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IHS智触创始人唐宙明:触觉技术的普及,是元宇宙发展的关键所在

近几年,AI机器人、元宇宙、虚拟现实等概念层出不穷且备受瞩目,这些概念对于大多数人而言曾经那么陌生,如今却慢慢出现在人们日常的生产、生活中,例如一款手机游戏、一次手术培训都离不开元宇宙技术。

文/九木

编辑/也行

校对/子蕊

策划/Eason

近几年,AI机器人、元宇宙、虚拟现实等概念层出不穷且备受瞩目,这些概念对于大多数人而言曾经那么陌生,如今却慢慢出现在人们日常的生产、生活中,例如一款手机游戏、一次手术培训都离不开元宇宙技术。

在元宇宙技术应用方面,视觉和听觉均已普遍使用,而触觉技术却是一个短板。对于人体而言,触觉是最基础的一种感知功能,触觉技术的难点在于测量的维度多样化,比如人类接触一个物体时,触觉会反馈物体的材质、形状和温度等感知信息。

那么对于元宇宙相关技术中,如何才能复现人类的“触觉”?未来触觉技术可以应用到哪些场景中?有哪些企业已经躬身入局?他们的产品进展和商业化情况如何?

第一新声关注到,国内有一家专注机器人触觉技术及其应用开发的机器人科技公司——IHS智触,它拥有硬件和软件直至核心算法的全部知识产权,目前致力于机器人触觉技术平台的开发并应用在医疗机器人领域。成立5年时间,经历4个阶段的打磨,产品已经量产且实现商业化。

近日,IHS智触更是完成了天使+轮、战略投资两轮千万级融资。截止目前,公司已经获得4轮融资,投资方包括徕木股份、路友创投、元真创投、红秀资本、洪泰智造及天使投资人费革胜等。

为此,第一新声专访了IHS智触创始人唐宙明和投资人元真创投创始合伙人赖润伟,通过对IHS智触的创业背景、发展历程、产品模式和价值观的研究,为大家解密公司的成长之道,并且从创业故事中了解唐宙明对触觉技术的伟大愿景和理想。

01创业前:十余年沉淀,具备理论知识、实战经验

经过几十年的发展,机器人领域的计算机视觉和图像传感器等技术取得了巨大进步,触觉相关技术也正呈倍数成长。

根据公开数据显示,到2026年,全球触觉技术的市场规模将达到100亿美元。目前,触觉技术已在各类电子设备、元宇宙、汽车、医疗保健等诸多行业场景拥有广泛用途。例如在各种游戏控制设备、智能手机、智能手表等主要电子产品中都能看到,每年涉及触觉执行器硬件及相关技术的设备多达十亿量级,并且应用触觉技术的设备数量每年仍在显著增长。

此外在医疗领域,IHS智触真正地实现了商业化落地,研发出了“依多训”内镜手术教培机器人。该设备亮点在于结合了机器人触觉、VR、AI、云计算等众多技术,可以让医生在短时间内高效地进行消化系统的模拟手术培训,通过高精度的触觉技术,能够帮助其更快地掌握手眼一体并形成肌肉记忆的能力。旨在打破低效的传统教培模式,为用户带来系统化、精确化、数量化的手术仿真教学培训。

当把时间拨回16年前,彼时触觉技术在全球市场上的产业还未成熟,都处于科研阶段,而当时的IHS智触创始人唐宙明也还是一名在校大学生。

“因为我对机器人非常感兴趣,所以从本科到研究生都是学习与之相关的专业,本科学习电子工程专业,毕业设计就是一个机器人,也因此获得申请读研的机会。”唐宙明回忆了创业前十余年的经历,主要分为4个阶段。

第一阶段,2007年9月,唐宙明来到西蒙弗雷泽大学工程科学学院继续深造,专业是机器人技术与控制工程 (SFU&UBC 联合办学项目)。期间,唐宙明不仅掌握了学术知识、软件开发能力、业界人脉,也对触觉技术商业化和市场等方面有了较深的认知、理解,为之后实战奠定了理论基础。

2010年9月,唐宙明毕业,由于当时全球的触觉技术处于萌芽期,商业化模式和各方面条件均未成熟,为了深入对行业的了解,决定进入职场锻炼。

“最深的体会是触觉划分了很多细分领域,只在虚实交互、VR方面的结合比较紧密。当时各大实验室里普遍做的实验是在VR之上虚拟数字孪生的数字场景,但距离商业化很远,技术处于非常早期的阶段,市面上未有特别成型的VR或者触觉公司。”唐宙明说道。

第二阶段,2011年2月-2017年11月,唐宙明前后加入HP惠普旗下的泰瑞蒂斯公司(加拿大,Teradici Corporation)以及美国微芯Microchip公司工作,专职负责系统芯片验证及设计。

“当时我深度参与到全球前沿云计算协议系统处理器SOC(系统级芯片)架构设计及验证,工作内容包含完整系统芯片设计、生产、验证全过程的大部分内容。期间我接触到了芯片底层的设计,协议架构与通信模块之间的固件设计、驱动设计等。”唐宙明介绍,“直到2016年10月的这5年时间里,我不仅具备了软件和硬件的开发能力,构建芯片完整底层逻辑和框架体系,也为未来创业进行触觉系统的软硬件全栈开发打下了坚实的实战经验。”

第三阶段,经过多年实践工作的磨练和沉淀,唐宙明的创业想法在2016年逐渐清晰并开始落地,与同事利用业余时间研发触觉终端等产品,进行创业前的准备。

同年10月-11月,唐宙明从加拿大回中国深圳参加了海归创业大会,从300多个项目中成功拿到路演的机会。巧合的是,在这次活动上,他与元真创投创始合伙人赖润伟有了第一次交际,双方加了微信、交换名片。

“首先,当时路演项目共有10个,唐宙明获得了第二名的好成绩,因此对这个项目有了浓厚的兴趣;其次,彼时全球的VR/AR虽然比较火,但没有真正落地的应用场景,更像是一个泡沫。而他却选择从医疗教学培训的难点切入,产品又结合了触觉、VR、AI、云计算共4种技术,并且产品已经有了Demo样机(我还亲自体验和操作了),并非像其他创业者拿着PPT或一堆概念就想融资。最后,未来半年的接触中,发现他喜欢滑雪,这项运动体现了冒险精神,而这洽洽是创业者需要具备的品质。”赖润伟向第一新声描述了对唐宙明的印象。

第四阶段,2017年10月,唐宙明获得了元真创投500万的天使轮融资,正式从美国微芯Microchip公司辞职创立IHS智触。

这笔资金就像是一场及时雨,让唐宙明埋在心里十年的创业种子得以发芽。

02创业初期:拨开云雾,终见月明

回顾刚创业的前几个月,唐宙明满载信心,充满干劲,做了诸多准备。

一是决定切入国内医疗市场并展开调研。例如拜访了北京清华大学医学院教授&北京清华长庚医院消化中心主任姜泊等多位医疗行业的专家 。

经过与众多专家交流、对触觉技术相关企业进行调研后,最终决定聚焦医疗行业的手术教学培训场景打造机器人,唐宙明表示原因有三个:

首先,创业的初衷想做一件有意义且有挑战的事情,触觉技术必须在应用场景中是核心技术和功能,如果从游戏或其他场景切入,触觉技术是可有可无的。而在医疗培训领域,触觉对于肌肉记忆的培养至关重要,是所有应用场景中对触觉技术要求最高的。

其次,医疗培训场景的机器人不需要直接跟人体作用,也不用获得NMPA医疗设备器械证,商业化周期短,IHS智触约4年多就实现了商业化。而与之类似的手术辅助机器人需要经过临床实验,取得三类器械证等相关证明才能投入市场,研发周期长达8-10年。

最后,触觉技术在医疗手术培训的应用是一片蓝海市场,入局者也不多,产品还未满足市场需求。

“触觉技术的门槛较高,例如触觉终端的机电系统不管是维度、精度,还是与虚拟现实的图形进行结合,都需要有复杂的触觉终端支持,也离不开高还原度的3D建模。2017年左右,国内外就只有三四家比较优秀的触觉技术企业,他们深耕了十几年,但瓶颈也是在这里,技术还是前几代的技术,如果更换不仅仅是软件要革新,所有硬件都要重新来过。”唐宙明分析道。

二是搭建组织架构,开设加拿大和深圳双中心。

“加拿大是研发中心,深圳是生产和市场销售中心,事实证明这个策略是对的。在2018年底,我们拿到了加拿大政府的科研经费支持,每一年有300多万元的经费,目前已累计超过1000万。”唐宙明继续介绍,在国内进行布局,是因为国内医疗资源比较丰富,获取相关数据的效率高,并且当时国内对芯片产业链没有管制,因此在深圳组建了一个团队。未来,国内还会有更多布局,例如数据库、软件内容开发等。

但创业之路并非坦途,除了天时地利外,还需要“人和”。同行者的放弃,让产品研发遭遇压力。

“创业开始,IHS智触团队只有3个人。除了我之外,一位联创是加拿大的同事(A),另一位是国内的朋友(B),但他有本职工作,所以算是兼职。”唐宙明开玩笑称,创业只有2.5个人。

公司成立2年左右,两位联创接连退出。先是B在IHS智触成立8个月后退出,因为要专注于自身的工作,无暇顾及IHS智触;后是A因为身体原因在2019年10月退出。

虽有失落,但不灰心。唐宙明坚持认为触觉技术有巨大的市场前景,在极其困难的情况下保持专注,持续攻克研发难题,并继续寻找新的同行者加入。2018年9月,项目总监邓衢正式入职,拥有10余年医疗项目管理经验,熟练掌握开发项目与医疗资源对接,熟悉医疗行业运作。在计算机软件及硬件方面,出于对项目科研的先进性及对唐宙明本人的信任,公司也持续吸引到资深专家加入。

随着越来越多的“猛将”加入公司,唐宙明对IHS智触的发展有了更多的信心和动力,目前计划2023年团队由20人扩充超过30人。

03历经4个阶段打磨,实现商业化

从一颗创业种子到商业化的初步成功,IHS智触历时5年,经历了4个阶段的打磨。

第一阶段,2018年1月-10月,产品有了架构雏形。整套的触觉回路架构基本实现,包括从底层的机电系统到嵌入式系统,再到底层驱动、虚实结合等。

第二阶段,2018年10月-2019年10月,主要做两件事情:一是把虚拟交互的场景从不可行变的系统替换可行变的系统,即在底层虚拟现实系统构建过程中,粒子网格系统的建模到虚实交互图形进行结合并且完成与硬件交互。二是在硬件方面,从单一的手柄交互拓展到活检交互,并做出设备的Demo样机。

第三阶段,2019年10月-2020年12月,一方面是导航版的设备1.0转型,从导航版的机电系统到手柄的机电系统,其呈现和衍生与之前Demo样机有80%保持相似,其余部分升级;另一方面是Demo样机开始量产。

第四阶段,2021年1月-2022年8月,产品从1.0迭代到2.0。一是原来手柄的触觉维度是四个(进退的力反馈、活检的抽拉、夹取),后来加上了支气管镜的延伸拓展,并且在手柄末端的旋钮增加了上下和左右2个触觉维度。二是对整个机电系统进行优化,包括机械结构、内部电子系统等。三是增加了很多内镜的培训案例。

历经多次打磨,目前IHS智触的产品终于实现商业化,并且已覆盖三大应用场。例如在医疗手术领域,已与南方医科大学深圳医院、北京清华长庚医院、深圳大学总医院等二十余家三甲医院达成合作,完成了十余台手术教培机器人的交付,产品包括胃镜、肠镜、支气管镜三镜合一手术教培机器人等,同时有30余台产品预备交付中,订单金额近三千万,预计2023年总订单突破亿元。

“目前,医疗培训市场面处于一个临界点。5-8年以前,该市场还需要培养和教育,服务商要向医院和经销商们普及虚拟仿真培训概念,但现在他们对触觉技术都逐渐认识和了解,只不过目前市面上主流的产品和功能还不能完全满足他们。”唐宙明说道。

“依多训”内镜手术教培机器人 (导航版)

此外,在汽车工业领域,IHS智触通过挑战赛进入劳斯莱斯创新供应商生态系统,已与德国工业巨头BOSCH签署技术合作NDA。在游戏娱乐领域,已与国际科技巨头Microsoft微软、SAMSUNG三星、字节跳动PICO签署技术合作NDA。

据观察,技术型人才创业往往存在一个弊端,要么只懂软件,难以驾驭复杂的电子硬件设计及人机交互,做出来的产品通常是面向特定领域的硬件环境,无法深入、难以整合;要么只懂硬件,堆叠的性能再好,用户难以驾驭,场景覆盖小无法大规模落地。唯有软件和硬件的深度融合,才是触觉系统技术正确的发展道路。

如此看来,唐宙明或许是国内触觉技术商业化第一人。究其成功背后是多方面的因素,他不仅具备硬件层面的研发,还有软件层面的开发,最重要的是成功打造出国内外领先的拥有触觉反馈的XR平台,并且成功实现量产。

“从国内市场来看,这1-3年触觉反馈相关的创业公司才逐渐诞生。国际上有一些做触觉终端的公司,例如触觉手套、通用触觉设备,但是价格较贵且没有普及使用,尤其是触觉手套不仅仅要戴手套,还需要背着一个接收处理器,因此还未真正实现商业化。因此,IHS智触无论在国内还是国外,都具有很强的竞争优势,看好未来的发展空间。”赖润伟评价道。

IHS智触之所以成为触觉技术成功商业化的范例,除了前面提到创始人具备冒险精神与技术优势之外,也与其有着先进的商业化模式、理念和洞察有很大关系。

一是从国内市场来看,IHS智触的商业模式、技术路径与其他厂商不同,不走国产替代的模式,而是一条全方位革新的道路。虽然应用场景与国外竞品类似,但整体解决方案从底层的机电系统、核心算法、软件等都不同,完全实现了核心技术全栈自研。

目前国内市场上做腔镜及牙科的公司,在触觉力反馈功能的呈现上都还不成熟,因为没有能够自主研发触觉体系,基本都是采购第三方通用触觉设备,再将触觉设备与自己的虚拟现实进行结合。从底层技术上IHS智触就与现有产品拉开了差距。

“我们内镜手柄是自研的机电系统和感应系统,外壳也是自己做,因此整体的材料成本都降低了,要知道真实内镜器械手柄的成本至少十几万甚至几十万元。因为技术全栈自研让我们的产品成本极大降低,为市场推广形成了巨大的优势。”唐宙明说道。

二是从国际市场上来看,美国3D SYSTEMS、瑞典Surigical Science和加拿大 CAE 等品牌虽为赛道上的老牌玩家,但这三家公司是做虚拟仿真,只聚焦手术培训等赛道,并未延伸到其他的触觉场景。

“他们的理念或许是希望把产品卖的更多一点,市场份额拓展的更好一点,都已经做了20余年,提供的触觉解决方案还是固守成规。而IHS智触的理念是做一家前沿的触觉技术公司,目前还未遇到直接的竞品公司。”唐宙明分析道。

对于触觉行业的现状和格局,赖润伟认为:“目前触觉技术的应用还停留在感知层和操控层,以工业柔性抓取为主,更多利用的是对材料的感知和力度的掌控。我更关心的是如何将现实中物体的物理形态、材质、场景和力觉,利用传感器将这些外部信息以数字化形式体现出来,通过反馈器实现对数字信号的精确模拟进行还原,以此形成虚实交互的闭环。目前实现的难度较大,仅从触觉反馈、触觉交互两个方面来看,目前大部分公司主要做的是线性马达和适配线性马达的算法。国内目前还没有任何一家公司既能做触觉的终端设备,又能做触觉交互算法,还能够在建模的过程中加入触觉功能,与终端执行器良好地联动并将底层打通。因为这对软硬件结合的技术要求非常高,而且最好是既懂触觉又懂视觉。而这正好是唐总所擅长的领域,相信IHS智触未来一定会成为优秀的触觉公司。”

考虑到公司长远的发展,未来5年,IHS智触一方面立足已经覆盖的行业,进行深耕提供更好的服务;另一方面利用自身得天独厚的海外资源,将布局国际市场。此外,公司未来希望将底层数据平台更加的模块化和丰富,3~5年后将自己打造成一个触觉技术方案的提供商,可以与各大生态系统结合。

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