普曼博士，纳米电子公司的CEO和联合创始人 – 采访系列

普曼博士是纳米电子公司的CEO和联合创始人，纳米电子公司是一家科学技术公司，通过发明将人工智能、自动化和先进成像技术相结合的平台，重新定义了工厂控制，帮助人类在制造业中检测缺陷和异常。 在加入纳米电子公司之前，普曼博士是Tech Pro公司的所有者和开发副总裁，该公司于2008年被Roper Industries收购。在Tech Pro公司期间，他领导了两次收购和公司转型为新全球市场，并在15个国家建立了合作伙伴关系或子公司。

您能否描述什么是纳米技术?

纳米技术在过去35年中有两个不同的含义。2020年最常见的含义是，纳米技术是指任何具有小于100纳米特征尺寸的技术。我们可以在耐污涂层、防晒霜和水净化中看到纳米技术的应用。虽然这些应用带来了机会，但它们并不是最令人兴奋的。对我来说，纳米技术是指能够制造出原子级精确的物体。当你有一个原子级精确的物体时，你可以不受宏观世界限制地在空间中导航。你拥有不仅优异而且可控的物理和电气特性。这是纳米技术可以开启其他方式不可能的创新领域的地方。埃里克·德雷克斯勒在20世纪80年代首次提出了这一概念，现在人工智能可以与材料科学、生物学、化学和物理学相互作用，事情比以往任何时候都更加可行。

哪些行业最容易被纳米技术颠覆?

电子行业似乎是引领其他行业发展的先驱。传统半导体制造业中摩尔定律的终结实际上为纳米技术提供了机会。我认为我们将开始看到诸如三维基板架构、能够提供更高能效的新材料等东西。我们将能够以远低于当前半导体制造成本的价格设计和制造产品。一旦我们做到了这一点，我们将看到其他行业也能够从这些特性中受益，无论是生物学还是化学，半导体行业中出现的示例和原型将被应用到其他领域。

您能否分享纳米电子公司的创立故事?

我们于2010年创立了纳米电子公司，当时我在哥伦比亚大学工作。纳米电子公司实际上是为了让最令人兴奋的发明能够规模化而成立的。大学实验室是一个伟大的发明场所，但如果发明仅仅停留在实验室中，那么它就没有太大的意义。作为一个在工厂车间中度过了更多时间而不是学术实验室的人，这一点深深地刻在我的DNA中。我与我的父亲一起创立了纳米电子公司，他也是另一家公司的创始人，我们曾一起在那家公司工作。那家公司于2008年被收购。纳米电子公司的目标与那家公司类似，都是利用最新的计算机技术和仪器来革新旧工业。纳米电子公司的概念是利用人工智能、超分辨率成像和机器人来改变制造业的方式。这一理念并非特定于某个行业。我们的第一个客户于2011年出现，是下一代半导体行业，该行业由于纳米尺度缺陷导致产量低下，难以规模化，尽管它们具有令人难以置信的特性，但仍然难以被广泛采用。这是一个很好的起点，因为它为我们提供了许多挑战。它使我们能够不仅仅关注特定行业，还能够通过对制造业的视角来看待问题。这个行业，即化合物半导体，目前是该行业增长最快的细分领域。

纳米电子公司拥有超越阿贝极限的专利技术。您能否首先解释阿贝极限是什么以及纳米电子公司如何克服这一限制?

阿贝极限是由恩斯特·阿贝提出的光学中的衍射极限的正式化。这是一种通过计算数值孔径来选择光学仪器的方法，使得光波不大于要成像的物体。这并不是我们完全克服的东西，但计算上我们可以绕过它。我们有几种方法来解决这个问题。其中一种非常有效的方法是使用人工智能和多种照明方式来分类人工智能预期看到的东西，并将其与实际看到的东西进行比较，即使光的波长大于被成像的物体。我们始终在寻找新的方法来解决这个问题，挑战不仅仅是分辨率，还要能够检测到比阿贝极限小的东西，并能够以制造业能够接受的速度进行检测。

您能否讨论纳米电子公司如何将机器学习与纳米技术相结合?

我在前面的问题中已经部分回答了这个问题。在纳米技术中，可以假设要解析的东西比使用的光的波长小。如果你能够看到比光的波长小的东西，并且能够因为机器学习而看到它，那么你就能够操纵它，并且能够从中学习，然后能够用它来构建。这是第一次在纳米技术中实现这种可能性。我们进行了一个实验，可以想象它在纳米技术中会变得有价值，这个实验是使用3D打印和强化学习。3D打印机由强化学习代理控制，代理的目标是优化异常以获得最终属性。他们以人类从未想到的方式实现了这一目标。虽然这不是严格意义上的纳米技术，但同样的想法仍然适用。

您能否讨论纳米技术和人类如何相互增强?

这是第一次，人类凭借其卓越的灵活性和能够同时处理多个概念的能力，可以与具有令人难以置信的速度的人工智能合作。这种合作可以通过不断更新我们希望人工智能优化的目标来实现。我们提供指导，同时观察人工智能的结果。我们并不总是知道人工智能会采取什么策略和方法，但我们知道我们希望它实现的结果。特别是在纳米技术中，这一点尤为重要，因为我们的许多直觉与物理学不相容。幸运的是，人工智能并不受这些直觉的影响，可以根据实际情况做出反应，并以我们无法做到的方式学习。实际上，我们正在通过给人工智能很多机会让它自己学习来教导它，而人工智能反过来教我们什么是可能的。

纳米电子公司与多家基因组测序公司合作，以帮助降低基因组测序的成本。您能否讨论一些这些合作?

虽然我不能讨论我们为基因组测序客户做了什么的细节，但我可以说我们的目标和我们已经看到的一些成功之处是使用独特的照明方式和人工智能来提高产量。更好的产量可以与序列的价格密切相关。如果我们做到了这一点，最终将导致疫苗和其他治疗方法的开发速度更快，并且基因组测序的成本非常低廉，可能会导致100美元的基因组测序。我的个人目标，和许多其他人的目标一样，是尽快让个性化医学成为现实。

纳米技术可以通过什么方式增加产量同时减少浪费?

在我看来，纳米技术必须与减少浪费相关联，否则它就不是真正的纳米技术。我们可以说，纳米技术和原子级精确制造是同义词，因此，制造的原材料应该不产生任何浪费。我们认为，如果我们利用强化学习来实现其他制造技术，这是可能的。

您是否还有其他关于纳米电子公司的事情要分享?

我们做了一些我们称为智能工厂控制(IFC)的事情。我们认为，智能工厂的道路是从传统工厂的产量改进到原子级精确的工厂。

感谢这次精彩的采访，希望了解更多的读者可以访问纳米电子公司。