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科创新青年们都在忙啥?他们打开科创的方式有何新锐之处?
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来源:上观新闻 作者:柳森 2023-05-30 17:24
摘要:他们无一例外都是“跨界好手”。

日前,来自不同领域的青年科学家和创业者们齐聚由复旦大学管理学院主办、上海市青年科技人才协会协办的“瞰见新青年大会”。

透过与会的“科创新青年”们在大会上分享的见解、碰撞的思考,当下青年科学家、创业者们打开科创的方式与新锐之处可见一斑。


“多学科交叉研究往往能够另辟蹊径、柳暗花明”

此番大会的主讲人无一例外都是“跨界好手”。他们的跨界看似“步履不停”,但只要初心不改、探索不止,科创之旅并没有因为一时的调整而迷失方向。

“我的背景就是我选择的合集。”复旦大学青年研究员、博士生导师、国家重点研发计划首席青年科学家高悦的一句自述颇能体现他的跨界感悟。

本科阶段,在兰州大学化学化工学院就读的高悦就对天然产物全生成、合成小分子药物产生了研究兴趣。进入清华大学化学系读研后,他的研究方向从药物转向疫苗设计,开始研究糖肽大分子抗肿瘤疫苗。疫苗做好后在小鼠身上做实验,看它们的免疫反应。学习完这件事之后,高悦在读博期间投身电池设计,也就是如今手机所用的锂电池的设计,主要研究电池界面。研究完常规电池之后,博士后阶段的高悦又去做一些供极端场景使用的电池设计。在这之后,他的研究兴趣又有所变化,变成3D打印材料。通过不断摸索,他用“跨界”的方式把电池玩出了新花样。

随着智能电子设备的更新迭代,人们对电池容量、充电速度、能源资源环境可持续发展的追求与日俱增,电池问题成为智能时代发展的“拦路虎”。在传统方法已不能解决下一代储能电池稳定性和安全性的情况下,高悦瞄准了有机高分子化学:借助有机高分子材料致密度高、机械性能好等优势,创新性地将有机高分子材料引入电池的固态电解质界面膜设计之中,以此“驯服”脾气“火暴”的高能量密度电池。“高分子材料的结构千变万化,可以设计很多不同的构型、构象,去打造它的性质,从而得到令人惊喜的收获。”高悦分享道。

而今,高悦课题组开始尝试一个新的“跨界想法”。他们希望能够把电池做成一个“机器人胃”,仿照动物进食摄取能量的方式,实现“机器人胃”的连续工作和高能量密度。而为了实现清洁能源的低成本、循环再生使用,高悦课题组将传统的充电方式革新为给“机器人胃”喝杯特制的“奶茶”。当机器人没电或者电力不足时,只要“机器人胃”喝下这杯“奶茶”,就能迅速把其中的能量转化为电能,实现持续的工作。之所以管这个步骤叫“喝奶茶”,是因为有别于传统电池数小时以上的充电时间,“喝奶茶”的过程快且能量密度非常高,在一分钟之内就能完成充电。这就较好地缓解了充电等待时间过长、很多场景没有办法带充电器等问题。

这个“胃”的性能强劲,已经在无人机等智能设备上获得初步验证。与此同时,高悦课题组也开始对电池废物回收和再次利用问题展开研究。“如果‘奶茶’在利用完之后还可以通过电化学的方式回收、变成新的材料,就有可能大大降低给机器人‘喂食’的成本和价格。”

在高悦看来,“跨界创新”有助于科研工作者开辟出独特的天地。“当一项技术发展到一定阶段之后,用经典方法再做研究困难极大,而多学科交叉研究往往能够另辟蹊径、柳暗花明。”他希望自己和团队研发的“跨界黑科技”,能够给一些特定的应用场景带来更大的突破。

“理解问题的本质并探寻规律是我研究的核心”

据说,在此番“瞰见新青年大会”启幕之前,最受关注和期待的“分享人”是丁文超。在“曾入选华为‘天才少年’项目”“在华为担任智能驾驶解决方案的研究科学家和技术负责人”等光环之下,丁文超于今年2月加入复旦大学,成为该校工程与应用技术研究院的一名青年研究员。大会上,这位今年刚满30岁的“科创新青年”带来了以“智驭未来——探索机器人决策的智能化之路”为主旨的分享。

丁文超的研究领域是机器人人工智能技术,特别是与智能驾驶相关的应用。“我们在2021年的一次实测中发现,自动驾驶状态的成熟度已经像一个产品了,但是怎么推理马路上可能发生的各种突发状况,比如外卖小哥会干什么,年龄较大、腿脚不怎么方便的老年人会想什么,仍是最令我头疼的问题。”

如今,自动驾驶系统的基本框架已成,是通过深度学习等人工智能算法的驱动,以摄像头、激光雷达等多传感器作为输入,以油门、方向盘为输出,协同感知、决策、执行的多个核心系统。“由于视觉盲区、复杂环境、运动趋势、车辆交互信息等各种不确定性因素的存在,如何在千变万化的道路上精准预测、决策并规划驾驶路线才更为关键。”

丁文超将自己的研究核心聚焦为在瞬息万变的“开放空间”下,理解他人的行为、做出自己的决策。“下棋时一对一的博弈过程,只有一个对手。但是对开车来说,要和马路上所有的交通参与者博弈、交互。”丁文超仔细揣摩“新手司机的苦恼”,发现“会交互”才是“真老司机”。他研究的“高阶驾驶技巧”包括“预判和防御性驾驶”“预判其他驾驶员的预判”,希望能够不断通过算法的优化、验证,教会机器人人工智能技术“丝滑操控”“知行合一”“学会加塞”,成为积极乐观自信的驾驶员、成功挑战老司机。“洞见很重要,需要理解问题的本质并探寻规律,这也是我研究的核心。”

此前,丁文超曾将我国在智能驾驶领域的优势归纳为:超大市场可以催生超级应用,超级复杂的驾驶场景可以催生新兴技术,人工智能领域发展政策导向带来人才聚集红利。如果说,此前的科研和工作为丁文超累积了大量从研究到应用、从实验室到产业线的经验,而今,从他的分享可以看出,回到校园、潜心科研进一步激发了他的创新内驱力和探索未知的热情。

来到复旦之后,丁文超带着团队开始开展一些新的工作,比如,尝试通过多智能端(包括车端、路端等)协同,实现智能驾驶“更完美的感知”。他们希望赋予路端“上帝视角一般的视野”。“未来已来。可以预见的是,2030年、2040年,当我们步入中年、老年,如今的这些研究都会成为我们日常生活的一部分。”丁文超介绍,自己将继续深耕人工智能的变革性技术,并积极推进技术向应用转化。

“我们的目标是开创从0到1的全球性研究”

复旦大学类脑智能科学与技术研究院青年副研究员、研究院产学研转化中心负责人王晶以“人类正迈向脑机融合的数字生命时代”为题展开分享。

作为一名研究方向涵盖拟神经态类脑芯片、机器学习算法、类脑智能意念交互、柔性可穿戴脑机交互电子体系的青年科研人员,王晶对“脑机融合时代正在来临”的时代大势深有感触。在她看来,这一时代大势不仅反映在美国企业家马斯克对脑机交互获得突破性进展的雄心中,反映在电影《流浪地球2》对人类意识通过芯片存留下来的生动演绎中,更实实在在地反映在她个人和团队的研究内容中。

在王晶的研究领域,研究者们认为,人类的意识可以在类脑芯片驱动人工神经网络进行深度学习的过程中延续乃至成长;将人类的智慧和AI进行连接,实现意识和大脑的数字化,是“数字生命”的核心要义。王晶和同事们利用百度飞桨、文心一言等最新的人工智能产业业界成果构建框架、输入自己的研究逻辑和研究目的,搭建起一个可以应用于医疗大健康领域的“数字生命体系”。

针对国际范围内脑疾病(包括急性脑卒中、老年痴呆、脑瘫等)病患人群庞大、目前又没有非常好的解决策略,团队选择以脑疾病难题攻克为抓手,构建“预测/筛查—诊断—机器学习算法—能量数字理疗”模型。“我们的目标是开创从0到1的全球性研究,形成技术壁垒。从疾病的预测评估到建模分析,再到诊疗方案输出,最后到疾病病程管理,打造‘数字生命体系’的完整闭环。”

概括而言,第一步,王晶和同事们先在数字生命体系里进行智能诊断的输入,等智能诊断过程产生新的数据之后,将新产生的数据再输入数字生命体系中。第二步,整个体系进行机器学习,通过对大量诊断数据的学习,模拟不同的疾病病种和病患状态。第三步,针对某一病种的理疗方案,将理疗结果实时反馈到智能诊断端,通过多次的模拟,不断完善诊断治疗的效果。最终的目的是使得整个智能诊疗体系更精准、更智能化。

作为所在研究院产学研转化中心的负责人,王晶十分看重研究成果在应用场景中的实现。目前,“数字生命体系”已经构建出四大核心应用场景。通过生物脑与人工智能的深度融合,为更多疾病的治疗打开新的希望窗口,是王晶和同事们的理想。

“以失败为跳板再一次更高地跃起”

“我一直在等待下一次的跌落,和再一次更高的跃起。”

上述“金句”的贡献者金明也是一位典型的“跨界英才”。2012年,在美国波士顿上大二的金明开始研发人工智能视频系统平台,后获得哈佛真理基金投资、开始创业。2014年,他在上海创立了“极链科技Video++”。在创业的同时,金明还是自由潜水国家队的主力,从0基础到打破40项国家纪录、17项亚洲纪录、1项世界纪录,成为中国男子自由潜水四大项的全部纪录保持者。眼下,他正代表中国国家队征战2023CMAS自由潜水世界锦标赛。作为复旦—港大IMBA项目学生,他以“创业者”“运动员”的双重视角向大家介绍了“企业家与运动员的同身之旅”。

源于运动员与企业家的双重身份,金明对“成功”的理解颇为深刻。在他看来,取得成功的要素有三点:时刻保持竞技状态,接纳“不被理解是常态”,相信“49%+1%+49%”就是最好的状态。

“49%+1%+49%=人生”是金明自己总结的公式。在他看来,失败和黑暗在人生的整个时长中占到49%。在经历1%时长的成功和甜头之后,我们又将迎来49%时长的、新一轮的失败和黑暗。在这个过程中,金明认为,最重要的是如何经历失败,不断回到初心,找到人生的意义和坚持到底的办法。

有心的听众感到好奇,在金明总结的人生公式里,“49%+1%+49%=99%,离100%还差1%。这最后的1%意味着什么?”金明笑言,“这1%代表的是无限可能。”多年的创业与职业运动员经历,驱动着金明不断思考,“如何为这个时代的年轻人创造一个理想世界?”

为了拓展那“1%代表的无限可能”,金明带着团队探索如何满足用户的需要、如何满足元宇宙时代年轻人的需要、如何让科技为社会发展服务。在这个过程中,团队也收获了新的事业发展机遇,发展出一批具有创新意义的服务和产品。

“因为失败不可避免,在面对失败时,我们更要感性认知、理性决策,利用一切条件将坎坷转化为机遇。”金明以此与所有与会者共勉。

栏目主编:龚丹韵
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