數(shù)字孿生新用法，做AI的加速器——訪跨維（深圳）智能數(shù)字科技有限公司創(chuàng)始人賈奎

自成立以來，跨維智能致力于將先進(jìn)的三維幾何深度學(xué)習(xí)技術(shù)賦能機(jī)械臂柔性操作等垂直領(lǐng)域，為客戶提供AI視覺算法、3D智能相機(jī)及高性價比的軟硬件一體化三維視覺解決方案，讓機(jī)器人以靈活主動的方式完成復(fù)雜環(huán)境下基于三維視覺的定位、識別、引導(dǎo)等任務(wù)。

近日，記者有幸邀請到跨維（深圳）智能數(shù)字科技有限公司創(chuàng)始人賈奎（博士）做客《機(jī)器視覺》雜志，深入了解到跨維智能3D視覺解決方案區(qū)別與傳統(tǒng)AI+3D視覺解決方案的優(yōu)勢所在。

M：MACHINE VISION

J：賈奎

M： 賈博士您好，AI技術(shù)可賦能的領(lǐng)域眾多，為什么您會帶領(lǐng)跨維選擇了“以AI技術(shù)助力3D視覺賦能機(jī)械臂完成柔性操作感知”這一細(xì)分領(lǐng)域？

J：AI領(lǐng)域涵蓋面非常廣闊，從計算機(jī)視覺、自然語言處理、語音識別等都屬于AI領(lǐng)域，我從2000年開始就深耕于計算機(jī)視覺這個細(xì)分領(lǐng)域，在多年的研究中，也積累了相當(dāng)?shù)难芯砍晒?。?D視覺因為有著模仿人眼、在物理空間形成立體視覺的優(yōu)勢，成為了計算機(jī)視覺中最底層的訴求。從2015年開始，我主要專注于3D視覺領(lǐng)域，將AI技術(shù)結(jié)合到3D視覺中的應(yīng)用當(dāng)中。這項研究放眼當(dāng)時的整個國際學(xué)術(shù)圈，都是較為領(lǐng)先的存在。

在AI技術(shù)助力3D視覺的眾多分支應(yīng)用中，經(jīng)過綜合考量，賦能機(jī)械臂完成相關(guān)柔性操作感知是可落地性與商業(yè)變現(xiàn)周期較短的。而且工業(yè)智能制造的大多場景都是半開放的環(huán)境，通過AI技術(shù)助力3D視覺，可以從根本上改變以往機(jī)械臂柔性操作在傳統(tǒng)方案中的固有缺陷。從長遠(yuǎn)出發(fā)，這樣的產(chǎn)品形式能夠改變當(dāng)前自動化產(chǎn)線的設(shè)計思路，以搭積木方式實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)線的自動化，也能夠把自動化推向智能制造的新階段。

M： 在跨維智能成立的有限時間里，卻迸發(fā)出了無限的潛力，可以分享一下貴司核心技術(shù)嗎？

J：從底層出發(fā)，跨維智能核心技術(shù)是Sim2Real AI云中臺DexVerse。行業(yè)中絕大部分的AI技術(shù)，還是傳統(tǒng)意義上的圖像的識別、理解、語義分割等圖像層面上的。而3D技術(shù)本身解決的是三維物理空間中的問題，對物體的空間位置進(jìn)行感知定位，并完成相關(guān)操作。而跨維的云中臺DexVerse是一款新型的AI平臺，它可以通過打通物理仿真、數(shù)據(jù)合成、AI 設(shè)計與訓(xùn)練、模型軟硬件部署的閉環(huán)，建立 Sim2Real 虛擬空間與現(xiàn)實空間的映射關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對機(jī)械臂柔性操作、機(jī)器人感知與控制等任務(wù)的AI賦能。

例如，機(jī)械臂如何將桌面上的水杯拿起這樣的操作，在人類的感知中似乎是非常輕而易舉的，但在機(jī)器的眼中，這是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程。首先需要解讀的是杯子放在桌面上，距離機(jī)械臂的距離是多少？高度是多少？其次世界上杯子千變?nèi)f化，杯子形態(tài)變換后，機(jī)器是否還能認(rèn)出這是一個杯子？機(jī)器如何去應(yīng)對形態(tài)、顏色、大小均各異的“杯子”？

機(jī)械臂在跨維云中臺DexVerse的助力下，通過物理仿真與數(shù)據(jù)合成，可以訓(xùn)練出機(jī)械臂拿起水杯所需要的各種數(shù)據(jù)，去支持機(jī)械臂實現(xiàn)對目標(biāo)物體后續(xù)的抓取、定位、上下料、拆垛等操作。通過仿真空間中模擬物體之間的相互作用、運動和變形，以預(yù)測真實世界中的物理行為，并合成虛擬數(shù)據(jù)用于深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練。

M：為何Sim2Real AI是實現(xiàn)3D視覺大模型和通往垂直場景AGI高效且低成本的重要技術(shù)？

J：跨維智能Sim2Real AI云中臺DexVerse所使用的AI技術(shù)，相比起基礎(chǔ)的圖像理解，是跨維度的難度躍升。首先三維數(shù)據(jù)的獲取本身相比二維數(shù)據(jù)就難得多，工業(yè)場景中的三維數(shù)據(jù)由于開放多變的場景及隱私保護(hù)導(dǎo)致海量真實數(shù)據(jù)采集難上加難，而且針對各種corner cases的真實數(shù)據(jù)難以有效獲取。其次是現(xiàn)階段的AI技術(shù)從數(shù)據(jù)獲取到AI模型訓(xùn)練，再到垂直的應(yīng)用場景，這之間由于技術(shù)與應(yīng)用的分離，導(dǎo)致模型的應(yīng)用效果不太理想。在工業(yè)領(lǐng)域眾多場景里，就會形成數(shù)據(jù)孤島，從數(shù)據(jù)與知識上難以互通利用。最后是現(xiàn)有AI技術(shù)的標(biāo)注難題，如何實現(xiàn)高精度3D等高維標(biāo)注仍然屬于痛點難題。

基于現(xiàn)有AI所面臨的難題成就了跨維智能的核心產(chǎn)品Sim2Real AI云中臺DexVerse，通過物理仿真合成數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)加速AI在垂直場景中的落地應(yīng)用。

DexVerse對于跨維自身產(chǎn)品的形成也是決定性的，可以以更快速、更低成本、更產(chǎn)品化的方式解決3D視覺助力機(jī)械臂的非標(biāo)定制問題。

M：可以簡單介紹一下跨維智能的系列產(chǎn)品嗎？

J：基于自研的Sim2Real AI云中臺DexVerse，跨維智能構(gòu)建了完善的智能制造軟硬件產(chǎn)品生態(tài)，也就是跨維智能的“1+3”產(chǎn)品體系?！?”是自研的Sim2Real AI云中臺DexVerse，“3”即DexVision3D工業(yè)視覺軟件、DexSense3D工業(yè)智能相機(jī)、DexOne智能視覺一體化設(shè)備。

基于DexVerse所構(gòu)建的DexVision3D工業(yè)視覺軟件：PickWiz 3D視覺引導(dǎo)軟件，可以在仿真空間模擬多樣化場景，并生成大量的合成數(shù)據(jù)。這樣的工業(yè)視覺軟件可應(yīng)用的場景更多樣化，不僅減少了模型重復(fù)搭建的成本，而且最終識別效果優(yōu)于真實數(shù)據(jù)，并且模擬的多樣化場景也使視覺系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率大幅提升。

DexSense 3D工業(yè)智能相機(jī)：XEMA北極鷗系列開源相機(jī)，它可以支持一鍵連接跨維 PickWiz 3D視覺引導(dǎo)軟件的，搭載上DexVerse云平臺，可實時收集真實數(shù)據(jù)，不斷在云端優(yōu)化視覺算法。如果DexVerse云平臺是大腦，那么DexSense 3D工業(yè)智能相機(jī)就是眼睛，好的成像能力可以減輕大腦的負(fù)載壓力，這也是跨維智能自研相機(jī)的初衷。

最后，DexOne 智能視覺一體化設(shè)備，是跨維智能布局引領(lǐng)智能智造領(lǐng)域范式改變的重要一步。該設(shè)備也是基于自研的 DexVerse 平臺，通過深度域適應(yīng)優(yōu)化算法實現(xiàn)整個流程的自動化，針對工業(yè)場景中的痛點進(jìn)行模型設(shè)計，滿足工業(yè)現(xiàn)場落地需求。以3D視覺引導(dǎo)機(jī)械臂對物料進(jìn)行上下料抓取，搬運，替代傳統(tǒng)人工作業(yè)抓取搬運，有效提高產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，產(chǎn)能提高20%以上；同時，該項目機(jī)器人為模塊化架構(gòu)，針對未來不同的產(chǎn)品工藝，具有更高兼容性，可觸及更多更廣的生產(chǎn)范圍，以滿足客戶日益增長的柔性化需求。

M: 作為公司自研的Sim2Real AI云中臺DexVerse，您可以談?wù)勎磥砉净贒exVerse的產(chǎn)品研發(fā)規(guī)劃嗎？

J：基于我們自研的Sim2Real AI云中臺DexVerse所能夠支撐的，其實不單是機(jī)械臂、智能制造相關(guān)的應(yīng)用，更是服務(wù)泛機(jī)器人底層AI能力形成的加速器。無論是幫助具身智能去感知3D定位，還是去幫助無人車做導(dǎo)航和物體識別，它都是一款非常不錯的AI能力平臺，3D合成數(shù)據(jù)還有機(jī)會賦能3D AIGC、AI生物制藥、AI新材料等更廣泛的領(lǐng)域。

M：自公司成立以來，貴司一直致力于推動3D視覺引導(dǎo)機(jī)械臂柔性操作領(lǐng)域的普及化應(yīng)用，請問在這個方向上取得了哪些成果？

J：“3D視覺+智能相機(jī)+機(jī)械臂”是未來自動化新型應(yīng)用重要的載體。目前，在國內(nèi)自動化產(chǎn)線智能制造的升級過程中，這樣的新型應(yīng)用載體隨處可見?；谑袌鲂枨?，我們在產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用探索上也一直走在行業(yè)的前沿，迄今為止，我們已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，比如在3D視覺解決方案產(chǎn)品迭代方面，我們推出了四大解決方案，包含：3D視覺引導(dǎo)淺框無序抓取、3D視覺引導(dǎo)單目標(biāo)精定位、3D視覺引導(dǎo)工件上下料、3D視覺引導(dǎo)拆垛解決方案等； 在應(yīng)用場景探索落地方面，我們也跟諸如汽車零部件、工程機(jī)械、家電、光伏新能源和物流等行業(yè)內(nèi)的眾多頭部集成商客戶成功落地了多種應(yīng)用場景，實現(xiàn)了行業(yè)應(yīng)用從0到1的突破。

M：在未來幾年內(nèi)，您對那些應(yīng)用行業(yè)比較看好？

J：機(jī)器視覺對于提高工業(yè)機(jī)器人的靈活性和可操作性具有重要意義，在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，3D視覺助力機(jī)器人實現(xiàn)更多高精度動作，拓寬其應(yīng)用場景，也大大提高了生產(chǎn)效率和柔性化程度。目前來說，物流、金屬加工和汽車零部件等行業(yè)，已經(jīng)成為開始規(guī)?；瘧?yīng)用3D機(jī)器視覺的幾個主要應(yīng)用市場，另外，家電、醫(yī)療、光伏新能源等多個更大體量的市場也在啟動機(jī)器視覺對于自動化產(chǎn)線的升級改造。未來，更大的市場機(jī)會也將來自于上述工業(yè)市場的商業(yè)類應(yīng)用。