从无线通信的基石到智能生活的陪伴，技术演进的路径常常超乎想象。吴淑娴 (Selena) 博士的学术与创业轨迹，便是这样一条从微观物理世界延伸至宏观情感需求的独特道路。她深耕声表面波器件、高 Q 值谐振器、毫米波系统与可调滤波器技术，这些研究奠定了现代通信的硬件基础。而如今，她将这份对“信号”的深刻理解，迁移至宠物健康与情感陪伴领域，联合创立 Astairo Robotics，试图用技术搭建一座连接物理与情感的桥梁。
科研深耕：从 SAW 到可调系统的微观革新
Q：您从复旦到宾大一直致力于攻克声表面波和高 Q 值谐振器的损耗与杂波问题，能介绍一下研究的核心问题吗？
Selena：滤波器本质上是用来“过滤信号”的。无线通信系统中，信号往往包含多种频率成分以及噪声（杂波）。如果这些杂波无法有效抑制，就会影响通信质量。比如打电话时出现的“吱吱”干扰声，本质上就是信号纯度不足导致的。
我们的研究主要围绕三个核心目标：
第一，抑制杂波。 杂波会降低信号质量，使滤波器无法真正应用到实际系统中。因此，我们需要从物理机理层面理解杂波的产生方式、传播模态，并通过结构设计进行抑制。
第二，降低损耗。 在任何模拟或射频器件中，损耗越低越好。损耗降低意味着：功耗更低，器件发热更少，使用寿命更长，系统效率更高，这是器件性能提升的关键指标。
第三，实现宽频可调。 随着通信技术从2G、3G发展到5G甚至未来6G，频段数量大幅增加，过去手机中可能只需几个滤波器，而现在一部5G手机内部往往需要接近100个滤波器。如果继续采用固定频段滤波器，系统复杂度和成本都会急剧上升。
我们希望通过“可调滤波器”实现一个器件覆盖多个频段，替代多个固定滤波器。这不仅降低系统复杂度，也为未来智能射频系统提供硬件基础。
Q：从2G到6G，可调滤波器为何是关键技术，在6G或卫星通信中将扮演怎样的角色？
Selena：当前商用滤波器大多是固定频段设计。即使存在电学可调方案（例如通过可调电容实现调频），其调节范围通常只有几百MHz，最多几个GHz。
而我们目前实现的可调范围已经接近30GHz，覆盖2–32GHz超宽频段。
这意味着可以适应未来6G更高频段需求，支持多国家、多频段标准，提供高度灵活的射频前端架构。更重要的是，它为未来“智能自适应通信系统”提供了可能。
未来射频系统可能根据使用场景、网络状态、国家频谱规范自动调整频率。要实现这一点，物理器件本身必须具备宽频可调能力。
从某种意义上说：可调滤波器是未来智能通信硬件的基础模块。
Q：您博士阶段的研究涉及清洗IDT结构去除杂波，这部分难点在哪里？
Selena：当我们追求低损耗时，往往会引入新的杂波模态。这是一种典型的工程权衡问题。解决方法包括物理机理分析，理解杂波产生的模态，分析传播路径：
- 电磁仿真模拟，使用仿真软件进行模态分析，优化器件结构
- 微纳加工验证，光刻加工，高精度器件制备
- 测试与对比验证，与仿真结果对比，不一致则重新设计
整个流程非常复杂，是一个“发现问题—理解机理—设计结构—仿真分析—加工验证—优化迭代”的循环过程。
我们最终目标不是单一指标最优，而是在低损耗、低杂波、宽带宽、可调性等多个指标之间实现整体最优。
Q：从硅到碳化硅，这和滤波器性能有何关系？
Selena：最初我们采用硅基底，因为硅成熟、成本低、工艺完善。
但近年来，碳化硅在国内外迅速发展。我们开始探索其在滤波器中的应用。
碳化硅的优势包括更优异的热导率，相比蓝宝石或多晶硅，碳化硅在成本与性能之间更具平衡性，散热能力强，更低的传输损耗，更高的功率承载能力，工艺逐步成熟。
对于射频器件来说，散热和损耗至关重要。因此在我们领域内，碳化硅已经成为一个具有高度共识的潜力材料。
Q：从实验室到产业化真正的挑战是什么？研究是否已经开始产业化？
Selena：我们课题组已经开始将研究成果向产业转化。
但从实验室到商业化确实存在很多挑战，比如封装适配问题，成本控制问题，良率问题，市场验证周期等。
科研可以证明“可行”，但商业化必须证明“可规模化”，这需要时间、资金、技术积累以及市场契机。
创业征途：Astairo Robotics 与宠物 AI
Q：在射频与毫米波技术领域深耕多年后，您将研究方向延伸至一个看似跨界、实则高度契合的新场景—宠物智能机器人。您最初研究的是毫米波雷达成像技术，这和宠物机器人之间是如何建立联系的？
Selena：我硕士阶段做的是毫米波雷达成像算法研究，核心是“非接触检测”。毫米波雷达的原理是发射电磁波信号，接收反射信号，通过频率变化与反演算法，还原目标物体结构或图像。
在机场安检场景中，它可以穿透衣物，识别金属物品或异常结构。这依赖的是对反射信号精细建模与算法重构。
后来我们意识到，这种“穿透+非接触检测”的能力，其实非常适合用于宠物健康监测。
宠物不像人类可以主动表达不适，它们出现异常时往往已经是较严重阶段。如果能够通过非接触方式持续监测心率、呼吸等生理信号，就可以实现早期预警。
因此，我们将毫米波雷达技术迁移到了宠物健康监测场景。
Q：非接触式监测的核心优势有哪些？
目前市面上的宠物健康监测产品，大多采用项圈式传感器。但这种方式存在明显局限：
1. 宠物佩戴抗拒，部分猫狗对项圈敏感，尤其长时间佩戴会产生不适感，影响数据连续性。
2. 毛发干扰，宠物毛发浓密，传统传感方式容易受到干扰。
3. 数据中断，洗澡、睡觉、摘除项圈时无法持续监测。
毫米波方案的优势在于完全非接触，可穿透毛发，可实现24小时持续监测， 不影响宠物行为。 我们可以实时监测心率，呼吸频率，微小体动变化。当生理数据异常时，系统可触发提醒，帮助主人尽早干预。
在美国，宠物医疗成本极高，一次急诊动辄上千美元。如果能实现早期预警，将显著降低医疗支出与风险。
Q：从“健康监测”到“情感识别”，Astairo Robotics 如何实现情绪与行为识别？
Selena：我们的系统采用三重感知架构：
1. 雷达（生理维度），心率变化，呼吸节律，活动强度。生理变化往往与情绪状态相关。
2. 视觉识别（行为维度），通过摄像头采集行为数据，结合训练模型识别躺卧姿态，活动频率，面部表情变化。目前已有成熟宠物行为数据集，我们也在积累自有数据，持续优化识别精度。
3. 声音识别（情绪维度）。通过APP采集宠物叫声，分析频率变化，音调异常，与历史声音对比。声音异常往往预示焦虑、疼痛或情绪波动。
通过“生理+视觉+声音”三模态融合，我们不仅做健康监测，也做情感识别。这让机器人不仅是“检测设备”，而是具备陪伴与互动能力的智能体。这背后离不开先进的 多模态AI算法 进行数据融合与决策。
Q：您为什么选择宠物赛道作为创业方向？
Selena：核心是长期趋势判断。在美国，60%—70%的家庭拥有宠物。宠物在家庭中的地位已接近“家庭成员”。同时结婚率下降，生育率下降，老龄化加剧，独居人群增加，陪伴需求持续上升。
宠物不仅是陪伴对象，也成为情感寄托。从产业角度看：宠物医疗成本高，宠物服务持续升级，宠物智能化刚起步。
这意味着市场仍处于早期阶段。这款机器人并非单一健康设备，也不是传统玩具机器人。
它试图解决三个问题：宠物健康监测，宠物情绪识别，人与宠物双向陪伴。
本质上，这是一个“技术+情感”的融合产品。当技术进入情感经济赛道，真正的价值不只是硬件能力，而是对生活方式的重塑。
三重身份：我选择先相信，然后去做
Q：您现在既是科研人员、创业者，同时还担任旅美科协大费城分会CAST-GP董事会秘书长，还有全球人工智能联盟GAIA & 宾大全球人工智能联盟PGAIA创始人兼主席，能介绍一下这些组织吗？
Selena：旅美科协这个组织成立非常早，创立于1992年，是一个非营利性 NGO 组织，CAST-GP是旅美科技协会的其中一个分会，长期致力于促进学术交流与中美科技合作。历届年会都会邀请诺贝尔奖得主、院士或知名科学家做主题演讲。
全球人工智能联盟（GAIA）及宾大全球人工智能联盟（PGAIA）旨在成为连接学术界、产业界和资本之间的桥梁。我们主要通过讲座、论坛、圆桌会议、项目路演等形式，聚焦 Agent、大模型、机器人、AI+等前沿领域，推动跨学科合作，创建一个有影响力的国际化 AI 交流网络。
Q：你现在是全职科研人员，同时创业，又做公共服务，这三重身份如何平衡？
Selena：我本身对科研有强烈兴趣，所以目前我的主业依然是科研。科研的意义在于探索前沿技术，提出创新想法。有些成果现在未必能商业化，但可能在十年、二十年之后真正改变生活。
创业和公益，是我愿意主动承担的延伸角色。
确实有时候会觉得精力有限，但当一个人对事情有强烈 motivation 时，时间是可以挤出来的。业余时间当别人刷手机、社交、娱乐时，我可能在推进项目或组织公益活动。
关键在于我不把这些事情当负担，而是当作有意义的事情。
Q：那做公益服务的初心是什么？
Selena：做公益服务对我来说，不只是社会职务，更是一种责任。
尤其是华人在美国的发展，资源链接非常重要。我希望通过平台，帮助在美华人更好创业，更好求职，更好链接资源，更好理解产业趋势。
我成立非盈利组织，希望帮助更多华人理解 AI 趋势，找到合作机会。我最初的愿景其实很简单，帮大家链接有价值的信息，后来我发现，仅靠个人力量不够，需要平台。
Q：您的研究与事业，会如何改变未来生活？
Selena：我相信一定会改变生活，只是时间维度不同。
如果从我现在做的三个方向来看——科研、创业和公益服务，它们对生活产生影响的路径和节奏其实不一样。
首先是科研。科研通常具有一定的滞后性。很多研究在当下看起来可能离日常生活很远，但它的价值往往体现在十年甚至二十年之后。科研的本质是探索未知、提出创新思路，它未必马上商业化，但会为未来技术的发展打下基础。所以科研更像是在为下一代人的生活做准备。
其次是创业。创业的影响会更直接一些。比如我现在做的机器人项目，它不仅仅是一个技术产品，更是希望解决实际生活中的问题——比如宠物健康监测、情感陪伴等。这类应用如果落地成功，是可以在相对短期内改变人们生活方式的。
最后是公益和平台建设。这一部分的影响更多体现在“赋能”层面。通过资源对接、活动组织、信息共享，我希望帮助更多人获得机会、减少信息不对称。这种改变可能不是立竿见影的，但会在长期中累积效应。
所以整体来说，我确实相信这些事情都会改变生活。区别只在于：科研是长期影响，创业是中期落地，公益是持续渗透。
我选择去做，是因为我相信它们最终对人类生活会产生影响，而不是等到确定成功之后才开始行动。
技术探索的道路没有边界，从硬核的射频物理到温暖的情感交互，吴淑娴博士的故事展示了技术人如何将深度专业能力转化为解决实际社会需求的创新动力。对于这样横跨学术与产业、硬件与 AI 的前沿话题，欢迎在 云栈社区 的 开发者广场 板块继续交流与探讨。
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