芯視界：水環(huán)境偵察兵
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】北京市海淀區(qū)有一條南沙河，由于歷史原因，這條河的水質(zhì)和生態(tài)曾遭到破壞。治理南沙河，難度不小。2016年，隨著海淀區(qū)啟動(dòng)南沙河生態(tài)修復(fù)工程，該河水質(zhì)有了顯著提升。水清岸綠，如今是海淀區(qū)河湖環(huán)境的真實(shí)寫(xiě)照，也是海淀區(qū)水務(wù)局近年來(lái)工作的重點(diǎn)目標(biāo)。2020年，海淀區(qū)水務(wù)局出臺(tái)了《“水清岸綠”行動(dòng)計(jì)劃（2020—2025）》，在持續(xù)加大人力、物力投入的同時(shí)，注重引入高新科技進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)和治理。在這個(gè)過(guò)程中，芯視界（北京）科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“芯視界科技”）以其在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的尖端技術(shù)，助力南沙河水環(huán)境治理水平提升。芯視界如何完成“技術(shù)助攻水污染難題”，帶著一探究竟的想法，《法人》記者近日走訪了北京市專精特新“小巨人”企業(yè)——芯視界。
量子點(diǎn)光譜傳感芯片 資料圖片
技術(shù)助力水環(huán)境治理
在北京市海淀區(qū)成府路的芯視界內(nèi)，記者對(duì)明亮的內(nèi)部辦公環(huán)境印象深刻：辦公區(qū)域設(shè)計(jì)了很多開(kāi)放式大開(kāi)間，所有會(huì)議室均使用透明門(mén)窗，并備有寫(xiě)字板，方便員工隨時(shí)“頭腦風(fēng)暴”。即使坐在休息區(qū)，也可以看到會(huì)議室中交流的員工。
芯視界品牌總監(jiān)黃曄南向記者介紹，相比其他大公司嚴(yán)格的等級(jí)制度，芯視界推崇更為開(kāi)放、自由、創(chuàng)新、平等的“蜘蛛網(wǎng)”式企業(yè)管理文化。
據(jù)了解，芯視界科技成立于2016年。經(jīng)過(guò)潛心科研沉淀，2018年公司向海淀區(qū)水務(wù)局提供的自主研發(fā)產(chǎn)品——芯禹®水質(zhì)監(jiān)測(cè)終端以及“河長(zhǎng)助手”水環(huán)境大數(shù)據(jù)監(jiān)管系統(tǒng)，助力當(dāng)?shù)厮畡?wù)部門(mén)進(jìn)一步提升水環(huán)境治理工作。
南沙河位于海淀區(qū)北部，屬于海河流域溫榆河水系，基本呈西東走向。河道在海淀區(qū)境內(nèi)長(zhǎng)16公里，流域面積220平方公里。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，海淀北部地區(qū)發(fā)展迅速，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求越來(lái)越高。
2021年年末，芯視界副總工程師孫常庫(kù)博士在接受記者采訪時(shí)曾表示，2018年以前，很多企業(yè)制造小型設(shè)備，通過(guò)傳感方式監(jiān)測(cè)大氣污染。當(dāng)時(shí)，芯視界科技團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，傳感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的運(yùn)用還很少，已有的監(jiān)測(cè)技術(shù)較為傳統(tǒng)，仍停留在需要人工監(jiān)測(cè)階段，并且監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)也屬于溫度、電導(dǎo)率、pH值等間接性指標(biāo)，無(wú)法全面反映水體污染情況。此后，芯視界開(kāi)發(fā)了以量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)為核心的芯禹®水質(zhì)監(jiān)測(cè)終端以及與之配套的“河長(zhǎng)助手”水環(huán)境大數(shù)據(jù)智慧監(jiān)管系統(tǒng)。
在助力治理南沙河過(guò)程中，十幾公里的河道中多點(diǎn)布設(shè)了芯禹®產(chǎn)品，無(wú)論是干流還是支流，均可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化。一旦某區(qū)域發(fā)生污染排放，管理人員第一時(shí)間便可通過(guò)手機(jī)平臺(tái)收到信息并及時(shí)趕往事發(fā)地點(diǎn)處理。
水清岸綠，是如今北京市海淀區(qū)河湖環(huán)境的真實(shí)寫(xiě)照 資料圖片
結(jié)合實(shí)踐場(chǎng)景更新產(chǎn)品
開(kāi)發(fā)一套先進(jìn)的實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)服務(wù)智能終端產(chǎn)品，并非一帆風(fēng)順。對(duì)于芯視界科技來(lái)說(shuō)，研發(fā)產(chǎn)品是一個(gè)不斷與場(chǎng)景深度融合，發(fā)展創(chuàng)新的過(guò)程。
“我們經(jīng)常在做場(chǎng)景拓展時(shí)發(fā)現(xiàn)，幾乎所有水污染源頭都來(lái)自岸上。”孫常庫(kù)告訴記者，很多地區(qū)雨水量較大，雨水管與污水管錯(cuò)接混接、雨污河流等問(wèn)題導(dǎo)致大量雨水進(jìn)入管網(wǎng)，污水處理廠難以應(yīng)對(duì)。路面積水、污水直排等問(wèn)題，已成為影響城市基礎(chǔ)公共設(shè)施建設(shè)改善的重要問(wèn)題，傳統(tǒng)手段效率較低很難形成有效方案。
孫常庫(kù)進(jìn)一步介紹，管網(wǎng)情況非常復(fù)雜，水排放、運(yùn)輸過(guò)程在管網(wǎng)中存在大量監(jiān)測(cè)盲端，沒(méi)人知道地下實(shí)際情況。曾經(jīng)只能依靠人工或管道機(jī)器人爬到井下探索，但投入成本較高，并且具有局限性，無(wú)法實(shí)時(shí)獲取地下水環(huán)境信息。芯視界科技團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了這些現(xiàn)實(shí)難題后，便開(kāi)始新一輪自主研發(fā)，將其原有適用于城市河湖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的傳感器產(chǎn)品進(jìn)一步小型化，最終研發(fā)出芯禹®排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)終端。該產(chǎn)品與芯禹®地表水監(jiān)測(cè)終端同樣體積小巧、布設(shè)靈活，且能快速獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
據(jù)孫常庫(kù)說(shuō)，芯禹®排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)終端操作十分方便，只要將馬路上的井蓋掀開(kāi)，直接將其快速布設(shè)井中，設(shè)備便會(huì)實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)并傳輸至云端。而設(shè)備電池及信號(hào)傳輸?shù)炔考煞诺骄谖恢茫邪惭b過(guò)程基本不用下井，保障了井下作業(yè)安全，通過(guò)多節(jié)點(diǎn)的廣泛布設(shè)可以實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的數(shù)字化、信息化呈現(xiàn)。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)工作需要經(jīng)過(guò)人工采樣、保存、運(yùn)輸、實(shí)驗(yàn)室測(cè)量四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成，但芯禹®地表水監(jiān)測(cè)終端直接將此過(guò)程縮減為原位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一個(gè)環(huán)節(jié)。之前需要數(shù)天都無(wú)法真正解決的排污溯源問(wèn)題，在數(shù)小時(shí)內(nèi)精準(zhǔn)解決，真正實(shí)現(xiàn)靶向治污。
“我們通過(guò)這種方式，將陽(yáng)光下看不到的井下世界展現(xiàn)在大家眼前，希望我們的產(chǎn)品不單純維護(hù)水環(huán)境，更能助力整個(gè)城市智慧化管理。”孫常庫(kù)表示，“將城市管網(wǎng)水質(zhì)數(shù)據(jù)梳理清晰，會(huì)極大提升整個(gè)排水管網(wǎng)運(yùn)行效率，提升污水處理廠運(yùn)行效率和污水收集率，減少污水排放，為打通廠網(wǎng)河湖一體化系統(tǒng)發(fā)揮積極作用。”
據(jù)了解， 目前“水環(huán)境偵察兵”通過(guò)芯禹®智能終端為北京市眾多河流實(shí)時(shí)提供水質(zhì)監(jiān)測(cè)服務(wù)。2020年起，“水環(huán)境偵察兵”項(xiàng)目在北運(yùn)河、溫榆河、潮白河、壩河等近百條河湖水庫(kù)上布設(shè)了多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)掌握北京16個(gè)區(qū)河流水質(zhì)運(yùn)行狀況，并接入“河長(zhǎng)制”平臺(tái)，成為河長(zhǎng)精準(zhǔn)治污的有效抓手。
近年來(lái)，芯視界抓住水生態(tài)環(huán)境管理契機(jī)，開(kāi)始深度探索水生態(tài)領(lǐng)域。在“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念下，芯視界緊隨水環(huán)境監(jiān)管智慧化發(fā)展趨勢(shì)，自主研發(fā)的產(chǎn)品不僅完成了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、污染告警、排污溯源、預(yù)測(cè)分析解決客戶核心問(wèn)題功能，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)顛覆性創(chuàng)新。
芯視界辦公環(huán)境 姚瑤／攝
“小巨人”探索領(lǐng)域融合
“芯視界科技的產(chǎn)品，本質(zhì)來(lái)說(shuō)是利用傳感方式獲取信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。”據(jù)孫常庫(kù)介紹，公司擁有世界首創(chuàng)的光譜儀微型化技術(shù)——量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)，并基于此成功研發(fā)出全球領(lǐng)先的高性能芯片化光譜傳感器，將對(duì)物質(zhì)信息實(shí)時(shí)探測(cè)識(shí)別與分析變?yōu)榭赡。目前，該技術(shù)已將數(shù)據(jù)和數(shù)字管理體系帶入水生態(tài)環(huán)保行業(yè)。通過(guò)布設(shè)在目標(biāo)水域的監(jiān)測(cè)終端以及配套水環(huán)境大數(shù)據(jù)智慧監(jiān)管平臺(tái), 每年數(shù)億條水環(huán)境光譜數(shù)據(jù)（水質(zhì)數(shù)據(jù)、告警信息等）被推送并分享給相關(guān)監(jiān)管業(yè)務(wù)部門(mén)。
據(jù)了解，量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)是一項(xiàng)在全球范圍內(nèi)具有前瞻性與引領(lǐng)性的原始創(chuàng)新成果。該技術(shù)成果打破了國(guó)際光譜傳感技術(shù)數(shù)十年來(lái)發(fā)展的瓶頸，首次在世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表即得到科學(xué)界廣泛關(guān)注與高度評(píng)價(jià)。同時(shí)，該技術(shù)為光譜儀傳感化和光譜信息化及大數(shù)據(jù)化奠定了必要基礎(chǔ)，被稱為“顛覆性”技術(shù)。
何為量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，便是通過(guò)點(diǎn)陣的方式，將成百上千種新型納米材料量子點(diǎn)集成到微型芯片上；利用不同尺寸量子點(diǎn)對(duì)特定光譜范圍敏感的特性，創(chuàng)新研制出量子點(diǎn)光譜傳感芯片，將實(shí)驗(yàn)使用的大型光譜分析儀器縮小1000倍，變成手機(jī)攝像頭大小的微型光譜傳感芯片。這些芯片可以便捷搭載到手機(jī)、電腦、無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等終端設(shè)備上進(jìn)行廣泛、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的物質(zhì)識(shí)別與檢測(cè)。
“我們的芯片很小，可應(yīng)用于很多場(chǎng)景。”孫常庫(kù)告訴記者，他們很早以前做過(guò)水果檢測(cè)，將芯片搭載到手機(jī)上，只要用攝像頭對(duì)水果拍照，便可檢測(cè)到水果含糖量等信息。此類市場(chǎng)角度的應(yīng)用還有很多，比如人體健康檢測(cè)，對(duì)眼底、舌苔、尿液、皮膚進(jìn)行健康篩查等。
“事實(shí)上，我們的產(chǎn)品涉及化學(xué)、光學(xué)、軟件、算法等多學(xué)科交叉。”孫常庫(kù)表示，芯視界目前進(jìn)行了多元化信息融合，通過(guò)對(duì)光譜信息大數(shù)據(jù)的構(gòu)建，可以拓展到環(huán)保、航天、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、食品等多個(gè)日常應(yīng)用領(lǐng)域。“目前，我們聚焦水環(huán)境監(jiān)測(cè)，正努力把這一領(lǐng)域摸透，接下來(lái)將會(huì)進(jìn)行更多行業(yè)領(lǐng)域的拓展融合。”
作為一家科技創(chuàng)新型企業(yè)，芯視界科技的技術(shù)與產(chǎn)品能有效助力生態(tài)文明建設(shè)，與監(jiān)管部門(mén)以及相關(guān)行業(yè)企業(yè)的需求契合度較高。自2020年開(kāi)始，芯視界科技與北京市水務(wù)局、福建省三明市建寧縣水利局、廣西壯族自治區(qū)柳州市生態(tài)環(huán)境局等部門(mén)相繼開(kāi)展了業(yè)務(wù)合作。
今年2月，北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局公示了2021年度第二批北京市專精特新“小巨人”企業(yè)名單。芯視界憑借其在創(chuàng)新引領(lǐng)、行業(yè)影響力、突破關(guān)鍵核心技術(shù)、高質(zhì)量發(fā)展等方面的突出成績(jī)，入選北京市專精特新“小巨人”企業(yè)名單。
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