数学理论+医学影像=?看交大学术新星学科交叉,攻关前沿难题→
她,
聚焦前沿领域,
攻坚影像难关,
学科交叉,创新应用,
填补相关理论空白。
她,
悉心育人,
指导科研,搭建平台,
成为学生科研路上的引路人。
她,
就是西安交通大学
2024年“十大学术新人”,
数学学院助理教授杨燕。
杨燕
杨燕,西安交大数学学院助理教授。
2022年12月博士毕业于西安交大数学学院;
2024年获西安交大“十大学术新人”;
主要研究方向为优化与统计驱动的深度学习方法及面向成像反问题的深度学习模型、算法与理论研究;
国家自然科学二等奖(第4完成人)、陕西省自然科学奖一等奖(第3完成人);
2023年世界人工智能大会“青年优秀论文奖”。
数学研究的萌芽与实践
杨燕的科研之路源于本科时的一场讲座——中国科学院院士徐宗本讲述了关于数学技术在实际中的应用。正是这场讲座,让她深刻体会到数学原来可以在众多方面得到运用。
““国防、安全、信息图像处理等各个领域中的数学运用都意义重大。当时我就想着以后也要去做应用数学相关的研究。”
——杨燕
”进入西安交大攻读博士学位研究生时,杨燕加入了徐宗本院士的课题组,在导师徐宗本院士和团队负责人孙剑教授的引导下,她开始攻克首个重要研究课题——压缩感知模型与深度学习融合的核磁共振成像方法。
传统磁共振成像具有扫描时间长、高费用等难以避免的缺点,杨燕说:“它要求病人在里面躺30分钟不能动,而我们的研究却能在不影响成像质量的同时大大缩短所需时间。如果我能在这方面做出成绩,那对于病人的意义将会是非常重大的。”
她认识到这个课题具有非常重要的现实意义,全身心地投入其中。这也推动着杨燕在科研路上一次次攻坚克难,迎难而上。
杨燕的科研主攻方向是人工智能的数学理论基础及其与医学影像的交叉应用,该项问题的研究处于世界前沿。最新,也往往是最难的,研究开展常要面临巨大的挑战。国内外AI大模型迭代迅速,加之医学影像资源获取困难,“需要持续追踪最新技术,并且与优秀的项目组以及前沿的单位进行合作。”面对困难,杨燕始终沉着冷静、敢想敢做。
数据研究的沉淀与突破
谈及项目特色,她脱口而出“创新”二字。杨燕表示,团队的一贯风格就是要创新。
“对于研究,我们要从数学的理论基础上去理解这个技术,然后从根源上面去改进它、提升它。”
杨燕的声音格外的坚定与自信,“创新”两个字早已经深深烙印在她科研的每一步。“真正用科学解决实际问题”的团队精神也在潜移默化中影响着这位冷静、智慧的科研工作者。
致力自主研制,深耕磁共振成像研究
磁共振成像是目前临床上常用的诊断性检查手段,而目前我国各个医院的磁共振设备依赖进口,长期处于GE、飞利浦、西门子三巨头垄断行业的状况。对此,杨燕表示:“自主研制是现在国产高端医疗设备需要发展的首要任务。”为此,她始终致力于磁共振成像方向的研究,在有关设备的成型过程中提供关键的算法支持。
突破传统,研究成果应用于前沿领域
杨燕所在团队提出的“压缩感知的模型和深度学习结合”等项目获得了数位国内外知名专家的认可,压缩感知的创始人对他们的工作给予了高度赞扬:“能超越传统的设计做前沿设计。”团队的研究结果也被广泛运用于遥感成像、生物生命分析、城市交通管理以及智能环境控制等各前沿领域。
创新技术,提供数学理论支撑
杨燕所在团队还创新性开创隐正则方法以适应磁共振检测中不同患者的特征,提高特异性与适配度。同时,杨燕还从数学分析角度出发,针对迭代网络进行收敛分析,为双驱动方法提供数学理论支撑,并在人工智能的数学理论方面填补了学术空缺。
杨燕(一排左三)和团队(课题组负责人孙剑教授,一排左五)
然而,人工智能与数学理论的高精尖意味着产出难度更高、周期更为漫长,团队提出的每一个新观点都需要大量的理论支撑。
杨燕表示:“自己也常会有压力,个人心态的调节以及团队成员的关怀让我一次次重新找回自信,时间和思想的沉淀总能让她找到新的解决方案。我也经常怀疑项目不会成功,但研究就是在不断的失败和改进中不断突破。”
教学传承的探索与实践
在同为人民教师的父母的影响下,杨燕早早便萌生了成为老师的梦想。在担任2023级本科生班主任、学业导师、主讲《线性代数与解析几何》课程的一系列工作中,杨燕有自己的经验与想法:
“我会在课堂上给学生讲自己目前开展的科研内容,引导学生接触学术前沿。在教学过程中始终注重引导学生明确自己的目标、建立对于数学专业的认知,因为我自己就是这样过来,我觉得数学有用,才有兴趣去学习它、去研究它。”
杨燕还展示了她所建立的本科生科研项目群——“萌芽群”,带领学生参与科研项目,搭建更加前沿、宽广的舞台。
在一步步摸索教学工作的过程中,杨燕表示,她是一名教学新人,也要不断学习,她对学生的教学方式也延续了前辈们以认真、专注、创新为纲的理念。杨燕一以贯之的原则是“数据的处理不能停留在表面,需要吃透背后的理论”,她用自己的严格、严谨影响着身边的每一位学生。
对于未来,杨燕想扎根在交大,尽自己的力量为国家多作贡献。她想继续在目前的领域贡献自己的力量,同时也向更多方向去拓展延伸,面向国家重大需求解决“卡脖子”问题,实现科技向善。
对于教学,她希望可以为学校与国家培养出更多人才,也引导学生实现人生价值。
西安交通大学“十大学术新人”
西安交通大学“十大学术新人”评选,旨在将一批思维活跃、勇于创新,特别是在学术前沿和交叉领域崭露头角、具备较强发展潜力的青年人才树立为榜样,引导广大人才在以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴进程中奉献青春和智慧。“十大学术新人”评选十年以来,已有百人入选,入选者们坚持服务国家重大战略需求,注重融合创新,在探索学术前沿、攻关关键核心技术、深化重大理论与实践问题研究阐释等方面取优秀成果,进一步激励了校内广大科技人才心怀“国之大者”、产出高水平原创成果,营造了“聚焦国家需求、勇攀科技高峰”的浓厚学术氛围。
经个人申请、单位推荐及专家评选,数学学院杨燕等10名青年教师在西安交通大学第十届“十大学术新人”评选中脱颖而出。本年度“十大学术新人”主要分布于数学、化学、材料、机械工程、电气工程、化学工程与工艺、生物学、临床医学、理论经济学、会计学等10个学科领域。入选者平均年龄32岁,入职后人均发表高水平论文10篇,承担国家级项目2项、省部级项目3项,授权发明专利3项。
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「出品 / 党委宣传部」
文字 / 西安交大教师工作部
记者团 胡浪 周佳怡
图片 / 受访者提供
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