项目名称:云端智能手机拉曼系统
牵头单位:北京云端光科技术有限公司

凌晰之光团队来自于北京云端光科技术有限公司,CEO&CTO“牟涛涛”为北京理工大学“光学工程”专业博士毕业,被聘为北京信息科技大学光电学院“副教授”,在拉曼技术领域有着多年丰富的科研经验。在响应“大众创业、万众创新”的号召下,以拉曼系统的创新技术为核心点,创立“北京云端光科技术有限公司”。公司为初创型企业,现有团队成员15人,均为80、90后本科以上学历,其中硕士及以上学历人员6人,占到总人数的40%。技术团队专业涵盖光学、计算机、结构设计、化学等多个方面,搭建多领域高端技术人才架构。参赛项目为世界首款云端AI拉曼检测终端:凌晰MR-5S。
当“物质检测”成为诸多应用场景的必需后,人们迫切需要一种方法来高效地解决问题。
拉曼光谱,作为一种“无损、高速、稳定”的检测技术,被市场推崇,并应用于缉毒、反恐、安检、生物医药、化工、食品安全等多个领域。
近年来的国内市场,手持拉曼检测终端销量飞速增长,由2016年的不足1000台,到现在的近万台。预计,2019年,这一数字仍将翻倍。
巨大的市场需求,使得越来越多的国内外仪器厂商纷纷入局,终端产品层出不穷。但数量上的大幅增长,却未带来使用体验上的同步提升。多存在体积大、不易携带,识别时间过长,检测物质有限等问题,如在经历“毒品现场快检”这样的场景时,效率上就会稍显不足。而且产品差异化仅仅体现在数据库的大小,检测分辨率高低等等细节技术参数,却没有从量变到质变的产品,这是拉曼检测终端行业近几年的写照。
随着应用场景增多,市场对拉曼检测的技术与设备要求越来越高,以致供需双方存在较大的缺口。作为探索前沿技术的先行者,云端光科正是嗅到了这一点,并于2018年初推出了世界首款云端AI拉曼物质检测终端——凌晰MR-5S,该产品结合了云端光科先进的云端智能和深度学习技术,在多方面取得突破,实现了质变,为拉曼检测市场注入了新鲜血液。
凌晰MR-5S采用了自研独创性的设计,大幅提升了光学收集效率,提高信噪比,并自行开发云端深度学习识别算法,使分析时长缩减至1s,远小于行业平均水平的10-20s,检测效率巨幅提升。此外,仅仅410g的重量,与智能手机相仿的投影面积和操作方式,也使得凌晰MR-5S更加便携,易用。
同时,为了从多方面补足市场现有产品的短板,凌晰MR-5S在小巧的机身内部,还藏着更大的“学问”。基于云端光科强大的技术实力,凌晰MR-5S采用了独创性的云端检测架构,结合深度学习算法和大数据分析的优势,可更快速更准确地检测物质,并可以方便的实现以前无法实现的场景。
GPS定位上传功能的加入,使设备在识别物质的同时还能准确记录地点信息,使分析和统计工作变得易如反掌。对于终端与服务器间的网络数据传输也同样不简单。为了保证数据的安全,用户隐私,高效传输,凌晰MR-5S采用了VBN高速专用网路,通过该网络,可将分析检测的时长降至最低,同时,避免检测数据在上传云端过程中被窃取。除去网络方面,凌晰MR-5S在本地终端方面的安全也是不敢马虎,尽管设备处于随时工作状态,却仍能保证数据的安全。这要得益于“双域隔离”的重重安全防护,个人域是旗舰终端,检测域则是专业仪器。而随着对它探索的深入,它还能给你更多惊喜。
专利的布局与挖掘
1、发明专利的培育思路
基于拉曼系统的行业现状以及拉曼技术的创新进行了一套完整的云端AI拉曼检测系统的专利布局。
研发的最初先布局了拉曼光谱仪光机结构,进行光路结构的独特设计;然后对另一个核心——算法,进行布局;要实现深度学习算法必须用服务器,紧接着对云端架构进行布局;要实现光谱的识别,必须对数据库构建进行布局;最后对智能化设计、场景应用、拉曼增强技术进行了相应布局。
根据研发内容,从硬件、软件、算法、云端、数据库、场景及未来的拓展应用等多个方面进行了智能拉曼光谱检测仪的布局。实现拉曼光谱仪硬件上的高灵敏度,软件及应用上的良好用户习惯,傻瓜式一键操作。
和国内竞争对手相比,我们的拉曼设备是完全自研的产品,因此在如上多个核心部分,我们都具备自己的核心技术,在研发的同时就通过专利申请把我们的知识产权保护起来,并在公司内部构建了一套奖励体系,作为公司文化的一部分,以形成演进发展的良性循环。
2、发明专利的挖掘
首先,在整个拉曼技术研发的初始阶段,我公司对最为核心的基础技术点---光路结构的独特设计进行了专利保护。
其中,具有代表性意义的核心专利为中国公开号CN107884387A的专利。
首先,通过光谱仪光路一体化设计,将光谱仪的准直部、光栅、聚焦部均加工在一块透光基体上,并将入射狭缝和探测器设置在该透光基体上,这样,光谱仪不再需要复杂、反复的装调,提高了生产调试效率和光谱仪检测设备的稳定性,进而提升了光谱仪检测设备的抗震、抗冲击能力。
在该专利达到较好的光谱仪检测设备的抗震、抗冲击能力的基础上,我们可以将该拉曼技术应用到特殊场景中,如在化学品泄漏事故、化学品仓库大爆炸事故、9•29特大恶性氰化钠泄漏事故,天津大爆炸事故等现代战场及事故现场。另外,该光谱仪检测设备中的聚焦部、准直部等不再需要单独加工,从而降低了生产成本,从而为批量生产起到很好的技术支持。
在该核心专利达到光谱仪体积小型化目的的基础上,我们从一开始就把产品定位为最小的体积,并为批量生产考虑,而不是仅仅做个demo,之后再去优化。因此,该专利是我们产品微型化,易量产的根本。
其次,在以上述所提及的核心专利CN107884387A的纵向上,公司在同一时期先后又布局了多项有关光路结构独特设计的专利。其中,具有代表性的专利为中国公开号CN108007570A的专利。该专利通过将光谱仪的聚焦件为用于聚焦的第一透镜组,使得包含有多片透镜的第一透镜组中可优化变量的数量会随该第一透镜组所包含透镜的片数的增多而成倍增长,从而达到降低光谱仪的光圈数,提升光的收集能力,从而提高光谱仪的探测灵敏度、信噪比,进而提高了光谱仪的检测效率。
再次,在以上述所提及的核心专利CN107884387A的横向上,公司伴随着技术的研发,先后从场景/智能化、 终端-光学结构/系统、云端架构、场景-混合物检测、云端架构、识别算法/智能化、分析算法/方法、检测方法、用户体验及其生产等多个板块进行了专利布局。
公司对知识产权尤其是专利极为重视,在技术研发创新的同时,对行业现状进行分析,针对行业痛点寻找突破点和发展方向,及时进行专利挖掘和布局,形成一套完善的高新技术研发和高价值专利培育的体系。
基于完善的知识产权管理体系和完备的专利培育流程,技术创新与知识产权保护相辅相成、相互融合,以从主观上不断增强研发人员的创新能力和专利管理水平;进一步地,通过与搭建的知产管理体系共同促进,形成良好的高新技术生态链,有利于创新技术的不断开拓和高价值专利的孕育培养。