【启梦成电】机器智能“筑梦者”

  ——记校百人计划入选者、自动化工程学院程洪教授

      转动眼睛让鼠标自动定位锁定视力所及区域，使用手势移动机器人将所需物品送至面前，穿上外骨骼机器体验“钢铁侠”风范……

曾经仅存在于人们想象中的“特异功能”，如今已从梦想变为现实，逐渐呈现在公众视野中。这些成果都来源于我校自动化工程学院程洪教授长期以来致力研究的机器智能（也称人工智能）。在这一领域，程教授刻苦钻研十多年，取得了令人瞩目的成绩。

丰硕成果惠万家

2009年底，怀揣着科研梦想和满腔热情的程洪来到电子科技大学，开启了他的人生新征程。此前，他已获得西安交通大学控制理论与控制工程的博士学位并在西安交大任副教授，还在美国卡内基-梅隆大学计算机学院从事了3年相关领域的博士后研究工作。拥有扎实理论功底和丰富实践经历的程洪，在短时间内便依托学院组建了模式识别与机器智能实验室（PRMI）并担任实验室主任。目前，该团队共有7名教师，2名博士后以及40余名博士和硕士研究生，主要从事机器学习与模式识别、计算机视觉和多媒体技术、机器人的研究。

来成电后，程洪始终关注着国内外机器智能的研究动向和发展前沿，充分利用学校提供的科研平台，带领团队做出诸多的研究成果。其中最让他引以为豪的有外骨骼机器人系统、3D人机交互技术和压缩感知技术这3个研究成果。

动力外骨骼是一种能够增强人体能力的可穿戴机器，它能够帮助人们跑得更快、跳得更高、携带更多更重的东西，甚至帮助穿戴者在战场、建筑工地或者其它有危险的地方生存下来。2010年，程洪入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”后，迅速组建了拥有电子科技大学自主知识产权的PRMI外骨骼系统，并在短短2年中发展壮大，成功突破国外的技术封锁。目前，该项目已开始和四川省八一康复中心合作，将投入到伤员康复的临床治疗中，帮助伤残人士实现走路的梦想。

当下十分流行的手感体感电视互动游戏，便要归功于3D人机交互技术了。此外，该项技术还可用于识别人体骨架和手势，家电控制及会议系统等方面。这个项目是基于微软公司开发的Kinect系统（运用于游戏的体感系统）的新兴研究。我校最早引进了Kinect系统，而后一直与微软保持深度合作，经过不断摸索与创新，目前已经突破了微软的技术垄断，处于国际领先地位。程洪的团队还与华为公司多媒体实验室建立了良好的战略合作关系，并因项目情况完成优异，被评为2013年度“华为-电子科技大学联合实验室优秀科研团队”。

机器智能还有一个重要领域，压缩感知，它是基于现代信号处理的一种新的采样理论。程洪的研究主要偏重可视识别，即在机器智能领域如何使用压缩感知，并对其做一些分类、描述、建模、学习等。程洪得到了2个国家自然科学基金的面上项目支持，其发表在国际顶尖会议ICCV的口头发表论文 Sparse Induced Similarity for Label Propagation 已被各类顶级杂志和会议引用50多次。2012年，他在Elsevier出版社旗下的杂志《Signal Processing》发表的文章《Sparse representation and leanring in visual recognition：theory and applications》成为2013年上半年该杂志下载次数第二多的论文。

梅花香自苦寒来

西安交大的控制理论与工程学科在国内名列前茅，程洪攻读博士期间师从的是郑南宁院士。郑院士严谨治学的态度潜移默化地感染着他，促使他在之后的工作中始终严格要求自己和学生。“我们从事科学研究工作，数据收集处理和学风建设方面必须要严谨，才能保证研究成果的真实。”程洪认真地说道。

郑院士对学术研究的危机感和使命感，也给让程洪留下了深刻的印象，并在他的身上得到了继承和发扬。程洪说，人工智能领域精英众多，竞争激烈，要想做得比别人好，只能不断探索，精益求精。

程洪每天早上来得比学生早，很多时候晚上下课已经10点钟还要回办公室看几篇论文才回家。程洪的一位博士生赵洋说，“程老师非常敬业、勤奋，他每天8点左右就来到实验室工作，晚上10点多乘最后一趟教师班车回家，四年如一日。”每天十四、五个小时的工作强度让他的学生们都敬佩不已。更为难得的是，无论工作多忙，程洪都坚持阅读最新的学术论文，他的学术积累并没有因为忙碌的日常工作而停滞。

如果说西安交大的教育培养了程洪的学术理念，那么在美国卡内基-梅隆大学的3年深造经历则赋予了他独特的学术思维和广阔的研究视野。卡内基-梅隆大学有全美最好的计算机和戏剧学院，这两个学科的交叉产生了他们的娱乐技术中心，主要进行计算机游戏设计和动画制作，即将技术专家和艺术家相结合，把主观的感受数字化，借助计算机实现完美的故事和场景。受到该校的启发，程洪意识到了学科交叉的重要性和必要性，并将这种理念带回国内。“我目前从事的仿生机器人的研究就是将康复医学、机械工程以及信息技术等学科交叉，实现信息驱动机械动作，达到康复目的。”他认为，不同学科背景的思维在同一个系统上碰撞，可以充分展示学科交叉的魅力，也更加容易有所突破。

美国卡内基-梅隆大学课业繁重，对学生的训练异常严格，每年都会在普林斯顿评论“学生累得像狗的大学排名”中位居前列。在这种高强度学习氛围熏陶下，程洪认为，严格训练也是科研人才培养的必备因素，所以他给实验室博士生都制定了严格的培养计划。

不积跬步，无以至千里。程洪的每一段经历都为后来的研究以及人才培养工作打下坚实基础。他选择的合作对象多是知名的国际学者和机构，如卡内基-梅隆大学教授Jie Yang、微软西雅图总部研发主管Zicheng Liu。他的研究思想是国际化的，凭借着独特眼光和敏锐思维，他常常能够发现新的学术盲点，带领团队走在国际前沿。

吾将上下而求索

看到成都在未来的巨大发展潜力，留美博士后程洪几经考虑，选择加盟电子科技大学任教，他的到来为学校关于机器智能的研究做出了不少贡献。

“科技服务社会是我坚持学术研究的动力。”程洪认为，大学的一些研究在某种意义上是脱离社会的，而真正有意义的研究应当能够有效地运用于社会实践，并推动学术成果产业化，增强科研的实用性，这也是程洪一直坚持的研究信念与特色。

现在程洪更加关注如何管理自己的团队、如何推动项目顺利进行。在他的实验室中，每位博士生都配备了一流的国外学者、教授作为导师，中外导师共同指导学生，以拓宽他们的学术交流圈、知识面以及研究思路。程洪的学生郭继舜有两个国外导师，分别是斯坦福大学教授Andrew Ng和德州大学教授Qi Tian，两位导师会通过电子邮件定期和他进行学术交流，指导他的论文和实验方案，并推荐一些好的文献给他，阅读后共同探讨其中的问题。郭继舜说：“同样的一个科学问题，不同科学家的视角、理念和解决方法可能都不同，所以在不同教授的指导下会有思维的碰撞，也容易激发出解决问题的灵感，在这个过程中我的收获是非常大的。”

尽管拥有雄厚的技术基础和科学的分工模式，程洪的团队在实际运作中仍然会遇到一些难题。比如如何让外骨骼系统更加智能更加负重，尽可能有效地运用于临床康复，就是现阶段程洪正在攻克的一大难点。

“坚持不一定能成功，但不坚持就一定不能成功。”程洪一直用这句话激励着自己。他说，“研究其实是一个艰苦的过程，看不到希望的时候可能会迷茫。但希望大家在迷茫的时候能够很傻很天真，拥有一种大智若愚的执着。”同时，他认为学生还应该具备追求卓越的意识和勇气，挖掘新兴领域，注重学科交叉和创新，“只有选择一些独特的视野，才能走得更远，并在竞争中找到自己的位置。”

学术研究向实用化、产业化迈进，将技术推广实践至社会，开花结果，然后再反哺学术研究，这是程洪的科研梦想。

有志者，事竟成。程洪坚持在机器智能的道路上不断前行，他不仅在实现自己的梦想，更是在为中国梦和人类科技进步而努力奋斗。