从美国宾夕法尼亚大学，到加拿大麦吉尔大学、日本东北大学，从AI（人工智能）+材料、机器人电池，到高浓度废水治理——他们曾远赴海外求学，在国际前沿科研环境中探索技术边界，也曾获得留在海外发展的机会。最终，他们选择回到祖国，将所学所研带回产业一线，在北京开启科技创新与创业实践。

    他们中，有人让人工智能走进传统工厂，把“老师傅经验”转化为数据和模型；有人攻克高性能电池材料难题，为人形机器人打造“动力心脏”；有人十年深耕污水治理，让实验室里的科研成果真正奔赴治污一线。他们的选择各不相同，却有着共同的方向——从海外归来，把个人成长融入国家发展，把科研成果转化为产业动能，在北京广阔的创新舞台上寻找价值、创造未来。

    韩家乐

    让AI走进工厂 把“老师傅经验”变成智能模型

    当AI遇上传统的工厂，会产生什么样的“化学反应”？“老师傅经验”与AI的数据驱动到底哪个更有效？OPC（一人公司）如何创造出千万产值？00后创业者韩家乐给出了自己的答案。毕业于美国宾夕法尼亚大学材料工程专业的他，正在探索一条“AI+材料”的新路径——通过人工智能技术，将材料机理模型、人工智能模型与工业生产场景结合，帮助企业优化材料研发、生产工艺和质量控制，让过去依赖经验积累的制造流程逐步走向数据驱动和智能决策。

    拥有学科家传 锚定交叉研发方向

    “材料这个方向，我从小接触比较多，父母也是材料专业出身，所以兴趣培养得比较早。”回顾自己的求学经历，韩家乐表示，材料科学一直是自己感兴趣的领域。本科阶段，他进入美国加州大学伯克利分校学习，而伯克利在材料科学领域的科研实力，也让他进一步坚定了发展方向。

    “AI+材料这个方向，对我来说其实是一个比较自然的选择。”在本科期间，随着人工智能快速发展，材料信息学逐渐兴起，AI开始进入材料研发领域，而韩家乐所在的美国加州大学伯克利分校则是这一领域的开拓者。本科毕业后，韩家乐进入宾夕法尼亚大学继续深造。

    2023年，韩家乐在美国波士顿创业，最初的方向是利用AI辅助新材料研发，这期间，他接触到大量材料企业的真实需求。随着与企业深入交流，他发现，工业领域还有一个更加迫切的问题：如何让AI真正进入生产过程、帮助企业解决实际问题？

    “如果想在工业界做事情，需要更加丰富的应用场景。”这是促使韩家乐回国发展的关键原因。在他看来，美国拥有领先的科研环境，但制造业应用场景相对有限；中国拥有全球规模领先、链条完整的制造体系，为AI技术快速验证和迭代提供了更加广阔的空间。

    立足制造场景 目标不是替代工程师

    带着这一判断，韩家乐选择回国创业。2025年，他创办北京素源矩阵科技有限公司，入驻中关村AI北纬社区。公司聚焦“AI for Science”（科学智能）方向，希望打造覆盖材料研发、放大和生产全过程的智能系统。

    韩家乐告诉北青报记者，公司目前主要围绕“发现智能”和“制造智能”两个方向展开，通过将材料机理模型、生成式AI模型以及科学智能体与工业场景连接起来，实现材料性能预测、配方优化、实验辅助验证以及生产过程优化。

    过去，传统材料行业长期依赖经验积累。例如，在一些材料生产过程中，工程师往往需要根据原料变化、生产环境等因素不断调整配方和工艺。这种经验十分宝贵，但也存在难以复制、难以量化的问题。

    韩家乐认为，AI技术能够帮助企业解决三个核心问题。首先是缩短研发周期，传统材料研发往往需要大量重复实验，通过AI与高通量实验结合，可以大幅减少试错时间，将部分研发周期从几年缩短到数月；其次是降低生产成本，通过优化材料配方和工艺参数，帮助企业提高生产效率，实现降本增效；再次是提升决策能力，过去企业往往需要等产品生产完成后才能判断性能，而通过AI预测模型，可以提前判断材料表现，实现从“事后调整”向“事前预判”转变。

    “我们的目标不是替代工程师，而是帮助他们拥有更强的决策能力。”目前，素源矩阵已覆盖无机胶凝材料、绿色建筑材料、高分子材料等多个领域，并与材料行业头部企业开展合作。

    斩获千万订单 谁说环材是“天坑”？

    从海外创业到回国发展，韩家乐最终选择将企业落地北京海淀，在中关村AI北纬社区成立了OPC。在他看来，海淀不仅拥有丰富的高校和科研资源，也具备连接技术、人才和产业的创新生态。

    作为一家OPC企业，素源矩阵团队规模并不庞大，但依靠技术优势和产业需求结合，已经实现了千万级合同签约。“小团队也可以解决大问题，关键是找到真正有价值的产业需求。”

    如今，素源矩阵服务的客户既包括传统材料企业，也涵盖高性能树脂、生物陶瓷、电子级玻璃等高价值材料领域。对于传统产业，他们重点帮助企业解决降本增效和绿色生产问题；对于新材料企业，他们则帮助企业提升研发效率和产品竞争力。“我们有客户是做高性能的氟树脂，其售价很高，而素源矩阵借助融合热力学、动力学机理的AI模型，不断优化配比与工艺，提高了该产品良品率，大大提高了客户的收益。”

    “以前大家觉得生化环材是‘天坑’，但随着人工智能的发展，传统行业也迎来了新的机会。”韩家乐认为，AI正在改变材料行业的发展逻辑。过去，材料创新更多依赖经验积累和长期实验，而未来，数据、模型和人工智能将成为推动材料突破的重要力量。

    对于仍在海外求学、考虑未来发展的年轻人，他建议，要关注时代变化带来的产业机会。

    “现在很多过去看似传统的领域，也正在因为AI的发展迎来新的春天。”韩家乐说，“对于科技创业者来说，国内有更丰富的应用场景，也有更大的发展空间。”

    宋涛

    把海外实验室技术带回家 为机器人装上“动力心脏”

    从为解决电池高倍率放电难题而求索海外，到带着技术回归祖国投身为人形机器人装上“动力心脏”，北京航友灵云能源科技有限公司创始人宋涛带着电池材料界面调控的前沿科研成果，成功打通了从实验室到产线的“死亡之谷”，用硬核国产电芯为具身智能机器人装上了安全爆发的“动力心脏”。

    留学期间做实验 控制硅能“坏脾气”

    宋涛的创业之路起步很早。2017年，从同济大学毕业后，宋涛便投身于载人飞行器研发的创业之中。然而没多久，他就撞上了一道难以逾越的技术“高墙”。宋涛告诉北青报记者，那时候市面上的电池全是为电动汽车设计的，汽车追求的是细水长流、稳稳当当跑几百公里，可飞行器起飞的瞬间需要猛烈拉升，如果直接把汽车电池装上去，高倍率放电会导致电池急剧发热，而这种安全隐患在数十米高空是致命的。

    为了攻克这个行业痛点，宋涛远赴加拿大麦吉尔大学攻读材料工程博士，主攻高性能的硅碳负极电池材料及界面调控。硅被誉为下一代电池的“能量之王”，其电容量远超传统石墨，然而它却有个“坏脾气”——充电时体积会剧烈膨胀，引发短路甚至爆炸危险。而在麦吉尔大学的实验室里，宋涛做起了微观世界里的“城市规划师”，他通过界面调控技术，将一个个极易聚团的硅纳米颗粒，精准地安顿在柔韧的碳网络缓冲结构中，就好比给每个调皮的硅纳米颗粒分配了一个带弹性的独立房间，无论它怎么膨胀，外面的碳网络都能稳稳缓冲掉压力。这一突破彻底破解了高能量密度与超高放电倍率无法兼得的魔咒。随后，在加拿大军工极寒雪地车电池项目中，这套技术完成了落地验证。

    经历险象环生 实现特种电芯量产

    早在博士求学期间，海外头部车企就曾向宋涛伸出橄榄枝，并给出了可观的薪水。然而，宋涛却做出了一个出乎意料的决定——回国创业。“我的本科是在国内读的，也可以说是国家培养了我，现在学成归来，我也希望有机会为国家做点贡献。”宋涛说。

    2025年宋涛回国时，恰逢国内机器人行业快速崛起，还被写进了国家“十五五”规划建议，北京更是给予青年人才大力支持，只待他们放开手脚大干一场。

    2026年3月，宋涛创立的航友灵云在北京市延庆区正式成立。但从实验室到工厂，摆在宋涛面前的是一条险象环生的“死亡之谷”。实验室可以不计成本用最好的材料“手搓”样品，跑测试都在理想恒温环境里，可到了工厂产线，几十公斤材料一放大，工艺就出现了问题，甚至北京一场大雨带来的湿度变化，都可能让电池性能打折，这也导致他们初代产品良品率只有60%。

    面对重重挑战，团队一方面复盘海外项目积累的大量实验数据，持续迭代产品版本；另一方面扎根北京，充分借力首都高校、产业资源，引进产业化实操人才，吸取行业同行宝贵经验，反复打磨工艺参数，把实验室“手搓工艺” 转化成标准化工业生产流程。经过一代又一代迭代打磨，团队完成第三代、三代半产品定型，并且启动第四代产品研发，面向国内头部机器人企业开展对接合作。

    产品供不应求 不会低价无序内卷

    如今，这份坚持迎来了丰硕的商业回报与市场认可。“我们绝不去低价无序内卷，要用硬核产品赢得市场。”宋涛表示。目前航友灵云的电芯产品处于供不应求的火热状态，公司已成功为睿尔曼机器人、久米飞行航空科技等公司实现批量供货；同时，航友灵云正与头部具身智能领军企业展开深入战略对接。凭借卓越的技术突破与落地成效，公司在多项顶级创新创业大赛中摘得大奖，全面驶入高速发展的快车道。

    在宋涛看来，北京汇聚的高校资源、资本力量、人才扶持政策，成为海归创业者干事创业的坚实后盾。如今，宋涛的多位曾经就职于美国企业的师兄师弟，也受国内人才政策和市场环境感召，回国发展。对那些仍在海外的青年人才，宋涛有着真切感悟：“现在国家在人工智能、集成电路、机器人等前沿赛道有着清晰规划，舞台十分广阔，政策也开放包容，欢迎大家回来试一试。”

    戚伟康

    寻找水治理的“中国方案” 让绿色技术奔赴治污一线

    从日本东北大学博士毕业归国，到扎根高浓度废水治理领域攻克技术难关；从实验室里的科研探索，到百余项污水处理工程中的产业应用，北京工业大学副研究员、博士生导师戚伟康，始终追寻一条“让科研成果落地”的碧水之路。十年磨一剑，终于突破颗粒污泥技术的应用瓶颈，借助微生物力量，实现污水脱氮降耗，为工业绿色发展注入科技动能。

    留洋海外研修 发现中外环保差异

    “当初去日本攻读博士，其实是一场巧合，也是一种必然。”戚伟康这样回顾自己的求学之路。

    2012年硕士毕业后不久，在一次学术交流中，戚伟康听到了日本知名水处理专家的学术报告。彼时，报告中所展现出的高浓度废水处理前沿理念与先进技术，让心怀“环保梦”的他大受震撼。“十多年前，发达国家在环保治理和产业成熟度上确实走在我们前面。为了学习国际顶尖的技术和理念，我决定前往日本东北大学攻读博士学位。”戚伟康回忆道。

    在留日期间，戚伟康不仅扎根实验室，更频繁随导师深入一线水厂与环保企业考察。在实地调研中，他敏锐地发现了中外环保产业的差异：发达国家产业成熟，污染企业大多外迁，本地治理侧重于精细化管理和升级；而彼时的中国正处于工业快速发展阶段，高浓度工业废水与养殖废水的治理需求极为迫切，急需高效、低成本的本土化技术支撑。

    “环保行业必须注重实战，技术越早踏入工程一线，越有利于成果的转化与积累。”正是带着这份对国内环保市场的清醒认识和对祖国碧水蓝天的深厚情怀，2015年博士毕业后，戚伟康没有选择留在国外享受安稳的工作条件，成为课题组里第一个毕业回国的学者。

    聚焦治污难题 优化废水处理工艺

    水污染治理中，高浓度废水治理始终是一大难题，其COD（即化学需氧量，是评价水体有机污染程度的关键指标，COD值越高，表明水体受有机物污染越严重）是生活污水的10倍甚至百倍，而高浓度废水还广泛存在于制药、养殖等多个行业中，处理难度与运行成本极高。

    “如果按传统方法治理高浓度废水，一吨水的处理成本动辄十几元甚至数十元，企业负担极重。”针对这一痛点，戚伟康依托国家级技术团队与多年科研积累，聚焦微生物污泥的颗粒化这一前沿低能耗降碳处理技术进行攻关。

    传统的污水处理工艺是利用松散的絮体污泥、复杂的微生物代谢进行污染物去除，不但占地大、运行成本高，外源药剂投加也居高不下。而戚伟康主导的新工艺，动力设备仅有进水和曝气设备，却能够将松散的絮体污泥转化为结构密实的颗粒污泥，显著提高微生物的生物量、沉降性能优异，而且颗粒污泥多层级的空间结构——外部好氧层、中间缺氧层和内部厌氧层——在同一颗粒内能同步实现硝化、反硝化乃至厌氧氨氧化等多种代谢过程。

    这一技术显著降低了高浓度废水的处理成本。戚伟康为北青报记者算了一笔账：利用这项技术，可实现电能消耗减少30%以上，且无需额外投加药剂。此外，这一技术的反应速率是传统方法的2至5倍，大幅缩小了处理构筑物的体积和占地面积，显著降低了基建投资。

    如今，该项技术及成果已在污水废水处理行业中得到应用，实现了有机物和氮磷元素的高效去除，展现出显著的节能减排效益。

    提出中肯建议 “博士也能下工地”

    从一名科研学者到兼顾科技转化的创业者，戚伟康走过了一段不简单的“产学研结合”之路。

    “工程研究不能停留在实验室和论文里，成果必须走向应用、转化、市场、实现服务社会。”在北京市和北京工业大学推动科技成果转化的政策支持下，戚伟康借力山河湾谷创业服务平台，推动将专利技术进行产业化落地，进一步获得了北京市人才引进与留学回国人员创业基金的资助与认可。

    谈及政策扶持，戚伟康深有感触：“现在的创业环境和政策支持力度远胜从前。政府不仅提供了资金和平台托底，更给予了青年科研人员极大的信任与肯定。”

    回顾十年来的科研与创业历程，戚伟康也给广大学子和有志回国的留学生提出了中肯建议：“国内政策环境非常好，如果有想法、想拼搏，切莫犹豫。但同时也要耐得住性子、稳扎稳打。作为技术人员，心理上要跨过‘博士不能下工地’的门槛，深入生产一线去打通产业链上下游。只有把理论研究与工程实践紧密结合，才能真正把论文写在祖国的大地上。”

    文/本报记者 张月朦