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践行西迁精神,勇闯无人区,敢做人工智能探索的领头雁

【来源: | 发布日期:2020-04-30 】

 

(通讯员 王丹 张丹 黄思婧)近日,习近平总书记在陕西考察时要求各高校“坚持立德树人,建设高素质教师队伍,努力培养更多一流人才”,勉励大家弘扬西迁精神,“在新征程上创造属于我们这代人的历史功绩”。

在学习和领会习总书记在陕西考察的各项讲话精神时,作为“交大人+西电人”的团队首席、第六与第七届人工智能学会副理事长、人工智能学会会士焦李成教授对总书记关于“西迁精神”的讲话深有感触,半部电台起家,长征路上办学,延安精神滋润,大西北扎根,西安电子科技大学延伸着中国大学最长的红色根系,从江西到陕西,从土地革命战争到响应西迁号召,始终坚定不移跟党走,将井冈山精神、长征精神、延安精神及西迁精神深深的烙印在学校基因中,西电的特质与四个精神紧密相连,西电的成长史就是四个精神的实践史;西电人工智能与模式识别创新团队也始终以井冈山精神、长征精神、延安精神及西迁精神为成长动力和精神支柱。未来,面向国家战略需求,西电不仅要建立人工智能教育的标杆大学,更需要勇闯无人区,敢做领头雁,探求人工智能科技“从0到1”的创新与跨越。

 

不忘初心,勇于使命担当

2020年3月,西安市获批建设国家新一代人工智能创新发展试验区,试验区的建设是深入贯彻习近平总书记关于人工智能系列重要讲话精神、落实新一代人工智能发展规划的重大举措,对促进中西部发展和“一带一路”建设都具有重要意义。4月,“西安•国家新一代人工智能创新发展试验区”启动建设,西安电子科技大学以祖国需要为第一己任,勇于担当区域发展与服务民生的使命,成为首批6个“西安市新一代人工智能开放创新平台”之一,平台全称为“智能感知与图像理解”西安市新一代人工智能开放创新平台。

首批西安市新一代人工智能开放创新平台授牌仪式

“智能感知与图像理解”西安市新一代人工智能开放创新平台依托智能感知与图像理解教育部重点实验室而建设,主力为西电人工智能与模式识别创新团队。平台主要面向人工智能在教育、遥感、医疗健康等行业领域的应用,开展“感知-认知-进化”为一体的类脑认知计算新理论与新方法研究,以期在非结构化环境下提升机器的环境感知能力、在非结构化场景下的环境认知与交互能力,促进创新资源开放共享,加快人工智能技术转化落地,推进应用场景示范、行业解决方案,打造创新驱动发展的新引擎。


疫情大考,青春不负韶华

2020年3月,在“疫情肆虐、全民隔离”的特殊时期中,2020IGARSS数据融合大赛也正在进行,西电人工智能与模式识别创新团队焦李成教授、刘芳教授、侯彪教授、王爽教授、马文萍教授、尚凡华教授等远程指导十多个学生队伍,他们克服无法面对面交流、缺乏办公环境、远程设备操作卡顿等重重困难,一直奋战到竞赛截止的最后一刻,最终多个队伍在2020IGARSS数据融合竞赛中斩获佳绩。 

参赛成员在家调试模型

4月,蒲城县孙镇洞坡小学收到了来自西安电子科技大学人工智能学院、智能感知与图像理解教育部重点实验室捐赠的“校园智能管理系统”,包括3台智能测温设备、500余张定制化师生校园卡和校园智能管理平台,该小学的学生安全复学得到了重要保障。在疫情防控关键阶段、学生全面复学返校之际,西电人工智能与模式识别创新团队结合自身专业优势,迅速组织,在焦李成教授、侯彪教授以及吴建设教授的支持和指导下,由孙其功博士带领吴兆阳、杨育婷、高剑、赵嘉璇、邵奕霖、胡冰楠等研究生组成研发团队完成了“校园智能管理系统”的紧急研发任务。

捐赠现场

4月15日,人工智能学院专程赴孙镇洞坡小学对接项目实施落地,共同确定该校学生复学返校后的项目实施方案。4月19日,团队成员再次赴孙镇洞坡小学实地安装、部署定制化热成像系统,就系统调节、基本操作、后台管理等方面向小学相关负责老师进行了培训和答疑,并组织了实操演练。4月20日小学复学返校第一天,该校园智能管理系统成功发挥作用。侯彪教授表示,无论是抗疫,还是支持脱贫攻坚事业,都是西电和人工智能与模式识别创新团队义不容辞的责任。


砥砺前行,勇闯学术无人区

在20世纪80年代人工智能还是一个“冷门”领域时,西电和人工智能与模式识别团队就投入了对非线性和神经网络的研究,团队学术带头人之一的焦李成教授一直以做科研不论冷热,只论踏实,热的时候要做得好,冷的时候要坐得住的信条勉励自己和团队。团队面向国际前沿、面向国家重大需求探索和创新,勇闯了多个科研的“无人区”,1991年,西电成立智能信号处理与识别研究小组,同年成立了国内第一个神经网络研究中心,开创了多个学科交叉研究的先河。

海量、高维、非结构化信息处理中的优化与学习问题一直是国际学术界公认的难题,焦李成教授带领团队攻坚克难,系统地提出了免疫进化优化理论框架与协同进化优化框架,在这一领域取得了一批原创性的、填补国际空白的学术成果。他提出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导的成果,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。这一系列“基于自然智能的学习与优化基础理论研究”在2013年获得了国家自然科学奖二等奖。

团队学术带头人高新波教授围绕“社会公共安全”国家重大需求和“信息——物理——认知三元空间融合”, 探索视觉计算与协同认知的新理论,着重解决异质图像重建和图像质量感知中的瓶颈问题,潜心钻研十余年并最终取得突破,揭示了图像结构在时空与尺度变化上的一致性规律,构建了局部-非局部结构感知的视觉表观重构模型,发现了结构统计分布与视觉感知质量之间的内在规律。研究成果论文在图像处理国际顶尖期刊IEEE TIP发表,连续五个月在IEEE Xplore数据库中下载量名列Top100榜单,得到60多个国家、地区,包括10位美、英、加等国院士和30余位国际同行高度认可,是国际公认的创新性研究成果。2016年,“图像结构建模与视觉表观重构理论方法研究”也荣获了国家自然科学奖二等奖。

团队学术带头人石光明教授历经十余年攻关完成“编码混叠成像与计算重建理论与方法研究”,阐明了用低分辨率探测器获取高分辨率图像的机制,揭示了图像时空结构相关的计算特性,发现了感知图像结构差异性的机理,提出了适合非线性多空间结构稀疏的计算重构模型。研究成果得到了美国工程院院士T. Huang,美国科学院院士S. Osher等国际同行的高度评价,利用图像结构差异性构建的稀疏编码方法被评价为“高效且最优的”稀疏编码方法之一;图像结构化稀疏先验学习的计算机理被评价为“图像结构稀疏编码”方面的典范工作;结构化模型驱动的高分辨率重建方法被评价为“令人印象深刻的图像高分辨率重建方法之一”。“编码混叠成像与计算重建理论与方法研究”荣获2017年国家自然科学奖二等奖。

团队还成功研制国内首套遥感影像大数据类脑解译系统,系统采用最新的分布式高性能集群技术,基于类脑智能的分布式深度学习算法,实现了超大规模、复杂场景的遥感影像解译与特定目标的快速检测。该系统具有高时效性、高精度性、高稳定性、易扩展的特性,能够为快速开发大数据场景应用提供有力支持。


建设人工智能人才培养的“黄埔军校”

学术研究的开拓和传承需要人才的支撑,为此,西电人工智能与模式识别团队早在20世纪90年代就开始为培养人工智能人才谋篇布局。他们先后出版了多部填补国内人工智能相关领域理论空白的书籍,启蒙了一代又一代的AI领域研究者。1990年,焦李成教授撰写了我国第一部神经网络专著《神经网络系统理论》,雷达“裁判长”保铮院士为其作序,由西安电子科技大学出版社出版,被300多所高校选为教材和参考书;我国第一部免疫优化专著《免疫优化计算、学习与识别》,第一部多尺度理论系列书籍《自适应多尺度网络理论与应用》与《图像多尺度几何分析理论与应用》,第一部智能SAR图像处理专著《智能SAR图像处理与解译》,第一部深度学习理论著作《深度学习、优化与识别》等均出自西电人工智能与模式识别团队。此外,团队还在国际上出版了《Coevolutionary Computation and Multiagent Systems》,《Evolutionary Computation and Complex Networks》,《Brain and Nature-Inspired Learning, Computation and Recognition》,针对新一代人工智能,出版了《人工智能、类脑计算与图像解译前沿》丛书。

 

代表性英文专著

2004年,依托人工智能与模式识别团队的师资力量,西电智能科学与技术专业设立,并于2008年获批国家级一类特色专业,累计培养人工智能领域本科生2000余人,居全国第一。团队在教学和科研实践中创新地确立起了“国际化+西电特色”的本硕博一体化培养体系,鼓励教师和学生出国交流、深造,积极参与国际竞争,与英国伯明翰大学、荷兰莱顿大学、西班牙Basque Country大学、新加坡南洋理工大学等著名学府建立了长久的合作关系,常年邀请国外领域专家前来讲学。团队打造了“学术春秋”系列学术活动,每年举办两届,邀请全球知名的人工智能领域学者进行公开的学术报告,已成为全国人工智能领域的大型高端交流平台,促进了国际智能领域的交流,展现了前沿科技成果,对高校师生、各界科研人员间加强学术交流与合作意义重大。

“学术春秋”系列学术活动

2017年,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,团队践行“听党指挥跟党走,党叫干啥就干啥,打起背包就出发”的西迁精神和“艰苦奋斗、自强不息,求真务实、爱国为民”的西电精神,推动成立了部属高校首个人工智能学院——西安电子科技大学人工智能学院,着力为祖国培养新一代人工智能杰出人才。学院成立之后发展迅猛,在2018年国家自然科学基金人工智能领域立项数高校排名中,西安电子科技大学“一骑绝尘”,以立项总数20个,面上项目11个的绝对优势力压国内其他高校和机构,名列第一,其中人工智能学院立项数为西电第一;2019年我国批准35所高校首批建设人工智能专业,西电为其中之一,成为了同时拥有智能科学与技术、人工智能两个AI强势专业的高校。团队面向国家国防重大需求,面向学术前沿,积极探索与构建人工智能人才培养与科技创新融合的新模式,拥有智能感知与计算国际联合研究中心等3个国家级平台,智能感知与图像理解教育部重点实验室等9个省部级科研平台和教学平台,智能信息处理教育部创新团队等6个省部级创新团队,与惠普、AMD、蒜泥等企业合作建立了17大创新实验室;出版《人工智能学院本硕博培养体系》,为我国人工智能学科建设及学院建设提供参考,与兄弟院校互通有无;建设了我国第一个集教室与实验室的物理空间构建、教师与学生的关系空间构建、教育场景与教育过程的体验空间构建为一体的人工智能教育创新实验室,以人工智能技术支撑智慧教学、赋能教育创新。学院成立以来,智能学子们在包括IEEE GRSS数据融合竞赛、ECCV无人机视频分析挑战赛、LPCVC On-site AI Acceleration Track- FPGA at ICCV、“互联网+”等在内的国内外知名人工智能相关赛事中夺得了不少冠、亚、季军在内的奖项。

将井冈山精神、长征精神、延安精神和西迁精神烙印在基因中,西电人工智能与模式识别创新团队正在新一代人工智能探索的路上。

 

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