精确“捕捉”涂胶的高度，检测准确率可达99.9%，且价格比国外同类产品便宜40%左右。

如今，该系统已在赛力斯汽车二工厂得到应用，有效地提升了新能源汽车车身的涂胶质量，加快了交车进度，让“重庆造”新能源汽车的细节更趋完美。

“这是企业的硬科技实力在重庆丰富的制造业应用场景中找到的结合点之一。”中科摇橹船董事长郑道勤表示。

2020年，中国科学院西安光学精密机械研究所与重庆两江新区以“院地”合作方式，携手孵化了中科摇橹船。企业主要的技术团队来自西安光学精密机械研究所，具备国内高精密光电测量和人工智能最顶尖的技术实力。

但如何才能让硬科技落地？企业成立之初，郑道勤也曾困惑过。

“好在，重庆作为国家重要现代制造业基地，为我们提供了机会。”郑道勤说，在大量实地调研后，中科摇橹船决定以“光+AI”作为基础，打造工业4.0的感知终端入口，赋能制造业高质量发展。

开展颠覆性创新

“教”会人工智能视觉识别“逆向思考”

郑道勤介绍，从感知角度来看，人类获取的信息中有70%—80%来自视觉。中科摇橹船认为，将机器视觉和AI技术融合，将是决胜工业4.0的关键。

基于这一思路，中科摇橹船在实践中开展了颠覆性创新。2022年，一家国内知名显示面板企业找到中科摇橹船，提出了一个超高难度的需求：合作研发用于Micro LED显示屏的检测装备。

Micro LED被认为是颠覆产业的“终极显示技术”，具有高分辨率、高对比度、高色彩饱和度、低功耗、寿命长等诸多优势，可广泛应用于手机等各种电子产品中。

而Micro LED显示屏质检，堪称“地狱级”难度：在直径4—6英寸的Micro LED晶圆上，排布有上百万颗芯片，其中有缺陷的可能只有2—3颗。如果不把它们找出来，整个晶圆的质量都要受影响。

也就是说，中科摇橹船需要找到一个方法，在上百万颗芯片中，快速找到缺陷芯片并标注出来。

一开始，中科摇橹船决定建立一个机器视觉识别缺陷芯片的AI模型。简单地说，就是给AI模型“看”大量的缺陷芯片图像，“教”它识别哪些是不合格的芯片。

但是，当时该国内知名显示面板企业尚处在试产阶段，Micro LED显示屏产量不高，有缺陷的芯片更少。每月可供AI模型“学习”的缺陷芯片图像不过区区几十张。

这让研发团队感到巨大的压力——AI模型学习的基础就是海量数据，没有足够的图像素材，怎么“教”？

在严峻的现实面前，团队迸发出一个颠覆性思考：既然“教”不会AI识别缺陷，那么就反过来，“教”它识别正常芯片，再反推哪些是缺陷芯片！

郑道勤表示，这一逆向思考模式，代表着国内机器视觉识别AI的技术路线转变。通过重构算法，中科摇橹船运用从国内知名显示面板企业处获得的大量正常芯片图像，训练出可以在4—6英寸Micro LED晶圆上发现2像素精度级缺陷的AI模型。而目前，国际同类产品的识别精度最高为5像素。

2023年，中科摇橹船为国内知名显示面板企业提供了国内首套Micro LED检测装备。记者看到，这台装备形如一个白色大盒子，内部配有高速摄像机，从外部的显示屏上，能观察到Micro LED芯片的外观缺陷检测结果。

凭借这一检测装备，Micro LED显示屏像素良率得以大幅提升，还可以精准修复缺陷芯片，生产成本随之降低。目前，该检测装备已经在国内知名显示面板企业应用，“护航”Micro LED显示技术走向大规模商用。

深度融入制造业

将在重庆打造全国智能视觉总装基地

在上述检测装备发布后，郑道勤发现，目前全球范围内，只有两家企业可以生产这种设备，其中之一就是中科摇橹船。

郑道勤透露，作为高科技企业，中科摇橹船传承了西安光学精密机械研究所60多年沉淀的硬科技实力，下一步，企业将继续加大在AI和机器视觉领域的研发投入，提升产品的性能和精度，以创新培育新质生产力。同时还将加强与产业链上下游企业的合作，积极推动“热带雨林”式产业生态，共同推动技术创新和产业升级。

郑道勤表示，人才是推动新质生产力发展的核心力量，中科摇橹船将积极与清华大学、中国科学院大学重庆学院、重庆大学、西安电子科技大学等开展深度合作，共同培育创新人才，推动新质生产力发展。

记者了解到，基于“智能视觉识别国家队”的实力，目前，中科摇橹船获批建立了5个省部级科研平台，起草编制4项国家标准；已形成21项关键核心技术，新开发10余款新产品；参与国家级课题1项、承担省级重大科研课题项目2项、自主承担科研项目20余项。目前拥有知识产权100余项，发明专利21项，实用新型专利9项。

“今后，我们还是要继续深耕重庆，同时开展全国布局。”郑道勤表示，为了更好地服务重庆乃至全国制造业，中科摇橹船计划在未来3年内投入超过20亿元，在重庆建设全国智能视觉总装基地。

同时，中科摇橹船还计划在未来2年内在重庆建设智能制造AIGC创新中心和行业大脑应用研发中心，为半导体、新能源、医疗等行业提供解决方案，沉淀行业智能化应用模型，打造面向区域和行业应用的数字化体系。