给飞机、核电站量身定制“体检”探头,他如何衔接高校和市场两套话语体系

财富   2024-12-04 22:34   上海  



2024.12.04

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导读我国高校发明专利实施率为16.9%,其中产业化率仅为3.9%。这也让创业过程中的叶朝锋深有体会,“以前做科研只要证明原理,但做产品要满足客户预期,要对标全世界最好的产品”。


作者 | 第一财经 金叶子



不管是核电还是航空航天,这些领域的大型设备运行久了难免会出现一些降质缺陷,而电磁阵列成像能快速检出微小缺陷,排除安全隐患。上海科技大学副教授、研究员叶朝锋和他的团队正是从事这个前沿技术领域的研究。

在上海科技大学信息科学与技术学院地下一楼的实验室里,叶朝锋向第一财经展示了他们的检测设备——关上层层屏蔽门,戴上安有十多个传感器的头盔,就能进行脑磁测量,并通过绘制的图像为包括阿尔兹海默症等患者提供帮助。除了“地下实验室”,位于三楼的“精密传感与智能检测实验室”里,有更多种不同口径和材质的探头,能在不同场景下帮助大型设备关键结构“体检”。

“从高铁、航空航天再到核电站,这些领域都存在各种各样的管道,就好比我们人体里的血管,如果工作久了,这些管道或多或少会有一些缺陷,这就需要定期检测,和我们用内窥探头做体检是一个道理。”叶朝锋接受第一财经记者专访时说。

值得注意的是,传统的探头往往只能做定性的判断,但他们研制的探头,能够输出C扫描图像,直观地看见哪个位置有异常,方便决策者为设备做寿命的评估,更加经济高效地实现安全管理。尤其是随着工业转型升级发展,整个工业体系对结构的可靠性、安全性等要求也会越来越高,这也对检测的分辨率、灵敏度提出了更高要求。

小探头的大作用

作为一个EE(Electrical Engineering,电子/电气工程)专业的学生,叶朝锋在清华大学攻读硕士期间,就开展了电磁领域的学术研究;2017年他回国入职上海科技大学,创建了“精密传感与智能检测实验室”。目前,该实验室研究方向包括磁传感器研发与应用、电磁无损检测、生物弱磁测量、智能信号/图像处理等,研发了多款在市场应用的检测探头。

在位于三楼的实验室,叶朝锋介绍新研发的小管径柔性阵列探头时说,该探头可以在确保检测精度的同时达到一次检测成像效果,兼顾了检测灵敏度与成像精度,能检测到最小2mm*0.1mm*0.2mm的任意方向外壁缺陷,能在最先进的核电机组检测中应用,同时还将应用于航空航天、氢能源设施、新能源电池等领域。

作为控制产品质量和维护设备安全的重要技术手段,电磁阵列成像探头能快速检出亚毫米量级的微小缺陷,准确定位和量化金属样品中的缺陷,被广泛应用于航空航天、高速铁路、压力容器、能源设施和精密制造等关键领域的结构健康检测,相比传统探头,具有成本低、噪声小、电路结构简单等优点。

“我们这个方向还是发展很快的。比如说量子传感技术,能用于极弱磁的测量,像是测量大脑思考时产生的磁场,然后做便携式、可穿戴式的脑磁测量设备。另外一个是极弱磁测量,在磁异物探测、磁异常检测这样的应用发展都很快。”叶朝锋介绍。

除了量子传感技术,人工智能技术在电磁传感领域的应用也是一个重要的方向,因为它一方面可以使检测过程更加智能化;另一方面是检测获得信号图像之后,需要做反演重构,人工智能技术可以很好地帮助用户去重构信号,获得决策者能直观看见的三维结构图像。

“比如像检测一架飞机,有了人工智能技术的话,我不需要每个部位或者每个结构都去检测,可以更科学、更智能地去规划需要的检测。另外一个就是在获得检测数据图像之后,用户如果想知道具体的结构健康状态,人工智能技术可以直接给用户一些量化的结果,以可视化的方式给用户呈现出来。”叶朝锋说。

从实验室走向市场

除了大学教授、研究员的角色,两年前,叶朝锋又新增了一个身份:公司创始人。2022年之前,叶朝锋一直在高校学习、做科研,虽然也涉及产业化项目,但更多以科研形式在做。在上海科技大学技术转移办公室(OTT)的鼓励、支持和引荐下,2021年,叶朝锋投身创业。

“我人生中的第一份BP(商业计划书)就是投给了上海长三角技术创新研究院和上海市宝山区。”他告诉记者,长三院和宝山区推行的“拨投结合”和“先投后股”的项目孵化机制,对于他们这类短期看不到收益的前沿技术尤其重要,如果项目完成既定研发任务,但未如期获得市场化资金投资,项目结题验收,“宽容失败”,重要的是他们还拥有充分的成果转化自主权。

叶朝锋说:“开始是我们上海科技大学技术转移办公室的老师带着几个课题组去长三院做交流,后来长三院负责这块的技术经理人就和我取得了联系,进一步交流,经过他们严格的评审考察之后,才给了我们支持。”

虽然高校院所是科技成果产出的重要来源,但是实验室的成果往往不能直接拿去用,要经过不断试错、迭代才能成功转化。尤其是当科研人员走上创业之路,把自己的科研成果转化成生产力时,会遇到例如成果与知识产权的问题、资金问题、企业建设和经营管理的问题等。

此前出版的《2022年中国专利调查报告》显示,我国高校发明专利实施率为16.9%,其中产业化率仅为3.9%。美国高校专利转化率达50%。这也让创业过程中的叶朝锋深有体会,“以前做科研只要证明原理,但做产品要满足客户预期,要对标全世界最好的产品”。

任玉明/摄

如何平衡和划分教授和企业创始人之间的职责范围,在他看来,这是一个连贯的整体。“我希望能把基础研究到实现产品化的应用整条通路都打通,从‘0到1’从‘1到10’。我们在学校还是负责前期的概念验证比较多,保证研发能力,后续产业化工作交给公司专业的团队运营。”

这种运行机制,也需要政府和高校的支持。在上海科技大学,学校一方面积极推动科研成果产业化,另一方面也为师生创办企业做好保障。教授搭台、毕业生唱戏、具有创业能力的产业人员负责运营的这种模式让上科大成功孵化了诸多科技公司。

自上海科技大学2019年设立技术转移办公室以来,衍生出采用上科大技术的科创型企业50余家,获得社会资本的早期投资超18亿元,目前有约30%初创企业正在首轮融资。《中国科技成果转化年度报告2022(高等院校与科研院所篇)》显示,上海科技大学以过亿元合同数量位居全国高校第一、专利许可合同总金额位居全国高校第一。

“我们团队有很多研发人员包括CTO曾是实验室的学生,他们会更了解和熟悉这个领域的痛点难点。”叶朝锋透露,他们公司已经与核电、电网、新能源厂商等签订了合作协议,“今年在研发上我们会有3款产品定型”。

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