人物 | 计算机学院张文强团队:复旦机器人研发者的“顶天”与“立地”
4月17日,瑞士日内瓦。盛况空前而又精彩纷呈的第46届日内瓦国际发明展进入最后一天,此次展出的压轴大戏——为各个参展团队颁奖陆续进行。
在会展行将结束的时候,罗马尼亚科学院院长Radu教授带着工作人员走进了复旦大学参展项目“中医辅诊机器人”的展厅,亲手为研发团队颁发了罗马尼亚技术科学院特别大奖。
这是复旦大学机器人智能实验室团队此次日内瓦之行的第二个大奖,他们刚刚获得了本次发明展的银奖。作为世界三大发明展之一的日内瓦国际发明展创办于1973年,由世界知识产权组织、瑞士联邦政府和日内瓦市政府共同举办,旨在展示全球各地各种创新发明品,是世界上历史最长、规模最大的发明展之一,也是全球发明者重要的展示舞台,是高新技术“产学研”转化的重要国际化平台。
这是“中医辅诊机器人‘复旦小华’”第一次走出国门参展,在参展的几天里声名鹊起、充分吸引了海内外的关注。
今天我们一起来走进这个团队,一起探寻他们致胜的秘诀和背后的故事。
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顶天——“做好科研,这是看家本领”
走进张文强团队机器人智能实验室,只见诺大的实验室摆放着一排排办公桌椅。除了堆积的资料、桌上的电脑和随处摆放的形形色色的人工智能机器人,很难发现还有别的装饰或用具。团队成员紧张忙碌地工作着,或三三两两在一起讨论,或聚精会神地敲代码写程序。
正是在这样的环境里,张文强团队从复旦大学百年校庆时正式推出的“复旦一号”人工智能机器人做起,胼手砥足相继研发出了6代人工智能产品,产品具备了心智发育理论算法、基于深度学习的视听觉智能分析、家庭安防、医疗诊断等多种功能。
在今年10月的一次宣讲中,张文强老师提到“顶天立地”这个理念,这是机器人智能实验室研发理念的两个向度,也是他们实验室一直以来践行的准则。他说,“顶天”指的就是做好科研,发表高水平的论文,这应该是每个科研人员的“看家本领”。
张文强团队也是这么做的。就拿刚刚斩获大奖的“中医辅诊机器人”来说,据张文强老师介绍,这个笔记本电脑大的机器人,在制造工艺方面就包括理论算法、体系结构、软件、硬件和外观造型设计等几大部分。为了达到算法的准确度,他们团队就搜集了10万多有效的患者图像数据,每一种症状都要有3个以上经验丰富的老中医进行详细判读比对。这些复杂的工作,花费了团队7位老师和前前后后近20位研究生2年的时间。
“中医辅诊机器人”投入试用没多久,客户反馈对同一个人多次检测的结果不尽一致。这一问题引起了张文强团队的极大重视。连续很长一段时间里,张老师带着团队成员一次次做对比实验,一个个排查问题,最后终于找到问题的症结所在——背景环境、光照强度等不确定因素与训练样本的自适应局限性给机器人使用带来误差。经过修改算法和完善硬件,“中医辅诊机器人”已达到了较高的准确率。
山积而高,泽积而长。随着一代又一代智能机器人的研发成功,他们这个普通的实验室也获得了越来越多的荣誉:机器人智能实验室申请国家专利32项,13项已经获得授权;2016年,张文强团队领衔的“服务机器人关键技术与应用”获得教育部技术发明二等奖;“基于视听感知的服务机器人”获得吴文俊人工智能科技进步二等奖;“基于PET/CT的肿瘤良恶性鉴别模型与临床应用”获上海市科技进步奖三等奖等等。
立地——让科研成果真正走进千家万户
复旦大学机器人智能实验室研发理念的另一个向度就是,找到人们的需求,将产品更好地推向市场,实现技术成果的产业化。
这也是张文强老师经常挂在嘴边的“立地”。张文强团队把满足需求看得很重。谈及“中医辅诊机器人”的创意来源,张文强老师介绍:“现在我国的医疗资源尤其是高质量医疗资源仍然供不应求,在中医院经常可以看到,每个病人过去后,医生们都会重复问基础的问题。我想,要是有一款设备能够提前就给出医生这些基础问题的结果,这样既方便了医生,又方便了患者。”推而广之,在普通的家庭里,如果能有这样一款设备,势必将更好地满足他们基本的健康管理需求。
如今,“中医辅诊机器人”已经基本达到张文强团队当初设想的要求,中医学的面诊、舌诊与脉诊都能由中医机器人实现,在大量数据的支撑下,中医诊断症状的标准有了量化的参考,机器人可以通过中医的望闻问切诊断慢性疾病,给出辅助医疗和养生的建议。
满足更多的需求,让科研成果真正走进千家万户,显得更为迫切。“爱家一号”是复旦大学机器人智能实验室与产业界合作的第一例。通过和南通市相关企业合作,这款新一代智能家庭服务机器人得以问世。随后的中医机器人和“睿豆”,也都因循产业化合作的路径,除了签订项目,实验室通过还与产业界共建联合实验室等方式实现合作。
“技术的发展和推广离不开产业应用或需求的推动。否则,实验室里的成果和产品的真正落地是有距离的。”张文强老师解释,写文章时往往会设定很多边界条件,这些条件确保实验输入的是“干干净净的数据”,但放到实际的场景,各式干扰随即出现,往往就达不到原本的实验效果。“这相当于提出了新的研究课题。”因此,他表示,复旦大学机器人智能实验室还要不断拓展、深化与产业界的合作。从而更好地满足各界的需求。
顶天与立地之间——科研的责任与底线
初次见张文强老师,他正在指导学生解决实验存在的问题,一个数据一个数据地解释,一个问题一个问题地论证。对此,张文强老师说:“培养学生是我们的本分。”
在张文强老师看来,科研的顶天与立地之间,还包含着更加重要的东西,一个是培养学生,另一个是坚守底线。
无论工作和科研任务多么繁重,团队每周一次的学术讨论会他从不缺席。在讨论会上,他给学生阐释疑惑,指导工作。更为特别的是,张文强老师不仅督促学生们做好学术,也十分关系学生们的课外生活。“他经常鼓励我们,要有自己的生活和兴趣爱好,甚至偶尔还会关心我们有没有谈恋爱。”学生徐梦龙说。“他还经常要求我们阅读人文类书籍,以建立全面的知识体系。”学生李馨蕾还因此曾经想过报考复旦大学新闻学院。
目前人工智能的技术进步飞快,社会上不乏科技精英对强人工智能心存担忧,如霍金认为人工智能的完全发展会导致人类的终结,盖茨认为人工智能将最终构成一个现实性的威胁,马斯克认为人工智能是人类生存的最大威胁,一些普通民众还把一些科幻片的场景嫁接到现实,担心机器人终将统治地球。
可张文强老师心里从来没有打算替代某一类人,或者替代某一种职业。“我们目前主要的研究领域在弱人工智能,而对于强人工智能要十分慎重。”张文强老师认为,机器人不能伤害人类,这是科研的底线。
人工智能的发展带来的一系列诸如隐私泄露等问题也是张文强团队关注并且在自身的科研领域极力避免的事情。以“中医辅诊机器人”为例,其所采用的患者数据都是经过患者书面等形式的同意,并且在实际运行中采取了遮蔽身份识别信息、服务器多重保护等加强信息安全的措施,确保患者隐私信息安全。
“人工智能是人类智慧的结晶,我们要做的是让它造福人类,而不是伤害。”张文强老师说。
第46届日内瓦国际发明展
复旦大学获奖情况
日内瓦国际新技术新产品发明博览会,俗称日内瓦国际发明展(International Exhibition of Inventions of Geneva),创办于1973年,展会举办周期为每年一届,展馆位于日内瓦市莱芒湖西岸的Palexpo。此大型国际展览由瑞士联邦政府、日内瓦州政府、日内瓦市政府、世界知识产权组织共同举办,是全球举办历史最长、规模最大的发明展之一。
4月11日-15日,第46届日内瓦国际发明展在瑞士日内瓦举行。作为全球知名的发明展,本年度的展会集中展示了来自40个国家和地区的约1000项发明。复旦大学首次组织课题组参展,参展的四个项目中,2个项目获得金奖、2个项目获得银奖,有一个项目还同时获得罗马尼亚技术科学院特别大奖。
金奖
信息科学与工程学院 肖力敏
未封闭空芯光子晶体光纤
金奖
高分子科学系 彭慧胜
柔性织物状锂离子电池
银奖、罗马尼亚技术科学院特別奖
计算机科学技术学院 张文强
中医辅诊机器人
银奖
信息科学与工程学院 陈炜
可穿戴式新生儿惊厥监护系统
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