博士后孟雷欣：小步快跑，渐入佳境
2019年，之江实验室破格获批独立招收博士后研究人员资格，经过4年多的发展，截至2023年4月，已累计招收博士后375人，在站280人。
“博士后阶段是最具创新能力的阶段，是实验室的科研生力军，是决定未来实力的重要力量。”在前不久的博士后“突出贡献奖”表彰活动上，之江实验室主任朱世强对博士后体系建设发展予以了充分肯定。
在博士后“突出贡献奖”获得者之中，有人潜心基础研究取得突出成果，有人夙兴夜寐投入项目协同攻关，有人在科研之余积极服务博士后队伍建设。今天起，我们将推出系列人物故事，向大家展示之江博士后的优秀成果和多样风采。
博士后孟雷欣：
小步快跑，渐入佳境
获评之江实验室博士后“突出贡献奖”的时候，孟雷欣正在准备他的出站报告。
回想在类人感知研究中心做研究的三年，孟雷欣觉得自己成长飞快。
转变研究方向，博士后第一年摄取的知识甚至比他在博士阶段学到的还要多；走通不同技术路线，主导研制出国内首套内窥镜多芯光纤形状感知系统；在协同攻关中勇挑大梁，向更新的领域发起挑战……
这个奖不只是对孟雷欣三年付出与成长划上的圆满句点，更是一个新阶段的开启。
转换赛道，重新出发
加入之江前，孟雷欣在高校做研究工作，对“漂亮”指标的追求让他渐渐陷入瓶颈。“我以前是做新材料、新器件的，研究的重点在于提高器件的单项性能，致力于获得一些吸引人的亮点指标。虽说这些指标对于发论文很重要，但距离真正落地，做出能应用的产品，还相隔甚远。”
说起来有些不可思议，现在天天和光纤打交道的孟雷欣，在加入之江前并没有见过光纤。
“我以前虽然做传感器，但不是做光学的。第一次见到光纤是在加入之江并承接内窥位姿感知科研任务后，在浙工大一位老师的实验室里，他当时还给我展示了光纤是怎么折断的，怎么样把光纤外层剥掉、怎么去熔接它。”孟雷欣笑道。
像一块海绵一样，孟雷欣密集吸收着新的技术领域知识，博士后第一年摄取的知识甚至比他在博士阶段学到的还要多。
“之江不像学校，这里有很多不同背景的人，大家的交流非常频繁，能学到很多我自身领域之外的知识。像我现在在做的薄膜晶体管传感就是项目组一位研究专家带我入的门，我非常感谢他。”孟雷欣说。
他珍视这次重新出发的机会，全力投入。过去一年，孟雷欣几乎没有在晚上9点前离开过实验室，两个项目同时推进让他抽不开身。
这样的投入换来的是丰硕的成果。博士后在站期间，他主导研制出国内首套内窥镜多芯光纤形状感知系统，误差灵敏度关键指标国际领先；研制轮廓增强型智能视觉传感器，相关技术得到领域内专家高度认可；在Advanced Fiber Materials发表原创成果一篇，获授权发明专利8项。也因此获评之江实验室博士后“突出贡献奖”。
夯基垒台，小步快跑
在之江实验室重大项目牵引下，孟雷欣选择了光纤形状传感作为新的研究方向，开启“用于内窥镜在体位姿感知的多模态传感器”的研制。
“在光纤形状传感领域，成熟的应用产品基本被国外垄断，国内有不同技术路线的研究成果，但均存在一些问题。”孟雷欣介绍道。
基于自身的物理与材料专业背景，孟雷欣很快发现，突破这些技术问题可以“另辟蹊径”。
“在传统的单模光纤技术路线中，要将一根细长的光纤固定在一段硬质基材之上，这会造成光纤的扭转，进而形成传感器扭曲误差。”孟雷欣用很细的合金丝做成了三角形截面的硬质基材，然后将光纤放在三角形沟槽之中，用三角形天然的稳定性解决了这一技术难题。
单模光纤技术路线是光纤形状传感技术1.0，走通之后，孟雷欣开始攻克2.0技术——多芯光纤。
在一根长长的光纤传感器上，有许许多多的传感——布拉格光栅，多芯光纤光栅的均匀刻写则是另一个亟待攻克的技术难点。“通过我研制的紫外折射率匹配液，可以很好地消除光纤柱面效应，获得很均匀的光场，进而实现光栅的均匀刻写。”孟雷欣介绍道。
一个整体性能良好的系统靠的就是这样一个又一个小的工程问题的解决。孟雷欣持续摸索，小步快跑，成功搭建出国内首套多芯光纤内窥形状感知系统，传感器误差灵敏度关键指标国际领先。
▲传感器具备高灵敏动态感知能力
▲多芯光纤内窥形状感知系统示意图
协同攻关，渐入佳境
在多芯光纤传感器的研制过程中，孟雷欣也在持续发现新问题。
“在计算机上重建三维形状需要算力，往往比较耗时。尤其是像医疗内窥镜这种应用场景，因人体器官内壁非常光滑、缺少特征点，三维重建速度很慢。”
孟雷欣想到，人类的视网膜具备轮廓、纹理增强功能，以及提取并传输轮廓等特征的生物机制，能够大幅减少冗余。“能不能模仿人眼的生物机制来研制传感器？”
这就是孟雷欣当前的重点研究项目——仿生轮廓增强视觉传感器。
不同于多线光纤传感器的研制，仿生轮廓增强视觉传感器涉及到生物机制和计算模型、光学编码与变换、光电转换、器件优化等诸多子领域，更需要协同配合。
据孟雷欣介绍，他所在的项目组在实验室内部实现了与人工智能研究院、交叉创新研究院等多个研究院的跨学科协同攻关，并且已经与国内知名高校、医院开展了紧密的科研合作。
整体架构梳理、人员对接协调、关键节点推进……孟雷欣深度参与各个环节。“在这个项目中，可能并不需要某个人独立地去做一个传感器，他只需要负责自己擅长的部分，所有的力量加在一起便能形成一个好的结果。”
而一旦实现产品化，这种基于生物启发的新型传感器应用前景非常广泛。“无人机、安防监控等各类终端往往存在着算力不高、资源受限的问题，在这些场景下，我们的传感器能够很好地发挥效用。”孟雷欣表示，未来他将与团队一起，稳扎稳打，齐头并进。
撰稿 | 肖乐
编辑 | 陈航
摄影 | 周志豪
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