人民網(wǎng)長沙9月30日電 （記者林洛頫） 將藥片從盒中取出靠近檢測儀器，一束光隨即照射其表面。幾秒鐘后，屏幕上便出現(xiàn)一組檢測數(shù)據(jù)，藥品的相關(guān)成分信息清晰呈現(xiàn)。過去需要專業(yè)人員經(jīng)過較長時間培訓(xùn)才能操作的復(fù)雜儀器，正在嘗試變得更加“聰明”。

一束光，如何“看見”物質(zhì)？光與物質(zhì)相互作用后會產(chǎn)生具有特征性的光譜，就像物質(zhì)留下的“指紋”，光譜儀器據(jù)此對物質(zhì)進行識別、分析和檢測。如今，這項技術(shù)正從科研實驗室走向更多產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場，國產(chǎn)高端光譜儀器也在加快突破關(guān)鍵技術(shù)，拓展應(yīng)用邊界。

在長沙，國產(chǎn)高端光譜儀器企業(yè)奧譜天成正加快人工智能與光譜技術(shù)融合，研發(fā)能夠自動進樣、自動判斷檢測范圍、自動對焦調(diào)參、自動測量分析并生成報告的全智能光譜儀器。公司董事長劉鴻飛介紹，結(jié)合人工智能技術(shù)研發(fā)的全自動檢測光學(xué)儀器預(yù)計今年年底推出。

從突破關(guān)鍵核心技術(shù)，到讓光譜儀器走進工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等更多場景，再到探索人工智能賦能高端儀器，奧譜天成的發(fā)展路徑，也是國產(chǎn)高端光學(xué)儀器企業(yè)持續(xù)提升自主創(chuàng)新能力、拓展應(yīng)用邊界的一個縮影。

光譜儀器被形象地稱為“科學(xué)家的眼睛”。通過分析光與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的光譜信息，可以識別物質(zhì)成分并進行定量分析。長期以來，高端科研儀器領(lǐng)域存在較高的技術(shù)門檻，核心部件、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用能力成為企業(yè)需要持續(xù)攻克的難題。

2015年，劉鴻飛從海外回國創(chuàng)辦奧譜天成，將高端光譜儀器自主研發(fā)作為企業(yè)發(fā)展的方向。如今，公司已形成以拉曼光譜儀為核心，覆蓋光纖光譜、高光譜成像、近紅外、地物光譜等多個方向的產(chǎn)品體系，產(chǎn)品應(yīng)用延伸至科學(xué)研究、半導(dǎo)體、新能源、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、公共安全等領(lǐng)域。

“對于高端科學(xué)儀器而言，核心技術(shù)突破只是起點，光譜技術(shù)最終還是要解決實際問題。”劉鴻飛說，公司研發(fā)主要圍繞行業(yè)痛點展開，前期通過市場調(diào)研明確研發(fā)目標(biāo)，使研發(fā)成果能夠更好地轉(zhuǎn)化到具體應(yīng)用中。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，光譜檢測可以用于晶圓加工過程的實時、無損監(jiān)測，通過特征譜線變化判斷相關(guān)工藝情況；在新能源電池生產(chǎn)中，光譜儀器可對電極涂層進行非接觸式檢測，并嵌入生產(chǎn)線開展動態(tài)監(jiān)測；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，高光譜、近紅外等技術(shù)可用于作物生長狀況、病蟲害以及水果糖酸度等指標(biāo)檢測；在環(huán)境保護領(lǐng)域，相關(guān)儀器可以用于水體污染監(jiān)測；在公共安全領(lǐng)域，便攜式拉曼光譜儀則可用于藥品、化學(xué)品等物質(zhì)的快速識別。

一個明顯變化是，光譜儀器的研發(fā)正在越來越深入具體應(yīng)用場景。同樣是無人機載的高光譜設(shè)備，監(jiān)測農(nóng)業(yè)和監(jiān)測河道污染，算法和應(yīng)用都不一樣，這就需要做應(yīng)用領(lǐng)域的細分研發(fā)。只有圍繞產(chǎn)業(yè)“痛點”開展研發(fā)，才能讓產(chǎn)品不斷拓展應(yīng)用場景的重要路徑。

這也讓光譜儀器研發(fā)從單純的硬件制造，進一步延伸至算法、軟件和行業(yè)應(yīng)用。企業(yè)需要先找到產(chǎn)業(yè)痛點，再確定技術(shù)路線和產(chǎn)品形態(tài)，并針對不同應(yīng)用場景進行細分研發(fā)。由此，實驗室中的一項技術(shù)，才能進一步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)線上的檢測設(shè)備、無人機上的載荷，或者現(xiàn)場快速檢測儀器。

支撐這些產(chǎn)品不斷迭代的，是一套覆蓋基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用算法的研發(fā)體系。劉鴻飛介紹：奧譜天成研發(fā)人員超過200人，占員工總數(shù)65%以上，研發(fā)投入約占營收的30%。企業(yè)將研發(fā)劃分為三個層次：一是前沿技術(shù)平臺研發(fā)，夯實基礎(chǔ)技術(shù)；二是圍繞風(fēng)電、機器人、車載、無人機等不同載體開發(fā)產(chǎn)品形態(tài)；三是針對具體行業(yè)開展應(yīng)用算法研發(fā)。

目前，公司已在廈門、長沙、武漢、徐州布局研發(fā)中心，分別側(cè)重光電核心模塊及基礎(chǔ)研究、高精度高性能儀器檢測及農(nóng)業(yè)食品應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用和環(huán)境保護等方向。在這些研發(fā)中心中，長沙成為企業(yè)持續(xù)加碼的重要布局。

“在長沙，國防科大、中南大學(xué)、湖南大學(xué)等高校為科創(chuàng)型企業(yè)提供了大量青年人才。”劉鴻飛介紹，企業(yè)將研發(fā)中心布局長沙，既有個人的家鄉(xiāng)情結(jié)，也綜合考慮了當(dāng)?shù)乜平倘瞬刨Y源和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境。

在他看來，高端儀器研發(fā)是一項長期投入，既需要高水平人才，也需要具有競爭力的創(chuàng)新成本。面對行業(yè)競爭，企業(yè)必須把有限資源更多投入研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新，通過更高效的研發(fā)組織和更精準(zhǔn)的人才引進，形成自身競爭力。

各地的不同研發(fā)團隊則圍繞基礎(chǔ)技術(shù)、儀器產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)需求協(xié)同推進，使技術(shù)突破能夠更快轉(zhuǎn)化為具體產(chǎn)品，也讓不同產(chǎn)業(yè)場景中的需求進一步反哺技術(shù)研發(fā)。

這種研發(fā)模式背后，是國產(chǎn)高端科學(xué)儀器競爭邏輯的變化。過去，國產(chǎn)儀器更多需要解決“有沒有”的問題；隨著核心技術(shù)不斷突破，企業(yè)還需要回答“好不好用”“能不能適應(yīng)不同場景”以及“能不能參與國際競爭”等問題。

與此同時，奧譜天成的市場版圖也在發(fā)生變化。公司產(chǎn)品已出口70多個國家和地區(qū)，海外銷售占比約37%。從滿足國內(nèi)市場需求到進入海外市場，國產(chǎn)儀器面對的已不只是進口替代意義上的競爭，還要接受不同市場對產(chǎn)品性能、應(yīng)用適配和服務(wù)能力的檢驗。

“奧譜天成的光學(xué)儀器競逐全球市場，主要靠持續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新驅(qū)動。”劉鴻飛說道。

從核心模塊到整機，從單項技術(shù)到應(yīng)用系統(tǒng)，再從國內(nèi)市場走向海外市場，持續(xù)研發(fā)成為企業(yè)不斷擴大市場邊界的重要支撐。對于技術(shù)密集型科學(xué)儀器而言，市場需求本身也在不斷變化，儀器的性能、體積、使用方式以及數(shù)據(jù)處理能力都需要持續(xù)迭代。

而下一輪變化，正在人工智能與光譜技術(shù)的結(jié)合中展開。

過去一些復(fù)雜儀器需要專業(yè)人員經(jīng)過較長時間培訓(xùn)才能熟練操作。如今，奧譜天成正研發(fā)新一代全智能光譜儀器，探索讓儀器自動完成進樣、判斷檢測范圍、對焦調(diào)參、測量分析并生成報告，相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計今年年底推出。

如果說此前的技術(shù)突破解決的是“儀器能不能自主做出來”，那么AI的加入，則在探索“儀器能不能自己完成更多工作”。人工智能正在從輔助分析逐步進入檢測流程，有望將更多專業(yè)經(jīng)驗和操作流程沉淀到儀器和軟件系統(tǒng)之中，進一步降低高端科學(xué)儀器的使用門檻。

從一束光照向一片藥片，到進入半導(dǎo)體、新能源、農(nóng)業(yè)和環(huán)境等產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場，再到走向海外市場，光譜技術(shù)不斷拓展著“看見”物質(zhì)的邊界。對國產(chǎn)高端科學(xué)儀器企業(yè)而言，突破關(guān)鍵核心技術(shù)只是基礎(chǔ)，圍繞產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)研發(fā)、建立體系化創(chuàng)新能力，并在全球市場中接受檢驗，才能讓自主創(chuàng)新成果真正轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐。

如今，AI與光譜技術(shù)的融合又打開新的想象空間。國產(chǎn)高端光譜儀器正在從核心技術(shù)、產(chǎn)品研發(fā)向智能化應(yīng)用持續(xù)延伸，讓曾經(jīng)復(fù)雜的科學(xué)檢測更加便捷，也讓一束光能夠進入更多生產(chǎn)生活場景。“讓中國人用自己生產(chǎn)的高端科研儀器，讓世界用中國人生產(chǎn)的高端科研儀器。”劉鴻飛說。