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焦李成:做人工智能领域先行者、担当者、推动者

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做人工智能领域先行者、担当者、推动者
——专访IEEE Fellow、西电人工智能学院焦李成教授

■记者 付一枫

受访人简介:焦李成,男,教授、博士生导师。现任西电智能感知与图像理解教育部重点实验室主任、智能感知与计算国际联合研究中心主任、智能感知与计算国际合作联合实验室主任,教育部科技委国际学部委员、中国人工智能学会副理事长,IET Fellow、首批中国人工智能学会会士、CCF杰出会员。1991年被批准为享受国务院政府津贴的专家,1996年首批入选国家“百千万”人才工程(第一、二层次),陕西省首批“三五人才”第一层次。当选为全国模范教师、陕西省突出贡献专家和陕西省师德标兵。近日,以其在人工智能领域人工神经网络及进化计算方向做出的杰出贡献获得国际同行顶尖专家的认可,被国际电子电气工程师协会选为IEEE Fellow,并连续第四年入选爱思唯尔中国高被引学者榜单。


抓住时机,做人工智能领域的先行者

记者:请您介绍一下人工智能领域的发展现状。

焦李成:2017年是中国人工智能领域发展的关键之年。无论是《政府工作报告》还是十九大报告,都将人工智能作为一项发展内容明确提出,这意味着人工智能上升至国家战略层面。《新一代人工智能发展规划》的出台,更意味着我国人工智能的发展有了明确的时间表和路线图。

当前,在人工智能领域,中国和美国可以说是并驾齐驱,双方各有优势。两国政府都把发展人工智能作为未来战略的主导,出台了发展战略规划,在国家层面建立了相对完整的研发促进机制,从国家战略高度整体推进人工智能发展。人工智能技术攻关和产业应用在我国虽然起步较晚,但在国家多项政策和科研基金的支持与鼓励下,近年来发展势头迅猛。

我国政府、学界、产业界都在不遗余力的推动人工智能的发展,人工智能已经成为创新驱动的代表,是引领未来的战略性技术。以前是“互联网+”,今后会发展成“人工智能+”,乃至“人工智能+互联网”等新模式。

人工智能不是看不见、摸不着、普通人无法理解的高端技术,实际上它已经深入到我们生活中。比如智能手机、刷脸认证、指纹打卡、美妆相机、购物推荐等现代生活中常见的事物,都运用了人工智能技术。国内的百度、阿里、腾讯,以及国际上的谷歌、亚马逊等知名科技企业,都在积极开展人工智能领域的研究。科大讯飞也因其在人脸识别技术和智能语音技术上的突出表现,为传统的BAT三巨头加上了一个S,形成BATS,成为全球人工智能领域的佼佼者。

根据国务院提出的三阶段战略目标,我国人工智能要实现每五年上升一个台阶,实现基础理论、总体技术和应用的重大突破,到2030年,人工智能总体达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心。届时全球人工智能核心市场将突破1万亿,相关产业规模超过10万亿。

自农业革命、工业革命、信息革命后,我们已经迎来了“人工智能+”的革命。我们在制定新工科培养方案时,就要有“人工智能+”的理念,把人工智能知识和技能渗透到各个专业的培养中,因为它是普适的基础而非专用的方法,它更是教育3.0改革的核心技术,熟练运用人工智能可以提升各个产业、行业、专业的能力和潜力。

记者:您因在人工智能领域人工神经网络及进化计算方向做出的杰出贡献成功当选IEEE Fellow,请您介绍一下您在这方面开展的工作。

焦李成:我的主要研究方向是智能感知与计算、图像理解与目标识别、深度学习与类脑计算。

2013年,我和我的团队成员完成了 “基于自然智能的学习与优化基础理论研究”,获得了国家自然科学奖二等奖。我们在这项研究中提出了多子波网络模型与多尺度稀疏核学习机理论,解决了非结构化数据的多分辨逼近难题,成功实现了海量小样本数据的学习与识别;提出了免疫协同进化计算模型与多智能体协同进化模型,实现了非结构化海量数据学习中的高效优化,在千万级海量数据分类、万维以上大规模优化、超大规模集成电路布图等问题上取得了国内外未见报道的成果,并成功应用于复杂图像分类和目标识别以及网络数据分析等问题。研究成果得到了多位院士和IEEE Fellow在内的国内外学者的积极评价,被评为具有国际领先水平的研究成果,产生了广泛的国际学术影响。

除此之外,我的研究和教学成果还获得过中国青年科技奖、霍英东青年教师一等奖、省部级一等奖以上科技奖励十余项,1990年时出版了国内第一部神经网络专著——《神经网络系统理论》,希望为人工智能领域的人才培养尽我的绵薄之力,这本书出版之后也被国内三百余所高校选为了本科生和研究生的教材或参考书;之后又陆续出版了《免疫优化计算、学习与识别》《图像多尺度几何分析理论与应用》《深度学习、优化与识别》等二十余部专著,五次获国家优秀科技图书奖励及全国首届“三个一百”优秀图书奖。所发表的论著被他人引用超过29000篇次,H指数为69。我的学生里有十二名博士获得全国优秀博士学位论文奖、提名奖及陕西省优秀博士论文奖。

我们的重点实验室在学术研究取得突破的同时,还培养了一大批人工智能及相关领域的杰出人才,例如国家科技进步奖获得者、空军军医大学罗二平少将;国防“973”首席科学家、国务院学位委员会学科评议组成员、教育部长江学者计划特聘教授、西北工业大学张艳宁教授;前美国亚马逊首席科学家、Amazon Go创始人,京东金融AI实验室首席科学家、全国百篇优秀博士论文获得者薄列峰;原Intel高级研究员、常州迪瑞特电子科技有限公司创始人、总经理贾颖;商汤科技联合创始人、总经理、陕西省“百人计划”入选者马堃;中电集团创新研究院首席科学家黄文涛;苏州思必驰信息科技有限公司CTO周伟达教授;阿里巴巴技术发展战略部高级专家石洪竺等等,活跃在学术界,奋斗在企业界的智能毕业生数不胜数。

记者:您是如何进入人工智能领域开展研究的?

焦李成:我从1982年开始进入非线性和人工智能领域开展研究,硕士、博士期间都开展的是人工智能领域分支之一——神经网络的相关研究工作。最早接触人工智能是当年暑期去电子科技大学学习,加州大学伯克利分校非线性与神经网络三巨头之一——L.O. Chua(蔡少棠)讲学一个月,主要内容是非线性、混沌和神经网络,蔡少棠教授是蔡氏混沌吸引子与细胞神经网络的创立者,我听了他的讲学之后很受启发,由此进入这个领域开展研究。

20世纪80年代,人工智能领域的研究一度非常艰苦,因为当时的计算能力非常有限,但数据的非线性处理又很难,人工智能应用因此不被重视,进入了研究的低潮期,加上刚好赶上了通讯和计算机领域的高速发展,于是很多人都选择进入这两个领域进行研究。后来第五代计算机的发展遇到瓶颈,人们转而向人工智能领域寻找解决方案,神经网络才再度热了起来。经过多年的积累,我出版了国内该领域的第一本书《神经网络系统理论》,与后面的《神经网络的应用与实现》《神经网络计算》合称“神经网络三部曲”。这三本书和《非线性传递函数理论与应用》得到了学界和业界的认可,获得中国图书奖、国家教委优秀学术专著奖等五个国家奖项。

因为在人工智能领域做出的一些工作成果,1990年时,我获邀在第一届神经网络大会上作报告,当时50岁以下的委员只有我一个;1992年,第二届国际神经网络联合大会(IJCNN)在北京举办,我在会上做了3个小时的主题报告;到了第三届,我们就把神经网络大会邀请到西电来了,当届会议主席是保铮院士,组委会主席是谢维信副校长,有近四百人参会。此后连续十余年我也都作为中国神经网络大会的特邀报告人参会。

20世纪90年代,神经网络、深度学习等人工智能算法以及大数据、云计算和高性能计算等信息通信技术快速发展,人工智能的发展迎来了春天。在那个时候,我们成立了国内第一个神经网络交叉研究中心,开创了多个学科开展交叉研究的先河。

西电是国内最早在人工智能领域的神经网络、进化计算、免疫优化等方向开展研究的高校,培养了大批人才。虽然出身军校,但西电有支持交叉前沿方向的传统,校领导对国际前沿方向也很敏感,一直以来都对我们的工作给予了大力的支持。2003年,智能信息处理研究所成立了;2005年“智能科学与技术”本科专业获批设立;2006年,我们的团队获批教育部“长江学者支持计划”智能信息处理创新团队及国家“111”计划创新引智基地,成为西电第一个获批这两项建设计划的团队;从2007年智能感知与图像理解教育部重点实验室成立并发展至今,实验室成功地研制了国内首个SAR目标识别、高光谱目标识别、人脸画像识别、AI算法的FPGA硬件等系统平台,相关成果5年3次获得了国家自然科学奖。实验室多项成果首次在国际重要期刊(IJCV)和重要国际会议(NIPS)发表,受到国际同行的广泛关注和引用。

勇立潮头,做推动国家社会发展的担当者

记者:在您看来,西电发展人工智能领域的优势有哪些?

焦李成:陕西是科技大省、教育大省,今年陕西省获得了36项国家科技进步奖,可见陕西的实力不容小觑,但从大到强,还有一定的距离。王永康书记提出要用硬科技带动西安工业的发展、国民经济的转型和人民生活水平的提高,靠什么硬科技带动呢?就是要靠互联网+、人工智能、大数据这三大法宝。

我们在人工智能领域有基础实力、也有学术敏感性。西电成立了人工智能学院,是部属高校首个致力于人工智能领域高端人才培养、创新成果研发和高层次团队培育的实体性学院,在国内迈出了人工智能产学研深度融合的重要一步,产生了一定的带动作用。

我们学校的基础研究做得非常好,在人工智能领域处于国内前列,已经产生了一系列在国际上领先的、颠覆性的、不可替代的成果,为学校的“双一流”建设、学科实力拓展提升计划都做出了贡献。近五年来,西电在人工智能领域获得国家自然科学奖3项,这在企业、高校、研究院所都是绝无仅有的。总之,西电在人工智能研究方面有历史、有基础、有成果、有影响,更有巨大潜力。

记者:对西电人工智能研究有何建议?

焦李成:永康书记提出着力把西安打造成硬科技之都,而人工智能是未来最重要的技术,是创新的原始驱动力,是生产力中的核心生产力,必然是发展硬科技的重点对象。

依靠雄厚的科教实力和扎实的研究基础,系统规划全面布局,陕西在人工智能领域有着极大的发展潜力。怎样把人工智能的潜力发挥出来,把智能创新能力转变为生产力和发展力是我们要重点思考的问题。立足陕西,对于学校来说,发展硬科技就是要走好军民融合这条路。我们要充分运用人工智能技术实现军民融合潜力的最大提升,让硬科技落到实处,把学校的积极性变为社会的生产力。要立足我们已有的学科基础和优势,做大做强;要有“敢为天下先”这种责任感,要站在国家战略的高度,开放包容、放眼全球,做时代浪潮的弄潮儿。

放眼世界,做人工智能人才培养的推动者

记者:您的团队获得了西电首届“三好三有”导学团队称号,请分享下您在团队建设方面的经验。

焦李成:我们构建了一支年龄结构合理、团结协作、勇于创新的科学研究队伍,形成了“以百千万人才、长江学者和千人为领军人才,以优青、中组部青年拔尖人才、科技部中青年创新领军人才、青千为中青年学术带头人,以青年人才托举工程、菁英人才为青年科研骨干”的三级人才队伍体系。

做学术不能闭门造车,我们鼓励教师和学生出国交流、深造,更新知识,改善知识结构,积极参与国际交流。我们与英国伯明翰大学、萨里大学、诺丁汉大学,荷兰莱顿大学、西班牙Basque大学等建立了长期友好的合作关系,团队里80%以上的教师有国外留学或者访学经历,近五年有百余名本硕博学生出国交流学习,出访的学校包括美国麻省理工学院、哥伦比亚大学、加州大学洛杉矶分校、英国伯明翰大学、荷兰莱顿大学等等。

我们还积极开展学术交流,从2007年起,每年度的春、秋两季分别举行“学术之春”和“学术之秋”的学术周系列活动,邀请专业领域国内外顶尖学者前来讲学,通过借鉴优秀专家学者的学术经验,实现学术多样化扩展,产生了广泛影响,形成了自己的品牌。

记者:您当选IEEE Fellow有何感想?今后的工作打算是怎么样的?

焦李成:感谢国际电子电气工程师协会的认可。据我了解,目前陕西有8位在岗IEEE Fellow,西电有三位,樊昌信教授、李志武教授和我。

我是IEEE西安分会发起人之一,另外两位是西电樊昌信教授、西工大黄建国教授。目前,我还担任IEEE西安分会奖励委员会主席、IEEE计算智能协会西安分会主席、IEEE GRSS西安分会主席。通过建立分会等一系列工作,我们扩大了相关领域研究者间的相互交流,做好社会服务,提升西电的影响力。

未来,我们重点是要做好人才培养、科学研究、成果转化三方面工作。

学校于2005年获准设立“智能科学与技术”本科专业,并建立智能信息处理创新团队,同年,智能感知与计算实验教学中心建立。2008年,西电智能科学与技术专业被评为国家级一类特色专业,是全国唯一的智能领域国家级特色专业,其所在一级学科亦是国家重点学科及国家双一流建设学科,在第四轮一级学科评估中名列全国第一(A+)。人工智能领域人才培养方面,我们是当之无愧的全国第一,已经累计培养了2000余名本科生、1600余名研究生。从智能感知与图像理解教育部重点实验室走出的校友中,已有百余名校友成长为我国这一领域的领军人物。

我们将继续面向国际学术前沿,通过国际协同不断提升人才培养的质量。西电拥有国内第一个智能感知与计算国际联合研究中心、第一个教育部智能感知与计算国际合作联合实验室,我们要在国际化上走到前面,培养具有国际视野的高端人才,让部属院校第一个人工智能学院在智能新工科建设方面发挥探索引领作用。

科学研究方面,西电有很好的基础,我们要继续面向国际前沿、面向国家重大需求,做好创新的“国家队”,让西电在人工智能领域不断为国家做出贡献。具体来说,我们正在做的包括国内第一个颠覆性的类脑SAR系统,已经实现了从算法、系统到硬件的突破,有望为硬科技落地奠定坚实基础。

落地转化方面,要立足西部、放眼世界,面向国家重大战略,要树立敢为天下先的理念,紧抓“丝绸之路”的重大机遇,为陕西省、为中西部、为国家服务。这一点,我们责无旁贷。

记者:对于刚刚在科研上起步的青年教师和学子,您有何建议?

焦李成:做学问就得踏踏实实,不论这个领域当前的研究是冷是热,热的时候要做得好,冷的时候要坐得住。人工智能现在非常热,大家这两年都非常关注,但最冷的时候,人们都在问,“啥叫智能啊”,“什么是神经网络啊”,还跟我们开玩笑说“你们别把自己搞神经了!”做学问是踏踏实实的事,没有学术思想和锲而不舍的精神是不行的。

在人工智能领域,全世界都在往前赶,没有谁甘于落后。我常和学生说,要“站在徐家庄、放眼全世界”“出了北门就是出了国门”,这个领域没有陕西标准或中国标准,我们要追求的是国际标准。我们要有做点事的决心,相信自己,并坚持努力去做;要把所有正能量汇聚起来促进西电、西安、陕西、中国的人工智能事业发展,不发牢骚,不当“吃瓜群众”;要做基础性研究和关键技术攻关,而不是围观秀。这个时代太好了,不能错过,我们也错不起!

人工智能是引领中国未来的战略性技术,是新一轮产业变革的核心驱动力,所以除了社会需求驱动外,人工智能学院还承担着更大的责任与使命,学院的老师们重任在肩,要培养出更多德才兼备的AI人才,要做出更多具有突破性的研究成果。


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