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创新的科技馆专用显微镜系列产品与科普展品的产业化

日期:2013-1-23 0:00:00 | 来源:全景

闫宏 博士

北京全景多媒体信息系统公司 首席科学家

北京市海淀区中关村南大街甲6号铸诚大厦A613A,北京100086 中国

e-Mail:yanhong60612@sohu.com, Cell Phone #:13911854883

 

摘要

    以科技馆专用显微镜系列产品的概念、设计、制造和商业模式策划等过程中的知识产权,质量与标准化、标准与个性化,企业战略、实验室与人才建设等问题为例,探讨科普展品创新中的相关问题,展示了科普展品创新与产业化发展的一条具体路径。

关键字:科普,展品,专用,显微镜,产业化

一、     前言

科普展品的制作企业也和其他行业中的企业一样,在市场化、产业化过程中,从处于价值链低端的加工制造环节起步,进而形成产业规模后,必然向产业价值链的高端跨越,从而成为具有创新能力,拥有知识产权,享有品牌声誉,有活力的长青藤企业1,2。在这个跨越式发展的过程中,需要认真处理好影响企业和科普产业乃至科学传播事业健康发展的各种问题,因为没有科普产业的健康发展也就不会有科普事业的繁荣。

 

二、     从科技馆中的显微镜看当前科普展品创新的现状与问题

目前,科技馆中专门化的显微展示设备较少,特别是高成像品质的展示专用数字显微镜还是空白。博物馆、科技馆里普遍采用通用研究/教学显微镜进行改装,屏蔽掉大部分功能(如物镜切换、聚光镜调节、照明调节、孔径光阑与视场光阑调节、载物台位移、粗聚焦甚至聚焦微调)几乎只剩下瞳距和目镜调整,每台显微镜通常只能观看一个样品。此外,由于聚光镜、照明、孔径光阑与视场光阑未必处于最佳匹配状态,图像的分辨率、反衬度以及色彩还原性都不理想,直接影响观看效果和操作体验。

 

1博物馆中正在使用的各种光学显微镜

 

上述问题实际上反映了科普展品中新颖性、互动性和稳定性、可靠运行之间的矛盾:不新颖、不生动的展品观众不喜欢,观众喜欢的展品常常磨损严重而易出故障,而不能稳定运行的展品再新颖也没意义,解决这一矛盾的途径在于创新。

 

三、     从科技馆志愿者到科技馆专用显微镜概念

针对上述问题,本文介绍一种专为博物馆、科技馆的展示功能所设计开发的系列数字光学显微镜,设计思想包括:

首先是追求成像品质,具体措施包括:

1.  使用单一物镜,自然就取消了聚光镜调节、孔径光阑与视场光阑调节,从设计上保证了聚光镜、孔径光阑与视场光阑处于最佳匹配状态,为获得高品质光学影像打下基础。

2.  光学分辨率、数字传感器分辨率及显示器分辨率匹配与最优化设计,即不损失光学分辨率,又没有追求高像素指标造成的浪费,实现了高品质的数字影像。

 

2900倍展示专用数字光学生物显微镜

其次是强化展示功能,具体措施包括:

1 900倍生物显微镜的样品盘可容纳8个载玻片;220倍倒置(金相)显微镜、15-120倍连续变倍显微镜和10-60倍体视显微镜的样品转盘可容纳16个透明或不透明样品。

2.无目镜,也不必切换物镜,更没有使用通用显微镜时繁琐的聚光镜调节过程,观众无须培训就可以用操纵盒进行XYZ(调聚焦)方向的调节和旋转样品盘切换样品。

                                  

3,15-120倍展示专用数字光学连续变倍显微镜

 

4,220倍展示专用数字光学倒置显微镜

 

第三是突出科技馆特色,大型化载物台设计简洁、耐用,经得起高强度的使用。倒置显微镜和连续变倍显微镜的大样品空间设计,允许观众将随身物品放在显微镜上观察。

 

5,10-60倍展示专用投影体视显微镜

 

上述设计思想来自于作者在展教活动中对观众使用现有展品的观察。“展教活动是科技馆的灵魂,展品设计应服务于展教活动。”作者本着这样的指导思想参加了中国科技馆的志愿者活动。从商业角度看,了解用户(观众)需求更是最基本的商业规律。了解观众的需求和行为特点,结合自身技术专长和思想上没有约束是科普展品创新的一个规律。

 

四、     从科技馆专用显微镜的专利与捐赠看知识产权问题

科技馆专用显微镜是全景公司出资研发的第一个创新产品,于20104月初立项。作为全球首台展示专用数字光学显微镜,其初样在20105月参加了中美科技馆馆长论坛并做了表演展示。20108月,全景公司将一台1000倍展示专用数字光学生物显微镜的正样捐赠给了中国科技馆并在生命展区稳定运行。在此期间,有的博物馆得知该产品的信息,表达了出资合作开发的强烈意愿。全景公司基于产业化战略决策,考虑到自主创新、自主知识产权和自主品牌是企业产业化战略的基础,婉言谢绝了对方投资合作开发的意向。目前,全景公司和作者拥有科技馆专用显微镜的多项专利3,4,5,科技馆专用显微镜产品的企业标准也已在北京市昌平区质量技术监督局备案,6

 

6 ,全景公司向中国科技馆捐赠的显微镜受到观众喜爱

 

产业化的核心问题是知识产权问题,没有自主知识产权就只能在产业链低端徘徊7,企业自主知识产权是产业化的基础。那种科技馆出具体到展品的主意,公司只管展品的制作的模式是难以产业化的。在这个问题上企业需要得到馆方的理解和支持,只有解决了这个问题,科普产业化才有可能,中国的科普事业才能健康发展;否则,没有哪个企业有实力、有魄力进行自主创新的工作。

 

五、     从科技馆专用显微镜的商业模式设计看公益性场馆与经营性企业在展品创新中的分工与合作

科技馆专用显微镜是要卖给科技馆的产品,其商业模式的设计必然和科技馆的建设、展品更新、包括展教活动密切相关。其中的基础问题是如何解决产品的标准化和满足不同科技馆具体的个性化需求问题。全景实验室一方面采用模块化、系列化的设计解决科技馆专用显微镜个性化与标准化的矛盾,另一方面投入大量资源用于显微镜展示内容的研发,不断充实和升级标本库和展示方式。目前已经形成900倍生物显微镜、220倍倒置显微镜、15-120倍连续变倍显微镜,10-60倍连续变倍体视投影显微镜,动态、荧光多媒体显微镜等科技馆专用的光学显微镜系列产品;拥有100种以上的动植物、微生物和人体组织细胞的切片装片和涂片及昆虫封装、金相样品、微电子器件、光电子器件等标本库;正在进行多媒体增强现实手术显微镜、光镊与微操作系列、扫描探针系列、低温真空系列、激光相干显微镜与扫描共聚焦显微镜的设计开发和无机物与蛋白质晶体生长等展示内容的研究。

7,多媒体显微镜

 

就科技馆专用显微镜来说,作为公益性场馆与经营性企业在展品创新中的分工是:在展示的知识、创意,包括人文故事等方面,馆方有更高的境界和担负主要责任;在展品创新上,包括展示手段与内容上进行产品的研发和产业化是企业的使命。双方的合作在于两者责任与使命的交集--——集成再创造上(如在企业产品基础上进行的展品个性化设计和多媒体脚本的编制、展示说明材料的制作等)。

 

六、     从全景实验室看展品设计人才队伍的培养

现代企业,特别是高科技企业大都拥有自己的研究机构甚至是大学,如安捷伦实验室、英特尔研究院、西门子和摩托罗拉的企业大学都给企业的产业化发展提供了强劲的动力。在科技馆专用显微镜立项之前,全景开放实验室就已经开始建设,初期从事战略性软课题的研究,其中包括科技馆衍生品的市场与行业调研。通过三个月的战略研究,确定了全景公司产业化战略指导思想和科技馆专用显微镜研究开发计划。根据产业化战略,围绕科技馆专用显微镜项目,同步开始了全景开放实验室的建设。目前,全景开放实验室对全体员工开放,使大家能够验证并最终实现其设计创想。实验室重点支持科技馆专用显微镜的研究开发,项目组的研究员和工程师在技术上都有所专长和建树;更重要的是每个人都有想法,每个人都愿意与团队分享自己的想法并不断丰富、优化成为集体的想法,大家共同努力使之变为现实。

 

8,开发中的多媒体手术显微镜

 

此外,企业实验室、研究院和科技馆研究人员间的互动与交流对于科普展品的集成再创造至关重要。创新是科普展品也是所有中国企业发展走向产业链高端的瓶颈。创新的核心是人才,创新人才萌发的土壤是创新的企业文化。走产业化道路的企业才会做强,才会培育创新文化,才会使人才流向企业的研究开发机构。创新还是产、学、研的结合,产学研的结合不仅是来自高校、研究所和企业的人大家坐在一起开会,或是一起通过分工合作来完成一个项目,而是要结合在具体的一个人身上,说到底也是人才问题。企业需要高校、研究所的人才加入并真正发挥作用,开发有市场竞争力的创新产品;科技馆、研究所更需要企业的人才带来市场和社会需求的刺激,避免闭门造车。

 

七、     从科技馆专用显微镜的质量标准看科普展品产业化

全景实验室在科技馆专用显微镜的设计开发中遵循了一套武器装备科研生产许可证和医疗仪器制造资质所要求的技术管理、质量管理和项目管理方式。例如,在对于外协加工的质量与进度控制上与加工厂签订相关协议,采用质量代表现场检验、监督等手段进行有效控制;对于关键重要的元器件实行严格的供应商考察与评审程序;对于装配程序和要求编制了清晰的作业指导书和培训视频资料,其中关键的光学与光电子元器件的装配必须遵守净化间操作规程进行;对于故障能做到故障归零、技术归零和管理归零;项目进程由多个节点进行控制保证了后墙不倒;设计和项目进行中制定并执行可靠性保障计划,产品运行中制定并执行预测性维护计划。此外,产品的电磁兼容性试验、环境冲击试验和CE认证等工作也在进行之中。

9,全景开放实验室一角

 

八、     结语

作者通过展教活动深切的体会到只有展品的稳定可靠运行,其创新才有意义;通过科技馆专用显微镜的研发认识到只有采用产业化的质量管理措施,科普展品的质量和稳定可靠运行才能够落到实处;多年的科研和科研管理经验给出了企业创新文化对于企业发展的难能可贵;而没有自主知识产权和自有品牌,企业何来产业化的动力?

科普展品产业化是解决上述问题的一把钥匙,关键是如何正确面对商业文化背景下的科技传播,形成有利于科普事业健康发展的商业模式。

 

致谢:承蒙全景公司的信任,使科技馆专用显微镜项目从立项到验收全过程进展顺利。感谢全景实验室李伦根先生、贺勇先生和谷强先生的大力支持。

 

参考文献:

1.“商业文化环境下科技传播行业的创新与发展”闫宏,第二届北京科技传播创新与发展论坛,北京科技活动中心,2004515-16

2.“从芝加哥最“绿色”的房子看商业环境下科技传播的创新与发展”闫宏,2009科技馆国际论坛暨年会,北京,2009916-17

3.“用于展示的数字光学显微镜”,专利申请号:201010274169.8201020519517.9

4.用于展示的倒置式数字光学显微镜”,专利申请号:201010274187.6201020519499.4

5.用于展示的数字光学连续变倍显微镜”,专利申请号:201010274170.0201020519512.6

6.展示专用数字光学显微镜企业标准”:Q/CPQJX001-2010;北京市昌平区质量技术监督局备案号:CPNO655-2010

7.光电子产业陷入泡沫状发展http://finance.sina.com.cn/chanjing/b/20050906/0918298676.shtml

 

作者简介:

闫宏,男,汉族,北京人,46岁。本科、硕士、博士皆毕业于北京大学物理系,硕士毕业留校任讲师,20002003年在美国伊利诺依大学芝加哥医学院进行博士后研究工作。回国后历任北京电影机械研究所总工程师,北京光电技术研究所所长,北京仪器仪表研究总院副院长,现任北京全景公司首席科学家。仪器仪表高级工程师,企业战略规划师,国际职业经理人;中国光学学会高级会员,第五届薄膜专业委员会委员,国家出口管制专家,中国科技馆专家志愿者。长期从事光学薄膜工艺、光纤通信器件、激光光谱系统、生物大分子核磁共振动力学、生物物理以及科学仪器领域的科研与开发工作。本科毕业后开发成功宽束离子源与离子束刻蚀系统并实现销售;硕士阶段完成中国第一个光纤布拉格光栅(FBR)器件和FBR半导体激光器;中国市场上最早的凝胶成像系统;博士期间完成国内第一、国际第三个纳米空间分辨的飞秒超快激光光谱系统,提出了光纤基因芯片的原创性设计。在美国商业文化影响下逐步将工作转向企业经营管理,擅长设计开发的周期、质量和成本控制,企业战略规划,国际合作和创新型企业文化建设。yanhong60612@sohu.com