近日，美國(guó)普渡大學(xué)機(jī)械工程系教授，OSA、SPIE Fellow張松作客奧比中光，為研發(fā)人員帶來(lái)《High-resolution, high-speed 3D Imaging andapplications》的主題講座，分享其在高速、高分辨率3D成像和光學(xué)信息處理方面的研發(fā)成果。

談AI 3D感知技術(shù)

“3D感知是一個(gè)非常核心的前端技術(shù)”

O（奧比君）：您認(rèn)為3D感知技術(shù)在人工智能領(lǐng)域扮演著何種角色？

Z（張松）：3D感知是一個(gè)非常核心的前端技術(shù)。人工智能技術(shù)如機(jī)器學(xué)習(xí)等，必須要有一個(gè)好的傳感器，就像人類學(xué)習(xí)必須通過眼睛一樣，如果沒有眼睛，我們的學(xué)習(xí)就會(huì)很困難?，F(xiàn)在的人工智能主要基于二維圖像或視頻，但世界是三維的，未來(lái)技術(shù)方向也一定是三維的，這點(diǎn)我沒有任何懷疑。

3D感知技術(shù)之所以沒有大規(guī)模應(yīng)用，主要是因?yàn)?D傳感器還未大規(guī)模普及。比如一些手機(jī)搭載有3D攝像頭，但拍攝的三維數(shù)據(jù)十分基礎(chǔ)，也很費(fèi)存儲(chǔ)空間，用戶無(wú)法直接獲取和使用三維數(shù)據(jù)，它并不能像平面圖片一樣可以直接使用。3D傳感器的缺失使得3D AI應(yīng)用也未大規(guī)模普及。

第二個(gè)是因?yàn)楹玫?D傳感器、尤其是精度高的傳感器很貴。這也是一個(gè)障礙，如果高精度3D傳感器像2D傳感器一樣便宜、好用，之后做人工智能后端研發(fā)應(yīng)用就比較容易了。

談5G與3D感知融合

“5G與3D感知結(jié)合后，最先在通訊領(lǐng)域爆發(fā)”

O：未來(lái)隨著3D傳感器普及，您看好3D感知技術(shù)在哪些領(lǐng)域的應(yīng)用前景？

Z：我個(gè)人關(guān)注的比較多的，像消費(fèi)電子類的，奧比中光已經(jīng)在做了。

另一個(gè)是人機(jī)交互。我認(rèn)為未來(lái)在工廠生產(chǎn)線或其它領(lǐng)域，3D感知會(huì)讓人與機(jī)器的交互越來(lái)越智能。比如，大型器件的裝配可使用3D感知技術(shù)，屆時(shí)人與機(jī)器人的交互會(huì)更加協(xié)調(diào)。

機(jī)器人也是一個(gè)很大的領(lǐng)域，比如伺服機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人等。像前幾天發(fā)生地震，房屋倒塌了，送機(jī)器人進(jìn)去肯定更好、更安全。3D傳感器可以幫助機(jī)器人去探索一些未知的東西，這個(gè)時(shí)候機(jī)器人可以發(fā)揮它的極限。

另外在醫(yī)療方面也會(huì)發(fā)揮非常大的作用。3D傳感器可以把醫(yī)療問題變得簡(jiǎn)單，比如一些簡(jiǎn)單的自查步驟，利用3D感知技術(shù)就能自主完成。未來(lái)機(jī)器人做疑難手術(shù)時(shí)，也可以用3D感知技術(shù)，病人和醫(yī)生可以在不同的地方實(shí)時(shí)交流，甚至跨時(shí)區(qū)共同完成一臺(tái)手術(shù)。

O：就像電影中展現(xiàn)的全息投影技術(shù)？

Z:并不一定是投影。比如我身上有傷口，通過電話、視頻，我是沒法精確的描述傷口有多深、多嚴(yán)重。但如果有3D傳感器的話，就可以精確地測(cè)量傷口了。測(cè)量完后，就可以直接找護(hù)士處理，醫(yī)生的時(shí)間可以用來(lái)處理更重要的事。

O:您認(rèn)為國(guó)內(nèi)外在3D感知的商用落地上，有著怎樣的不同？

Z：3D感知落地方面，國(guó)外跟中國(guó)差距比較大。中國(guó)落地商用很快，第一是有資金，另外有一批很聰明很努力的人在推動(dòng)，這樣落地會(huì)非常快。但在國(guó)外，一個(gè)新項(xiàng)目的論證會(huì)反反復(fù)復(fù)，有時(shí)候甚至?xí)匣ㄒ粌赡陼r(shí)間才能完成論證，落地自然慢很多。中國(guó)擁有資金和巨大的市場(chǎng)，落地就會(huì)快。

O：在5G時(shí)代，您認(rèn)為3D感知技術(shù)與5G結(jié)合將有怎樣的前景？

Z：5G網(wǎng)絡(luò)帶寬放大了，我們就可以做一些之前做不了的事情，比如可以拍攝高精度三維影像，再利用5G實(shí)時(shí)傳到其它終端。

舉個(gè)例子，一個(gè)零部件是在深圳加工的，另一個(gè)零部件可能是在成都加工的，如何知道兩個(gè)零件能否組裝到一起？3D感知結(jié)合5G之后，這件事就會(huì)變得容易。深圳加工完后，利用5G把零部件的三維影像發(fā)送到成都，兩邊可實(shí)時(shí)查看兩個(gè)零部件的裝配效果。未來(lái)，遠(yuǎn)程的合作將變得非常簡(jiǎn)單。

O：大家都很好奇，5G與3D感知結(jié)合后，哪個(gè)領(lǐng)域會(huì)最先爆發(fā)？

Z：5G與3D感知結(jié)合后，肯定最先在通訊領(lǐng)域爆發(fā)?，F(xiàn)在每個(gè)人都很忙，見自己父母、孩子的機(jī)會(huì)和時(shí)間都比較有限，聯(lián)系親人的時(shí)候，我們一般會(huì)打視頻電話，但仍然覺得不夠真實(shí)。以后能否實(shí)現(xiàn)更真實(shí)、更自然的交互？我認(rèn)為沒有5G的話會(huì)很難，但如果網(wǎng)絡(luò)速度足夠快的話，就很有可能實(shí)現(xiàn)了。

O：想起您在普渡大學(xué)做的3D實(shí)時(shí)視頻。

Z：對(duì)，我做3D實(shí)時(shí)視頻已經(jīng)做了十年了?，F(xiàn)在的進(jìn)展是可以把實(shí)時(shí)三維人像傳到每個(gè)人的手機(jī)上。視頻通話的時(shí)候，你可以（把畫面）轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)、看到實(shí)時(shí)的三維人像。

當(dāng)下人與人之間的距離肯定是越來(lái)越近、交流越來(lái)越自然越好，所以我們肯定需要3D實(shí)時(shí)視頻技術(shù)。就像手機(jī)，發(fā)展到后來(lái)肯定是越來(lái)越容易、自然，人與人的交互也是一樣。早期只能打電話，很有距離感，有視頻后距離近了一些，如果有3D視頻的話，這個(gè)距離就更近了。

談青年研究

“要做到第一，基本功一定要打牢”

O：您一直在3D感知研究一線深耕學(xué)術(shù)，過去也發(fā)表了多篇論文、獲得了眾多獎(jiǎng)項(xiàng)，您認(rèn)為做3D感知研究，什么品質(zhì)最重要？

Z：科研就是要堅(jiān)持，不要怕失敗。我失敗的例子很多，比如我讀了三年博士，第三年結(jié)束的時(shí)候，還沒出什么成果。那時(shí)候我很困擾，不知道該往哪個(gè)方向走。然后我給美國(guó)一個(gè)3D感知領(lǐng)域知名教授寫了一封郵件，問他我該往哪個(gè)方向去走。他給我回了郵件，建議我放棄。但我性格比較鉆牛角尖，決定堅(jiān)持。一年后的2004年，我就做出來(lái)了第一個(gè)3D實(shí)時(shí)視頻系統(tǒng)。

就我個(gè)人而言，運(yùn)氣是一方面，另外一方面是堅(jiān)持去做。做了很多年以后把東西做出來(lái)了，這個(gè)東西很有用，會(huì)很有成就感。當(dāng)然，之前的挫折沒有多少人能真正理解。

O：要堅(jiān)持，要專注。

Z：對(duì)，不管是在學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界都是一樣的，你只有走到別人前面，才有可能引領(lǐng)這個(gè)領(lǐng)域。人們一般只會(huì)記住第一名，而不是第二名。要做到第一，基本功一定要打牢，尤其在學(xué)校里面，或出去工作之前。

我的背景是機(jī)械系，我覺得我計(jì)算機(jī)的背景不夠，就去上計(jì)算機(jī)系的課。后來(lái)發(fā)現(xiàn)我硬件背景不夠，又跑到電子系去上課。我之所以能做比較原創(chuàng)性的東西，并不用我熟悉領(lǐng)域的方法去解決，而是利用其他領(lǐng)域的工具，比如我用機(jī)械的思路解決不了，換一個(gè)思路，用計(jì)算機(jī)的方法就解決出來(lái)了。所以如果基本功不扎實(shí)的話，創(chuàng)新性技術(shù)是很難做出來(lái)的。

O：您覺得哪些基本功最重要？

Z:數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、電子硬件，甚至包括一些機(jī)械設(shè)計(jì)。3D感知其實(shí)是一個(gè)非常交叉的領(lǐng)域。

談奧比中光印象

“成長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我的想象”

O:談?wù)勀鷮?duì)奧比中光的印象？

Z：奧比中光的成長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我的想象。我一直認(rèn)為，好的技術(shù)不一定能夠做成好的產(chǎn)品，但奧比中光的技術(shù)和產(chǎn)品都做得非常成功。

只是快還不夠，還必須要做得足夠好。產(chǎn)品質(zhì)量好了，給了客戶很好的體驗(yàn)，得到客戶的好評(píng)，客戶才會(huì)繼續(xù)用，這樣公司才能夠持續(xù)發(fā)展壯大。奧比中光能夠做大做強(qiáng)，產(chǎn)品做得好是主要的原因。