对话深圳市人工智能与机器人研究院副院长丁宁:我们主动向企业走,缩短科研转化周期丨深圳高质量发展调研行

大湾区观察曹媛 2022-08-04 20:45

“虽然我们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,不是纯理论的基础研究机构。”

南方财经全媒体见习记者曹媛 深圳报道

全球最高桥梁第140位的武陵山大桥和第68位的细沙河特大桥横跨在渝湘高速公路上,2021年11月,桥梁斜拉索检测机器人CCRobot在脏污、湿滑、甚至长满青苔的两座桥梁拉索上,以10-30米/分钟的检测速度爬行,对两座大桥的236根吊索、斜拉索进行检测,协助排查出刮伤、开裂、挤压变形、凹坑、污损等上千处病害。

上述桥梁斜拉索检测机器人由深圳市人工智能与机器人研究院(Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society,以下简称AIRS)研发,AIRS是深圳市政府设立的十大基础研究机构之一,依托香港中文大学(深圳),联合多个世界顶级研究机构设立,重点开展人工智能与机器人的基础、共性、关键技术研究等。

人工智能产业是粤港澳大湾区战略规划的重要组成部分,2019年初AIRS在此背景下应运而生。2019年5月,深圳市人民政府印发《深圳市新一代人工智能发展行动计划(2019-2023年)》,展望了深圳市人工智能产业的发展目标:到2023年,深圳市将努力建造为国际一流的人工智能应用先导区,包括:建成20家以上创新载体,培育20家以上技术创新能力处于国内领先水平的龙头企业,打造10个重点产业集群,人工智能核心产业规模突破300亿元,带动相关产业规模达到6000亿元。

日前,深圳市委宣传部组织策划的“稳中求进向未来·深圳媒体‘高质量发展调研行’”来到深圳市人工智能与机器人研究院,研究院副院长丁宁博士与包括南方财经全媒体集团在内的多家媒体进行深度对话。

定位:应用驱动型的基础研究机构

南方财经全媒体:AIRS给外界的角色印象各不相同,如企业、高校、研究机构、事业单位等,在这多重角色中哪个才是AIRS的真正定位?

丁宁:虽然我们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,不是纯理论的基础研究机构。首先,AIRS希望以行业实际需求为牵引,研究需求背后的科学问题与形成机理,积极组织力量进行关键技术攻关,解决实际问题;其次,在解决问题的同时,还从产业规律、标准规范和市场现状等非技术角度研究系统性的解决路线。

南方财经全媒体:深圳市人工智能与机器人研究院的英语缩写是“AIRS”,为什么会有一个“S”?

丁宁:AIRS的“AIR”指的是人工智能与机器人(AI and Robotics),而最后一个字母“S”则寓意“ for Society”,代表着研究院想要通过技术为社会服务的愿景。“ for Society”体现在两个层面:关注人与城市的健康以及可持续发展。

AIRS在关注人的健康方面开展了多个研发项目,如由AIRS王潇朴博士与苏黎世联邦理工学院Bradley Nelson教授联合开展的国际合作项目“生物医用无线操控微纳米机器人”。近年来,微纳米机器人在诊断、治疗等方面展现出极大的应用潜力,未来必将给医疗行业带来巨大改变。然而,目前的研究进展离实际临床应用还有一段距离。AIRS该合作项目则希望通过对微纳米机器人开展设计、制备、操控等方面的研究,全面推进其发展,加速其临床应用。

AIRS还参与研发了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,截至6月14日,已完成634人次临床前志愿者测试,一次性采样成功率达85%,二次成功率超过92%;机器人采集获取的样本量经检验中心验证与资深医护人员人工采集效果相似,达到高精度检测标准。此外,AIRS还有“新一代肺部介入诊疗一体化手术机器人系统”等围绕人的健康开展的研发项目。

在城市健康方面,AIRS也把城市当做一个“生命体”来看待。研究院副院长黄建伟教授负责的“智能低碳”项目,提出AIRS 碳中和创新方案——通过AI 赋能大规模分布式低碳系统来加速碳中和进程,主要立足低碳经济、能源产业、交通产业等3个方面,如利用AI技术科学计量碳排放,合理引导碳市场,保护碳交易隐私,为企业提供碳排名,构建健康高效的碳交易生态;高效利用可再生能源,优化分布式储能设备及利用电动车辅助调动,助力实现能源低碳管理等。

此外,还有面向桥梁、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,也在围绕城市健康与可持续发展方向开展研究与应用。

难题:产学研评价体系不统一

南方财经全媒体:尽管是一个基础研究机构,但AIRS也有着自负盈亏的目标,政府给了AIRS五年建设期,目前自负盈亏的目标实现得如何?

丁宁:这几年AIRS也一直在为实现自负盈亏的目标,进行机制构建、技术储备,及外部合作市场渠道铺垫。我们不是在一个舒适的环境里做纯理论研究,而是要以应用为驱动,帮助行业解决实际问题,并从市场回报来体现技术价值,这是应用研究。

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,这是我们理解的应用基础研究。

南方财经全媒体:从技术成果到商业化落地环节,面临着哪些困难?

丁宁:产学研融合的周期比想象的要长,过程也比想象中困难很多。“产学研”几个字放在一起,好像我们走出校园,跟企业家谈谈需求,做做项目,就建立起来了,但其实很难。产学研评价体系的不统一,是技术商业化落地的大障碍。

首先是在产业层面,产业、企业的评价体系是由市场决定的。很多企业追求现成的、可直接拿来用的技术,但实际情况是高校、科研机构的成果远未成熟,企业和社会资本也无法投入足够的时间、资金、资源来让技术得到充分的迭代、试错和成本控制。

其次在高校层面,高校以原始创新、学术成果、学术价值等为评价体系。比如,一位教授的科技创新体现在完成论文发表、获得同行评议、在学术界获得认可,至此他的工作就基本结束了。这位教授会迅速地开始下一个创新课题的研究,而很少继续推动之前那项成果继续迭代和成熟,因为这类工作很难拿出符合学术评价体系的成果。从学术到产业的转化过程,缺乏相应的评价体系,且这个转化过程投入大、风险高,做转化的人员既没有名也没有利,往往是依靠情怀支撑。所以高校现存的评价体系无法支撑学术创新在市场上落地,成为产品进行销售。

而应该更多承担转化职能的科研机构大多沿用高校的评价体系,因此转化成果并不显著。

探索:直面科技成果转化的“死亡之谷”

南方财经全媒体:AIRS如何跨越从基础研究到商品化的“死亡之谷”,有没有探索出一条产学研结合的路径?

丁宁:在机制构建层面,AIRS在未来产业孵化方面已与深圳市达成了统一,共同探索合理、合规、合法地孵化创新成果,在机制保障上进行更加符合市场规律的设计。

在能力建设方面,AIRS属于应用驱动型的基础研究机构,工程人员和研究人员比例达1:1。通过全球化招聘,研究人员多来自海内外高校及科研机构,具备深厚的科研实力,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。

在具备上述交付能力和市场响应速度后,企业才会愿意与AIRS合作。但由于存在产学研三方评价体系不统一的问题,AIRS在选择行业、企业、客户时,会倾向有能力支持技术创新和研发,以及具有前瞻性视野的合作伙伴,来共同组织资源将成果落地,解决行业的“卡脖子”难题,推动产业优化升级。

南方财经全媒体:目前AIRS有哪些研究项目已经成熟,能够放到市场上去赋能产业?

丁宁:AIRS目前已实现成果落地应用的项目有桥梁斜拉索检测机器人、工业级多机器人协同调度系统等。其中,桥梁斜拉索检测机器人CCRobot是AIRS产学研合作的一个典型案例。

这个机器人的研发初衷来自2018年港珠澳大桥建成通车,这是对大湾区至关重要的一个大型基础设施。我们当时就想如何把机器人技术用在它的长期运维中?

从现实中找到实际需求后,我们争取到深圳市基础研究重点项目等的支持,在立项前两年完成了核心技术难题攻关,然后迅速和一些龙头企业合作,探索产品化的转化工作,如招商局重庆交通科研设计院有限公司、重庆万桥交通科技发展有限公司以及广西交投等。

按理来说三年的科研项目验收后,我们的工作就结束了。但我们主动向企业继续推进,希望能够实际使用,企业也主动往我们这边走,对我们提出更高的要求,继续相向而行,让我们对这个领域的问题理解更为深入,我们也进而获得了科技部国家重点研发计划以及广东省基金重点项目的支持。

目前,我们研发的桥梁斜拉索检测机器人已在浙江丽水、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,进行设备设施的巡检测量、局部修补、应急抢险与退役破拆等作业。

桥梁斜拉索检测机器人已实现多次更新迭代,第4代 CCRobot-IV的重量不到10公斤,爬行速度最高可达5米/秒,检测速度达10-30米/分钟,平均检测一根缆索时间仅需20分钟左右,大大提升了检测效率。

我们也将继续提高桥梁斜拉索检测机器人的产品化程度,并将以这个项目为参照,开展全桥多场景的多机器人协作式检修机器人系统,也鼓励其他科研项目组从行业需求出发,选择较务实的创新研究方向,也让团队相信从看起来普通的工程问题中也能挖掘出具有极高学术价值的研究方向。

作为政府支持的平台,AIRS有责任承担这样的社会职能:去直面“死亡之谷”,探索其中的转化规律,形成成功的路径,我想这也是为社会服务“AI+R for Society”的一种方式。

(作者:曹媛 编辑:王帆)