元界专访|吴怀宇：中国如何实现从“1-100”到“0-1”的创新

Original 王俞现元界

2024-09-06

他主持制定了中国3D人体扫描领域的第一个、也是目前唯一的国家行业标准。

在柔性制造技术难度最大的鞋服无人制造领域，他取得了领先国际同行的颠覆性成果，实现从学术理论到工程实践的技术闭环，是国际上对柔性制造规模应用的首次突破。

他以3D智能数字化为切入口，在人工智能学术圈和产业界有20多年从业经历，涉及3D形状处理、机器视觉、数字人、VR/AR元宇宙、人工智能等。

接下来一期元界（ID：Metabod）“中国元宇宙未来产业100人”，我们访谈了中国科学院博士、北京大学博士后、中国3D科技创新产业联盟副理事长、“中国柔性制造之父”吴怀宇。

吴怀宇博士同时是2017年度科学中国人年度人物、2018年中国发明创业成果奖(一等奖)和2019年吴文俊人工智能科技进步奖(中国智能科学技术最高奖)的获得者。

作为国内100多个大模型之一，紫冬太初大模型是他所在的中国科学院自动化研究所的重要成果，这是一个全面综合的多模态大模型，可支撑文本、语音、图片、视频、3D模型的全场景AI应用。

今天我们的访谈，侧重于他有关柔性制造、元宇宙、人工智能的看法及中西方对比。尤其是他有关中国如何实现从1-100到0-1创新转变的看法，值得回味。

何以“中国柔性制造之父”？

元界：“中国柔性制造之父”是一个分量特别重的称号，请简要介绍一下你的贡献。

吴怀宇：这个称号是产业界对我的过誉。柔性制造是工业4.0智能制造皇冠上的明珠，其重要性和困难性这些年引起学术界和工业界的重视。“柔性”生产线更能够满足当今消费个性化、多样化的需求，用户直达厂家的C2M是其重要商业模式之一。

我们团队经过长期的研发攻关，在柔软变形以及个性化制造领域取得突破性进展，特别是在柔性制造技术难度最大的鞋服无人制造领域，取得了领先国际同行的颠覆性成果。

在我们搞技术的人看来，就实现智能化和无人化的难度而言，鞋服这种由于材质变形导致非标的“柔性制造”，比3C/半导体这种千篇一律标品的“刚体制造”要困难得多。鞋服要实现智能化和无人化极其困难，是个困扰产业界和学术界百年的世纪难题。

我们所提出的3D视觉扫描技术+3D智能柔性纠偏算法，给出了针对柔性制造中从3D柔性形状获取、到3D形变智能仿真拟合，以及基于深度神经网络的3D智能纠偏算法的完整解决方案，实现从学术理论到工程实践的技术闭环。

这一技术闭环意味着什么？就是用机器智能方法，既能实现对每一只鞋子的定制化和个性化处理，同时又保持甚至超越了人工的高效率。3年前，我们因此获得柔性制造+规模应用，在国际上的首次突破。我也主持制定了中国3D人体扫描领域的第一个、也是目前唯一的国家行业标准。

柔性技术对“刚体制造”是降维打击

元界：你们在鞋服无人制造领域做了一个项目，请介绍目前的发展状况？

吴怀宇：这个赛道看起来简单，但其实智能化技术门槛极高，主要难点就是鞋
服以及人体的高度柔性化、非标化、以及个性化。

这一项目已完成产品化，从3D精准柔性数据采集、3D试衣/试鞋、楦/版CAD 数字化、大数据云服务、智能柔性分析到柔性智能制造已经形成完整的技术产品方案，耗时数年，投入数千万，目前达到世界最领先水平，可以面向国际提供鞋服工业40的C2M全套技术解决方案。

值得一提的，我们的3D机器视觉和3D智能算法不仅可用于鞋服领域，我们还可广泛将其用于3C、半导体、新能源、航空航天等各个领域，这对“刚体制造”，俨然是降维打击。

吴怀宇博士通过“3D扫描+3D 建模+3D 打印”三位一体的方式柔性制

造了不同的自己

3D图形学是元宇宙的基石

元界：你的研究领域主要有哪些？你如何描述你的研究领域与元宇宙、人工智能有着怎样的交集？3D智能数字化与工业元宇宙有什么内在关联？

吴怀宇：我的主要研究领域是计算机视觉、计算机三维图形学、视频图像处理、3D智能数字化打印。

包括人脸识别等应用在内的计算机视觉是人工智能的重要研究方向之一，囊括3D建模、场景渲染的3D图形学是元宇宙的基石，视频图像处理是AR的基本工具，3D智能数字化打印是虚拟模型变成现实实物的主要工具。因此，我的研究领域属于元宇宙、人工智能应用的核心基础之一。

补充一句，3D智能数字化主要学科，涉及3D计算机视觉、3D计算机图形学和人工智能，这些都是元宇宙的基石技术支撑。

元界：中国在全球3D打印产业领域处于什么发展水平？3D空间的虚拟化，是不是走上了与3D打印不同的发展路径？

吴怀宇：得益于中国制造和产业链优势，中国在中低端3D打印领域具备非常明显的规模优势，但在高端3D打印领域，受材料学、基础工艺的限制，目前还处于追赶国外一流水平的阶段。

3D空间的虚拟化，技术含量与3D打印不同，技术核心不是材料学和基础工艺，而是3D建模和智能化技术，是劳动密集型和智力密集型相结合的产业。

元界：你如何看待元宇宙及其当下的现状及未来的走势？作为一个技术束，元宇宙发展似乎受制于木桶原理，中国需要如何取得突破，才能柳暗花明？

吴怀宇：中国在元宇宙领域的优势是有新时代的劳动密集型优势，大专学历以上年轻人多，这是元宇宙大规模产业化的底气和底蕴所在。

中国的短板在于元宇宙的基础平台和集成软件系统和引擎，很多时候用的都是国外的，国内同类很多产品，也基于国外引擎，一旦国外卡脖子，将会倒逼国产化进程加速。

在顶级的智能工具上，中国与西方相比也有差距，要改变这种局面，这需要3D和AI领域的世界最顶级的人才引入。

机器人与数字人有交集吗？

元界：自动化所乔红院士认为，机器人大模型、人形机器人和受人启发机器人等技术，正在赋能物理空间中的实体人工智能系统实现更通用的作业任务。在你们看来，机器人包括哪些类型？机器人算数字人的一部分吗？数字人包括哪些形态？

吴怀宇：机器人是中文的翻译，英文原文叫Robot，并没有包含“人”这个词根。机器人像水一样有千变万化的形态，只要它能够智能化地处理物理世界中的事情。

机器人有很多种类型，比如工业机器人（如机械臂）、服务机器人（如送餐机器人）、医疗机器人、军事机器人（如无人机）等等。其中人形机器人因为有人类的形态，具备更好地为人贴身服务的优势。

机器人一般定义为由原子组成的有实体形态，而数字人一般由比特组成，存在于虚拟空间。从这个意义上说，机器人严格来讲不属于数字人，但机器人的核心控制大脑可以由数字人来作为驱动引擎之一。

数字人也分很多类型，比如娱乐领域的数字人、服务领域的数字人、医疗健康领域的数字人等等。

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元界：从大致脉络看，你如何划分AI的发展历史？ChatGPT4的到来意味着AI时代进入了什么阶段？接下来进入什么阶段？

吴怀宇：AI诞生于上个世纪的50年代，中间经历了两次寒冬，其根源在于之前对AI过于乐观，而技术本身并不成熟。这一轮AI的爆发，得益于本世纪10年来深度学习和强化学习的兴起。

ChatGPT4意味着AI即将迈入“强人工智能阶段”，但真正落实可能还需要花费十几年到几十年的时间。等“强人工智能阶段”完成落实后，下一个阶段就是“超人工智能阶段”，是人工智能与机器人、纳米技术、大脑意识、生物医疗技术、核聚变技术、量子技术等多学科最新技术深度融合的阶段，也可能是人类科技的终极发展阶段。

元界：这些学科最终会怎样深度融合在一起？

吴怀宇：这些在《奇点临近》这本书上有很多描述。纳米技术可以使得人类可以精确控制自己身上的每一个细胞。届时，要清除癌症就很简单，喝进去几亿个纳米机器人到身体里，让它们精确、定点清除每一个癌细胞即可。

大脑意识技术，如马斯克的脑机接口，直接对大脑进行操作，可以让瘫痪或失明的人恢复功能，甚至不需要吸毒就可能让人体会到欲仙欲死的感觉。

核聚变技术是人造太阳，将实现人类能源的永久化，再也不需要去挖煤和石油。量子计算机针对某些类型的计算，是现有计算机速度的几万倍甚至几亿倍。

中国在AI领域如何破局？

元界：中西方在发展AI上有哪些不同的具体应对举措？如何看待这种不同？中西方在AI产业发展上各处于什么地位？有什么优劣？

吴怀宇：西方在发展AI技术方面提供源头上的创新，即从0到1上的创新，是一种高风险高回报的商业模式，这得益于发达国家殷实的家底和在知识产权方面的良好保护，使得这种模式能够成立并成为标杆。

中国目前在源头创新方面偏弱，但擅长把AI原始创新技术产品化、产业化、普及化，即从1-100上的创新，是一种低风险中回报的商业模式。中国投资者要求投出去的每一分钱必有回响，不能打水漂，这是一种适应目前中国国情的理性选择。

当然，这些不同又导致西方牢牢占据AI金字塔尖的高端领域，而中国更倾向于占据AI金字塔的中端及以下的全部领域。

元界：中国要实现从1-100的创新，转向0-1的创新，取决于什么？

吴怀宇：中国虽然GDP很高，但还处于发展中国家行列，家底不够殷实，承受不起高风险、烧钱搞原始创新的模式，说白了我们没有美国富，目前烧不起0-1创新的钱。

即便国内出现这类创业公司，但不可能持续拿到投资商的钱。投资商等不起，也耗不起，所以这类项目即便有，也会中途夭折。