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杨欣玫:从科研到产品再到科研
2018年01月23日

 杨欣玫Kitty Yeung  

深国交2006届毕业生,英国剑桥大学自然科学本硕,美国哈佛大学应用物理博士,目前就职于Intel公司(作者目前为美国英特尔实验室Research Scientist,曾担任英特尔UX Design & Outreach部门Research Scientist及数据中心部门硅光子学工程师)

 

从科研到产品再到科研

常常有人问起,为什么前几年媒体中疯狂报道的应用科学至今没有在市面上看到产品?这个问题实际可以引出整个工业界中不同领域的密切关系与空缺或断层。从9年学校科研走出进入科技工业界两年,已经历了三份不同的工作,从基础科学到应用科学到硬件产品开发再看未来科技发展。给大家讲讲一些观察与感受。本文仅专注讨论民用科技。

先从学术界科研解释以上问题。应用学科与基础学科的明显不同便是与工业界的挂钩。在前几年的校刊文里已经提过,学者们在学术文章中,总会在第一段和最后一段提及科研成果的潜在应用。如果文章能够在战胜学术界政治斗争后在NatureScience等级的国际杂志中刊登,便会受到媒体宣传。许多不理解学术严谨性的媒体往往只关注学术论文第一段和最后一段,互相抄袭夸大,将未来可能的应用描述成已经存在的技术,为普通大众带来了暂时的希望和日后的失望(不过理想上讲高品质的媒体可从中脱颖而出)。要知道,科研成果如果能从实验室走出用到人们的生活中,多数要10-20年以上。这是因为其中涉及的各种挑战。我在Intel的第一个组,研发用在data center中的硅光子学芯片,一开始也是从学校的实验结果中看到可应用性,用了整整16年终于在上百人的努力之下开发出产品上市(当然其中的物理现象是在几百年前就发现了的)。学校实验室里的proof-of-concept,是由学生动手一个一个做出来的,要将这些制作过程严格标准化转化成工业量产制造步骤,首先要有工业或政府机构看好,对其进行金钱和精力的资助,加以更多的人力不断重复改进。芯片上的每个元件在纳米和微米级,单独在测量中工作正常,但是要将不同的元件组合到一起做成integrated circuits,就会出现集成后才会出现的问题。解决这些问题整个circuit成功后,还要放到载体电路板上,进行包装,链接到现有的infrastructure使用的接口,变成一个整体的system。在这每一个步骤中都会出现每一步特有的问题,每一步都要有不同的生产方法。当整个产品原型证明可以做成产品后,还要经过上千上万的质量检测,测量放在不同环境中的performance。整个过程循环,上百上千的工程师一起做不同方面的optimization

 

代表公司参加创客盛会Maker Faire展示我的作品1

有的研究在实验室里已经相对成熟,可以早些推向工业和市场,但是却有人为因素阻碍。比如因为很多没有工业界经验的学生们的主要目标是毕业找工作,还没有生成推动工业的眼界,发表文章的目的是拥有漂亮的简历,对真正能不能做出论文中第一段或最后一段提到的应用其实并不在乎,也没有真正与工业链挂钩。还有一种情况是宣传过早,由于为了长期发展的资金需求,不论是学校还是公司里的实验室,认为必须要大肆宣传项目,才能得到政府或业界支持,为了日后胜于竞争对手要先得到公众的关注,让大众早早认定他们的品牌,即使技术并未成熟。

以前几年的可穿戴产品为例,许多大公司当时认为智能服饰将占有未来市场,很多电子元件已经足够小,可以放到携带品中,数不清的初创公司也在这方面进行了一定创新。可是过了几年后市面上的大部分产品还只停留在手表和眼镜类,还必须与手机连接才能使用。这便体现了技术本身需要进一步的发展,比如电池的供电时间短,形状和大小使工业设计师难以发挥,很多有用的元件依然不能细微无痕地藏到饰品中,产品的功能性比起手机来没加多少价值,如果是做衣服,如何能在布料中植入电路还可以耐洗,整个生产过程要改变传统的服装制造,等等……这些是需要回到实验室突破技术难题的,也体现了生态链中的断层。碰到这些钉子后,许多大公司不敢再花资源创新突破,还是赶紧跳到下一个buzzword上好,或者保住自己原本领域的老本。市场的热情度大大降低,可穿戴产品的地位被IoTdronesVR/AR、无人驾驶汽车、人工智能等取代。这些领域也会遇到挑战,然后再碰钉子再放弃(虽然人工智能硬件软件都已经历了几次技术升级的轮回,更为成熟了。

文章已经很长,找机会咱们再具体聊聊这些新兴领域里要解决的问题)。所谓的"try quickly and fail quickly"也变成了一个遇到困难就放弃的借口。只有个别有钱有远见的大公司和一些有热情有缘故的小公司,斗胆做一些出其不意,他人没敢投入的努力,抓住生态链断层中的机遇,真正推动科技和传统产业链的发展,做出未来的产品。

 

Kitty Yeung 系列漫画作品Monologue 1正如硅谷,收购与分拆,闭着的眼睛,拥挤的道路。

挑战也不仅来自科技本身。成功的产品意味着技术的过硬还意味着巧妙打入市场的商业模式、让用户长久喜爱的体验和整个产业的ecosystem的支持。就拿个人喜爱的创客产品为案例吧。在开源硬件兴起以前,电路板属于B2B的产品,大众只能买到现成的电子产品,而电路板类的内部零件只有懂得组装的人才会接触。在本世纪初期Arduino公司的引领下出现了开源的microcontrollers(微型中央控制器),嵌入开发板之上就可以连接和控制各种传感器、灯光、显示屏等电子模块,通过多种兼容的代码便可定义电路的功能。由于所有硬件都是开源的,网上有许多课程和信息分享,没有电路基础的大众也可以很快上手学会电路搭建方法和编程语言,造就了一批乐于动手制作智能物件的爱好者。由于创客产品的方便使用,许多智能产品的开发者也会从创客产品组件出发,设计出基本产品工作方式的proof-of-concept,下一步进行custom PCBprototype的设计开发。这个过程中体现了几个生态链中的关系。由于我们现处于的是市场经济,公司的目的便是要赚钱,不论初心是否是为了帮助人们的生活,必须至少需要稳定的经济来源维护业务,或是直接从客户或是从投资商或是从其他资助机构。像ArduinoAdafruit, SparkFun, 深圳的Seeed Studio, 北京的Microduino, 等等, 这样的创客硬件公司,其建立的出发点是为了提高全民科技意识,动手能力,并从人人都是发明家启发创新,长远有潜力颠覆各类生产链。由于开源的本质,鼓励知识共享,人们在家里做的小项目放到网上,大家可以跨国互相学习改进,在制作过程中体现匠心,并且有些发明可发展成其他产品,这便又提高了创客产品的需求,提升产量。这是最好的良性循环,形成制造业中scaling的重要概念。并且开源与知识共享的理念也许可以带来未来经济体系的变革。

 

代表公司参加创客盛会Maker Faire展示我的作品2

然而现实生活中这样的生态链还没有成熟形成,现有的爱好者还是小众,创客产品公司如要依赖创客,还需教育普众提高创客群体规模。涉及到教育任务重大,非常困难。在中国,大众抱有消费者心态,能花钱买的东西何必要自己创造?而且很多成年人认为学习只是学生的义务,创客产品是小孩玩的。在美国虽然创客群体的diversity广一些,男女老少都有参与,但依然只是一个兴趣爱好,在家里做个一次性的自动化系统就很满足个人成就感了。成年人工作后为家庭劳累或在职场争攀名誉地位金钱,早已放弃儿时的科技梦想,教育起成年人要比教育孩子难得多。在已有的创客当中,有可发展成产品的脑洞创意,但从prototype到生产的环节对普通民众来说很困难,需要有切入到生产链中不同环节的方法,和跨界的知识和技能。造物界有vision是必须,拥有工厂或紧密合作的生产力是王道。创客教育具有深远影响,当越来越多人能够接触到,ecosystem中一环扣一环成熟了的时候,将是一场新的Enlightenment

Kitty Yeung 系列漫画作品Monologue 1也许你憧憬的理想未来还太离谱。

如果有的企业的出发点不是提高人民整体知识和创新水平,跟风制造为了卖创客硬件而卖,这是没有清晰的商业模式和理念,进入市场后根本没有毅力赚回硬件的制造成本,也不会用心制作教育用户的tutorials, 将无法取得用户的信赖。同理,大家可以看看其他领域企业的初心和是否有颠覆传统工业的vision和策略。

由于上个世纪中、末期电脑的发明和网络通讯的发展,我们到达了信息内容时代。人和企业都在不断地用各种电子产品生成内容并上传于网络,因此接下来几到几十年中的主要民用硬件新技术还是局限在为生成、传递、储存内容而服务的。这也是为了当我们下一步进入大方面民用人工智能时代打基础,机器能从这些年积累的信息数据中运算出有用的,hopefullyhumanity有帮助的信息(note,谁会掌握这些数据是一个可怕的问题)。而在现今内容混杂的噪音中能作为信号被发现,这拼的就是影响力,对于企业来说就是marketing。一些用传统方式做marketing/sales的品牌现在很明显跟不上现代人的交流互动方式。并不是说都应该在网上打广告,而是整个产品的开发和宣传过程需要更新。传统商品engineering team marketing team 做着互不相干的功能,前者搞技术,后者找用户,并且等基础工作完成了才想起要找设计师设计一下外观,然后出现互相的expectations不匹配,难用,难看,用户生活习惯被扰乱,不被大众所接受。

而现在开发一个新产品,不同部门应该互相理解做的内容和目标,像一个蚂蚁或蜜蜂似的社会运作,从技术到设计到寻找合适的用户群体,到再设计到改进技术形成一个feedback loop,回答我们为什么要做这个产品,帮助了哪些人的什么痛点,站在用户的角度做他们想要的产品。这就是为什么会出现technical evangelist UX designer 这样的职务。前者是懂技术的marketer,他们可以理解用户对产品technical features有什么期望,并能看到不同企业之间的联系,主动连线合作,建立生态链。后者是用户体验设计师,也包括research scientist, 不仅懂得industrial design的方法,还要理解用户的心理与追求,能与工程师和市场部沟通,形成整体完善。

Technology adoption lifecycle是描述人们接受新事物的社会学模型,解释只有2.5%极少数的人属于innovators,发明家,创新者,敢于挑战;13.5%属于喜欢尝试新鲜事物的人,接受新产品比较快;34%的人稍微保守些,通过周边人的影响也较早接受新东西;剩下还有34%大多数人特别保守不太互动,接受新产品较晚;最后的16%的人等到自己用惯的东西完全在市面上被取代了才只好买新东西。这些具体数字在各种应用中有待考证,但基本概念是有道理的。一个经典的走过整个cycle的例子就是smartphones。我们接下来再造的新产品能达到同样效果的是最exciting的。其方法便是上面提到的要有技术、商业模式、经济来源、用户体验、生态链支持和打动人心的宣传理念。

不过许多商品为了取悦大众也可能造成一种恶性循环。拿电影为例子,可以理解为一个能影响文化的艺术商品,如果制造商认为大众就喜欢热闹刺激的爆炸场面,越来越不花匠心在剧情和人物塑造上,那就会用pipeline用同样的formula复制一个又一个的superhero movies,观众基本不需要动脑,也没有别的选择 。这是不是有些低估群众的智商?正如一些媒体哗众取宠的报道会吸引人,那么如果认为只有哗众取宠可以吸引人,那就只报哗众取宠的东西,人们也就只有哗众取宠的报道可以看,越来越多的媒体就怕点击率低而不敢花精力制作高品质的内容……音乐、电视剧、视频、直播、blog等内容都是这种趋势的话,为了顺应得屌丝,得天下的结论,科技公司也会只针对trivial matters的需求而提供服务,Wall-E电影中描绘的未来近在眼前。No……大众绝没有这类商家想象的肤浅无聊,请继续生成格物致知的精华内容,好的东西会久远流传。正如要给Machine learning提供优质的data,不然garbage ingarbage out

原来太多太多的人不喜欢自己的工作,生活中的不快乐也是因为每天的工作没有自由,要做上面提到的一些内容,并不是自己的兴趣,身在的职务非常传统死板。经常会听到年轻人在说自己本来是学XX的,结果毕业后找不到工作开始做一份完全不相干的职务。这是一个常见的现象。凭什么人们不可以追求自己的爱好呢?千禧一代所关心的是自己做的事情如何影响到世界,虽然个人的努力是必须的,社会也造就了一批批年轻的人才却没有提供发展的环境。人类本身就是学习机器,为什么不能在不断学习感兴趣的领域过程中生存呢?现今,一些人想做的事情太超前,还没有established industry提供合适的工作,需要自己创造这种完美的道路,未来会出现一批现在传统领域中不存在的职务。有一定工作经验的人,自身会有一套独特的技能,会与提供机会的机构一起商决,看这套技能是否能够最大化地贡献给机构和社会。公司post jobs成百上千的人去竞争申请的程序会被替代,每个人可以自己propose想要做的事情,合适的环境会主动邀请。未来的人工智能如果能将越来越多的人从低级的体力劳动和枯燥乏味的重复活动中解放出来,那社会一定需要让人们能接受教育的机会,将精力放在intellectual富有创造力的事物上,继续在喜爱的领域深造,这是人工智能社会的根本解决方案。当然这也仅是一个局限性的粗浅探讨,我们的世界还有许多其他问题要解决,地球上不同地区的发展差距还很大。

送给大家一句很喜欢的 quote:“Always listen to experts. They'll tell you what can't be done, and why. Then do it.”- Robert A. Heinlein

 

Kitty Yeung 系列漫画作品Monologue 0做一个存在于任何年代的人,而不只是一种当代现象的产物。

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今年从Silicon Photonicsinfrastructure产品转为做B2C的创客产品,然后又回到实验室研发硅光学芯片新科技。此外探索服装制造业,体会传统的生产步骤中有哪些欠缺,可以用高科技提升。偶尔业余时间作为freelance creative technologist与朋友合作一些可穿戴技术的项目。比如帮NASA宇航员Dr.Cagleprototype

 

今年做的设计大部分是给公司的创客产品做用户体验,制作demo和科普的tutorials,到各种活动宣传展示。设计项目大部分是将科技与艺术结合。下面是一些作品:

 

训练芯片上的Pattern Matching Engine记住手势,召唤星座显示在衣服上。

 

手臂上的accelerometer(加速器)可以控制裙子变色。

 

一对用蓝牙连接的眼镜,可同时控制对方在墨镜和透明之间转换。

这些创意的制作过程都可以从我的网站上的链接找到学习,硬件和软件都是开源的,希望能给大家启发,欢迎运用其中的方法做自己的projects

再附上几张今年的连载漫画更新,网站上有更多。

 

Kitty Yeung 系列漫画作品Monologue 0亲爱的地球生物,我们无法逃脱历史。

 

Kitty Yeung 系列漫画作品Monologue 1想冥想盆一样,记住我。

 

Kitty Yeung 系列漫画作品Monologue 1告诉我,你们不是人类的最后一代,是不是?

欢迎大家关注KittyInstagram上的公众号

 

Kitty Yeung 作品网站:

www.kittyyeung.com

www.artbyphysicistkittyyeung.com

 

 

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