史曉剛： 一副AR眼鏡 兩個美妙世界

史曉剛，北京理工大學集成電路與電子學院2019級博士研究生，北京梟龍科技有限公司董事長兼CEO，第十七屆“中國大學生年度人物”。曾榮獲“全國五一勞動獎章”“第四屆中國互聯網+大學生創新創業大賽金獎”“第二十七屆中國青年五四獎章”等。他創辦的AR技術（增強現實技術）科技公司，是國內AR領域發展速度最快、技術實力最強的高新技術企業之一，在行業中具有領軍地位。他帶領團隊攻克光柵波導核心技術，讓公司成為目前全球范圍內極少數掌握光柵波導技術核心原理和工藝的公司之一。

近年來，在全國兩會和北京兩會上，經常有記者戴著AR（增強現實）智能眼鏡采訪。一副看似普通的眼鏡暗藏玄機，戴上它后記者既能實時看到采訪對象的相關信息，也能把現場圖像實時傳輸給后方新聞采編平臺。

做出這款“黑科技”眼鏡的，是北京理工大學集成電路與電子學院2019級博士研究生、北京梟龍科技有限公司（簡稱“梟龍科技”）董事長兼CEO史曉剛及其團隊。多年來，史曉剛帶領團隊在AR領域，“從0到1”攻克光柵波導核心技術，推出的多項AR產品都達到國際先進水平。

虛擬和現實，兩個世界的美疊加呈現

自幼受哥哥的影響，史曉剛在心中埋下了科技創新的種子。“我哥比我大11歲，學電子相關專業，所以我從小學起就開始接觸各種電子元器件、電子測量儀器等。”史曉剛回憶。

高考后，史曉剛被北京理工大學錄取，一入學便成為眾人眼里的“科技狂人”。大學四年里，他主攻兩方面：一是參加各種科技類競賽；二是擔任學校大學生實踐創新基地學生負責人，主要負責大一、大二學生的科技項目立項和實驗室的日常管理。

大一時，史曉剛就開始籌劃各項參賽事宜。他的首選目標是“挑戰杯”首都大學生課外學術科技作品競賽。該項賽事每兩年舉辦一屆，學生一般會在大學三年級參賽。為了盡快參賽，大一、大二那兩年，史曉剛基本吃住在實驗室，廢寢忘食地準備科研項目——傾轉涵道式垂直起降驗證機。

這個項目，是從現代戰爭和突發自然災害對高性能垂直起降無人機的需求出發，針對現有傾轉旋翼型垂直起降無人機的缺陷而進行設計。當時，沒有任何實驗室的現成成果可利用，一切從?0?開始。“我是項目團隊負責人，我是學電子的，無人機的控制軟件由我來做；氣動外形，比如機翼怎么設計，我要找宇航學院的同學來做；結構設計，我要找車輛學院的同學來做。于是，我們5個人組成了團隊，沒日沒夜地干。”最終，史曉剛帶領團隊，憑此項目榮獲第六屆“挑戰杯”首都大學生課外學術科技作品競賽一等獎。

該項目有廣闊的應用空間。例如，針對海上環境進行相關改進后，搭載觀測和搜救設備后，該機在面對地震等突發災害時有較大的優勢：可以實現快速抵達，在第一時間偵察災情。可懸停作業，實施搜救。同時，涵道動力可使其在較為復雜的地形垂直起降。

2013年本科畢業時，考慮到自身經驗、資源的不足和創業方向尚不明朗，史曉剛選擇先就業再創業，入職華為公司，從事智能手機硬件研發工作。在華為的兩年里，史曉剛接觸了AR技術。

AR即Augmented?Reality，也就是增強現實，通過在現實環境中去疊加虛擬的數據，從而對現實進行增強。一談起AR技術，生活中有些內向的史曉剛如同換了個人，開始侃侃而談：“我得科普一下，AR技術與大眾熟悉的VR技術不同，前者比后者要求更高、更難實現。VR是虛擬現實，讓人完全沉浸在虛擬世界里，但是看不到現實世界。而AR是增強現實，當人們戴上AR裝備，能夠看到周圍的真實環境，同時又可以看到虛擬顯示的相關信息，比如數據或者圖像。簡單來說，就是通過佩戴一個集合了計算機、智能手機各種功能的設備（比如一副眼鏡），在眼前就會呈現一個透明的畫面，然后可以用手勢、語音非常自然地與之交互。”

那么，對普通人來說，AR智能眼鏡有何具體用處呢？史曉剛解釋道：“舉個簡單例子，戴上AR智能眼鏡后，人們可以身臨其境地看到新房裝修效果、不同家具擺放畫面、各種綠植裝飾圖景……從而快速精準決定是否購買。”

史曉剛堅信，AR眼鏡會成為繼電腦和智能手機之后的下一代主流個人智能設備，應用潛力非常大。“對于這樣的新興技術，如果我們能夠做到顛覆性突破，是可以引領全球行業發展的。”2015年，史曉剛選擇辭職創業，去打拼AR技術，他想將“虛擬和現實兩個世界的美妙”同時呈現在用戶眼前。

眼前3米看100英寸屏幕

然而，創業維艱，尤其是做硬科技創業的公司，周期長、投入高、風險大、困難多，用從0到1的突破來形容史曉剛的創業再合適不過。更何況，現實中的挑戰不僅僅是技術的從0到1。

創業籌備期的半年時間里，公司總共只有三五個人。史曉剛及其團隊考慮良久，最終選擇運動領域作為市場切入點。AR眼鏡技術涉及硬件、外觀、光學、設計等領域，所有技術都得依靠自主研發。史曉剛帶領團隊從底層研發起步，穩扎穩打，從仿真軟件到光學設計方案，再到調試、加工、量產，他們從走過的彎路中不斷發現、修正問題。

2016年，公司實現了從0到1的突破，推出了首款針對騎行的AR智能眼鏡“XLOONG?X100”。它不僅能接打電話、收發信息、記錄騎行時的各項數據和運動軌跡等，還能隨時拍攝沿途風景，并實現3D導航。產品一經推出，馬上成為業內關注的焦點，半年時間內，就賣出了3000多套，總銷售額約1000萬元。

隨后，梟龍科技創新的步伐可謂“一發不可收”。2017年，梟龍科技發布了“XLOONG?X200”AR智能眼鏡。2020年又推出“XLOONG?X300”AR智能眼鏡，這款眼鏡不僅重量輕，還能實現身份識別、車牌識別、執法記錄、遠程指揮調度等功能。

AR是一項高度集成和復雜的技術，其中最為核心并且最難突破的就是光學顯示組件。如何在一個很薄、很小的鏡片上顯示出更大、更清晰的畫面，是世界上公認的難題。

“AR眼鏡很復雜，里面包含集成顯示等各種功能模組，最難做的就是光學顯示模組。最早的產品，鏡片很厚、模組體積很大，導致AR眼鏡既大又重，只能在特殊行業應用，普及不到消費者。這是因為之前采用的是幾何光學和機械冷制造技術，理論上已經沒有延展空間，很多年沒人能夠突破。”?史曉剛介紹，“于是，我們開發了另外一項技術——光柵波導，它是基于物理光學和微納制造的工藝。”

由于兼具視場角大、顯示效果好、體積小、重量輕、批量生產成本低等優點，光柵波導已成為未來近眼顯示光學技術發展的主流方向。史曉剛團隊研發的AR眼鏡，使用的就是光柵波導顯示模組，該模組由光柵波導鏡片與微投影光機共同組成，是AR智能眼鏡終端最為核心的組件。這種眼鏡的鏡片厚度不到2毫米，比普通的眼鏡片還要薄，光機只有人手指指甲蓋的1/3大小，可以完美隱藏到眼鏡腿里。當人們戴上這種像普通眼鏡一樣輕便的AR眼鏡后，視場角可達55°以上，能呈現相當于3米外100英寸透明屏幕的效果。

“把AR智能眼鏡做得像普通眼鏡一樣輕便，我們就能將之推向大眾消費領域。”史曉剛解釋說。

“相比手機的有限空間，AR可以呈現給人們一個無限大的世界。”在史曉剛看來，AR技術未來的應用會非常廣泛，將幫助人們享受新穎便利的生活方式。從PC到智能手機，再到AR眼鏡，每次計算平臺的遷移都伴隨著輸入效率、輸出效率、場景寬度等核心指標的大幅提升。在PC時代，人們只能進行簡單的文字信息輸入和輸出。在智能手機時代，語音、圖片、視頻成為主要的輸入和輸出方式，AR眼鏡則有更多的空間動作（如手勢）和位置變化（如拿起），還能提供巨型屏幕，并且做到了場景的虛實結合，這是PC和智能手機都無法完成的。

史曉剛大膽預測，手機等移動設備的主導地位未來將會被輕便的AR智能眼鏡替代，“那將是一個虛擬和現實結合的世界”。

如今，梟龍科技已成為全球范圍內極少數掌握光柵波導技術核心原理和工藝的公司之一。據史曉剛介紹，在與兩大戰略投資方——京東方和立訊精密的緊密合作下，該技術已經逐步實現產業化。梟龍科技研發的AR技術產品廣泛應用于消費、工業、軍工、安防、融媒體等多個領域。例如，團隊研發的“穿戴式AR智能眼鏡測溫系統”和AR智能安保系統，應用在抗疫和北京2022年冬奧會、冬殘奧會保障工作中，引起多方關注。其中，“穿戴式AR智能眼鏡測溫系統”可應用于各公共場合，實現移動巡邏和布控場景下的安全高效、無接觸體溫檢測，測溫結果直接顯示，自動提示或報警。AR冬奧安保系統，與公安系統的無人機管控系統進行聯合部署、協同作戰，對奧運場館進行全方位360度布控，實現了對奧運場館安保態勢的24小時實時觀測、精準指揮調度。

史曉剛自信滿滿地說：“成熟的AR技術將在未來5到10年大規模融入日常生活，中國的自主創新將引領世界！希望我們公司未來能成為像蘋果、微軟這樣引領時代潮流的科技型企業！”

0到1，5年功

光柵波導是一個多學科綜合領域，涉及光學、半導體制造、納米壓印（一種新型的微納加工技術）、電子等。彼時，在世界范圍內尚處在起步階段。史曉剛帶領研發團隊從零開始，探索各種光柵波導的設計方案，摸索各種制作工藝。“因為需要多學科交叉融合，我們公司申請設立了博士后科研工作站來培養人才，工作站里每個人都具備某個領域的頂尖技術。大家團結一心，通過5年的不懈努力把這項技術做出來了。”史曉剛說。

光柵波導的設計需要專業工具輔助完成，而目前該領域并無成熟的軟件。于是，梟龍科技自主研發了基于RCWA算法的AR光柵波導設計軟件，可快速分析光柵的衍射效率分布和光柵波導光線傳輸性能，分析結果直觀、簡潔，可大幅度提升設計效率。“我們團隊里幾個博士沒日沒夜地干，干一兩年才編出來。”史曉剛回憶。

光柵波導技術是通過納米結構對光的衍射及光學元件的波導效應實現虛擬圖像的近眼透視顯示，采用高精度光刻、刻蝕（與光刻相聯系的圖形化處理的一種主要工藝）等芯片級工藝制作，通過納米壓印工藝實現器件的低成本批量穩定制備。納米壓印最難的是制作硅模板，即在硅片上做出光柵結構，再通過壓印設備把模板上的光柵結構轉移到薄薄的鏡片上。“需要利用半導體光刻，這類似于把制作半導體的工藝，如光刻、納米壓印應用到AR眼鏡上。但光刻機需要很多錢，我們買不起，那就只能硬著頭皮去找資源，尋找有光刻機的科研院所幫忙加工，并且一起探索如何制作。”每當談及專業話題，史曉剛就像打開了話匣子。

2019年，在對光柵波導核心技術進行集中攻堅的過程中，史曉剛重返北京理工大學，成為一名全日制博士研究生。談及為何讀博，史曉剛說：“攻克‘卡脖子關鍵核心技術，涉及很多底層的突破，不光是工程化的東西。需要更多學術資源的支持，和很多高校、科研院所建立合作。”

2020年，史曉剛及其團隊在對研發方案進行上百次推翻重改后，他們終于攻克了納米光柵波導顯示光學器件核心技術，成功研發出高性能納米光柵波導顯示光學器件，各項性能指標與顯示效果均達到國際領先水平。

史曉剛說：“做這個東西，實驗成本高，周期長，找不到可參考的先例，我們只能一次次去測試、調整。特別是工藝環節，生產相關器件的光刻設備很貴，每一次納米壓印模板的制作都是近百萬元的投入。在曙光未現的時候，那么多錢砸下去，是很讓人崩潰的事情。但我堅信時間、精力積累到一定程度時，量變就會引起質變。最終，我們做出來了！”

論學習力

創業源于史曉剛對于科技創新的熱愛，但真正走上這條路后，他才發現，只有熱愛遠遠不夠。掌握核心技術僅僅是基礎，還要有市場調研、管理、推廣、人才培養以及資本助推等方方面面的支持，創業路上的每一步都是挑戰，“要保持極強的學習力”，史曉剛是這樣說的，更是這樣做的。史曉剛不斷突破自我成長天花板，帶領公司乘風破浪，飛速前進。

從做技術到當好CEO，要經歷一番磨礪。史曉剛原本擅長硬件領域，但AR眼鏡涉及多個專業，背后是一個龐大的系統，為了有更全面深入的理解，每個階段他都會專注一個領域學習研究。每次和團隊開會，他總能提出一些核心點，并作出準確判斷。

產品應用、開拓市場也不是小挑戰。史曉剛總能從走過的彎路中不斷反思、調整、再出發。某次，他們的設計與實際應用場景不契合，甚至出現了降低應用場景效率的情況，史曉剛帶領團隊反復修改完善，找到癥結所在，“之前是純技術思維，對應用場景和需求的理解不深刻，把一堆‘高大上的技術拼湊在一起，卻沒有商業價值”。有了更多的市場意識后，他們的AR技術很快在工業、安防等領域得到了應用，加速了傳統行業的轉型升級。

“最開始創業時，我將重心主要放在技術上。后來要帶團隊，從技術突破到產品的研發，再到量產、應用場景的拓展、市場的開發、人才培養、資本團隊的管理等，這些都促使我不斷去學習，讓自己不會落后于公司本身的發展。”

爭取投資，是創業路上必須邁過的一道關。在注重資歷與技術積累的硬件行業，年輕并不是多大的優勢，先入為主的質疑不可避免。為扭轉劣勢，史曉剛未雨綢繆，不打無準備之仗，不像一些初創企業大海撈針般地找投資。史曉剛從一開始就精準定位，他挨個查閱、分析相關領域的投資公司，從中篩選出最有可能的對象，然后再想辦法調動一切資源去爭取。

史曉剛原來不太愛說話，就連在公司開會，前幾分鐘他的聲音都是顫抖的，更別提當眾演講、投資談判了。為了克服此弱點，他會提前打磨演講稿，對著鏡子一遍又一遍地練習，力爭在最短的時間內演示、表達清楚。如今，面對各種場合，他都從容且自信。

近年來，我國的AR技術蓬勃發展，并成為“十四五”規劃中的數字經濟重點產業之一。站在時代機遇的路口，下一步，史曉剛計劃帶領團隊研發出更多消費級的大眾AR產品，讓科技點亮人們的生活。

責任編輯：丁莉莎