當(dāng)信息科大研發(fā)的家庭服務(wù)機器人榮獲多項國家級、世界級大獎,贏得中央電視臺等多家媒體關(guān)注時,你也許不知道這些機器人都來自于一個20多平方米的地下實驗室。信息科大自動化學(xué)院副院長張奇志教授,便是這間實驗室的主人。張奇志在教學(xué)、行政工作之余,待的時間最多的地方就是這間實驗室。張老師的辦公桌上,堆滿了各類機器人科研資料和機器人零部件。正是從這間位于小營校區(qū)實驗樓地下一層的小小實驗室出發(fā),張奇志的家庭服務(wù)機器人走出信息科大的校園,走向世界人工智能領(lǐng)域的前沿。
耕耘17年,堅守地下實驗室
如果你親眼看到,一定不會相信這間實驗室是知名學(xué)者張奇志研發(fā)機器人的場所:朝北的地下室終年不見陽光,白天也需要開著燈;天花板布滿各種管道,甚至沒有正經(jīng)的屋頂;隔音效果很差,實驗時常有樓上廁所水房的流水聲進行“伴奏”……條件雖然艱苦,但在這里,張奇志一呆就是17年。
1999年開始,張奇志的研究方向從有源噪聲控制轉(zhuǎn)到家庭服務(wù)機器人。研究期間,他和學(xué)生一起,一絲不茍地在實驗室編寫代碼、設(shè)計程序。張奇志的學(xué)生去中科院面試時,應(yīng)考官要求介紹導(dǎo)師情況。當(dāng)考官們得知50歲的張教授還孜孜不倦地在實驗室寫代碼時,都非常震驚。但熟悉張奇志的人,卻不以為奇。他的學(xué)生2014屆畢業(yè)生王蕾說:“我的老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),親力親為,真學(xué)真為,是少有的能靜心搞研究的人。”
在這間小小的實驗室里,張老師通過一次次嘗試,一遍遍調(diào)試,一天天、一年年的努力,憑借這份水滴石穿的堅持,收獲佳績無數(shù)。張老師團隊研發(fā)的機器人不斷地完善,甚至能夠抽取關(guān)鍵特征,準(zhǔn)確識別外型上極其相似的罐裝飲料加多寶和王老吉。
張奇志的家庭服務(wù)機器人榮獲2013年世界人工智能聯(lián)合大會實體機器人競賽“最佳服務(wù)技能獎”等多項大獎,贏得了中央電視臺等多家媒體的關(guān)注。由張老師指導(dǎo)的機器人競賽隊伍,先后斬獲2013年中國機器人大賽暨RoboCup公開賽家庭服務(wù)機器人超市購物比賽冠軍、家庭服務(wù)機器人創(chuàng)新創(chuàng)意項目比賽冠軍、非限定家庭服務(wù)機器人比賽冠軍;2014年“紫光Erobot”“凌翔”杯中國家庭服務(wù)機器人大賽家庭服務(wù)機器人自主主題比賽冠軍、家庭服務(wù)機器人創(chuàng)新創(chuàng)意項目比賽冠軍、家庭服務(wù)機器人WhoisWho比賽冠軍。
近年來,張老師發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇,其中SCI收錄論文20余篇;主持和參與完成了7項國家自然科學(xué)基金項目。作為學(xué)科帶頭人之一,張老師成功申請了“計算機應(yīng)用”、“檢測技術(shù)及自動化裝置”、“模式識別與智能系統(tǒng)”的碩士學(xué)位授予權(quán)。張老師還申報了“控制理論與控制工程”北京市重點建設(shè)學(xué)科,并為重點建設(shè)學(xué)科的歷次驗收和評估作出了重要貢獻(xiàn)。2007年,張老師開始負(fù)責(zé)“模式識別與智能系統(tǒng)”二級學(xué)科建設(shè)工作,在保持原有特色研究方向的同時,大力開展學(xué)科主流研究方向的建設(shè),并以家庭服務(wù)機器人為主要平臺,在環(huán)境感知與目標(biāo)識別等方面形成了鮮明的特色,部分成果已經(jīng)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
助力創(chuàng)新,開發(fā)趣味課堂
張奇志老師負(fù)責(zé)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)兩門主干課程——“機器人學(xué)”和“模式識別”的建設(shè)工作,同時負(fù)責(zé)課程的教學(xué)。張老師的課堂永遠(yuǎn)充滿著新鮮感:他通過錄像和動畫等多媒體的手段,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在講授基礎(chǔ)知識的同時,介紹學(xué)科的最新發(fā)展?fàn)顟B(tài)。張老師還積極組織學(xué)生參加各種學(xué)科競賽活動,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實踐動手能力和團隊合作精神。
張老師相信,興趣是最好的老師。每節(jié)課他都會精心準(zhǔn)備,吸引同學(xué)們的興趣,從而最大程度上激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情。現(xiàn)在就職于風(fēng)行公司做算法工作的校友王蕾,至今仍然對張老師的《優(yōu)化方法》課程贊不絕口:“嚴(yán)格來說,這是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)課。張老師卻能把枯燥的數(shù)學(xué)課講得非常吸引人。他吸引人靠的不是說段子,而是扎實的理論功底。張老師講課條理非常清楚,邏輯脈絡(luò)很清晰,注重基礎(chǔ)、原理,課講得很透徹。大家都喜歡聽這樣的課。”
他的“趣味課堂”培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的學(xué)生——一名2011屆畢業(yè)生赴美國斯蒂文斯理工學(xué)院深造,并已經(jīng)獲得碩士學(xué)位;一名2012屆畢業(yè)生在中國科學(xué)院下屬公司,從事硬件開發(fā)工作;一名2013屆畢業(yè)生在中關(guān)村高科技企業(yè)從事視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā),是少數(shù)本科畢業(yè)就有能力從事研發(fā)工作的技術(shù)人員之一;在校生何常鑫入住學(xué)校創(chuàng)業(yè)基地,并創(chuàng)辦了公司……
除了教學(xué)以外,張奇志還十分重視對青年教師的培養(yǎng)。不論是上課還是科研,他都會帶著青年教師進行指導(dǎo)。張奇志有著獨特的授課風(fēng)格,總會有青年教師來蹭課,學(xué)習(xí)授課技巧。2012年,張老師將“模式識別”課程交給新引進的青年教師講授。張老師作為導(dǎo)師,對該教師進行全方位培養(yǎng),幫助他教好課程。在搞科研時,學(xué)院的青年教師既是張奇志的同事,也是他的學(xué)生。遇到技術(shù)難題時,張奇志就會帶領(lǐng)大家開啟頭腦風(fēng)暴,集思廣益,攻克難題。張奇志通過自身的行為,對青年教師們產(chǎn)生潛移默化的影響,使他們能在科研領(lǐng)域不斷前進,同時把“趣味課堂”帶給更多人。
因材施教,迎來桃李芬芳
陶行知說過:“培養(yǎng)教育人和種花木一樣,首先要認(rèn)識花木的特點,區(qū)別不同情況給以施肥、澆水和培養(yǎng)教育。”張老師深以為然。他結(jié)合學(xué)生的興趣和能力,幫助學(xué)生在人生旅途中找到自己的定位和航向。
近年來,畢業(yè)生就業(yè)壓力逐漸增大,但張老師所負(fù)責(zé)學(xué)科的學(xué)生就業(yè)形勢良好,不論是從就業(yè)率還是收入情況來看,都令人滿意。在研究生培養(yǎng)過程中,張老師十分注意因材施教,尤其是注重弱勢群體(身體情況欠佳、跨學(xué)科就讀學(xué)生)的全方位培養(yǎng),盡自己最大力量,幫助每一位學(xué)生在自己喜歡的領(lǐng)域走得更遠(yuǎn)。
曾成是張老師所指導(dǎo)研究生的開門弟子,中專畢業(yè),自考本科。張老師看他刻苦心靜,對他的指導(dǎo)十分用心。曾成最終沒有辜負(fù)張老師的厚望,碩士期間就在國內(nèi)聲學(xué)領(lǐng)域最高水平的學(xué)術(shù)期刊《聲學(xué)學(xué)報》上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文,畢業(yè)后順利考到北京理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位,之后又順利成為河北某高校教師。張奇志的研究生武阿明,本科就讀于林學(xué)專業(yè),由于專業(yè)差距較大,基礎(chǔ)不太好。張老師在他的培養(yǎng)上頗費苦心,既要考慮其專業(yè)基礎(chǔ),也要考慮其興趣,同時還要考慮可行性。張老師結(jié)合家庭服務(wù)機器人的研究,為其尋找方向,最終聚焦在模式識別上。該同學(xué)畢業(yè)后成功找到相關(guān)高新技術(shù)企業(yè)的開發(fā)工作崗位,試用期月薪超過萬元。武阿明自豪地說:“我是原本科班級唯一成功轉(zhuǎn)換學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)生,也是碩士班級同學(xué)中工資待遇最好的學(xué)生之一。”他十分感謝張老師一路走來對他的幫助,認(rèn)為能夠取得今天這樣的成績,張老師功不可沒。張老師一直堅持幫助學(xué)生找到興趣和能力的契合點,將他們培養(yǎng)成適應(yīng)社會需求的人才。
淡泊名利,寧心靜氣做科研
2013年11月,張老師帶領(lǐng)Sun@Home家庭服務(wù)機器人團隊代表海淀區(qū)參加了第八屆中國北京國際文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)博覽會,得到社會各界和媒體廣泛關(guān)注,中央電視臺對張老師團隊進行了專訪。2014年2月,張老師團隊研發(fā)的機器人登上中央電視臺網(wǎng)絡(luò)春晚的舞臺,中央電視臺主要頻道(CCTV1-CCTV4)均播出了節(jié)目的精編版。2015年11月,張老師團隊研發(fā)的機器人參加華北五省機器人大賽,中國教育電視臺對此進行了報道。通過帶領(lǐng)團隊參加學(xué)科競賽和公益展示,張老師極大地提升了學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)興趣,并進一步提高了學(xué)校在社會上的知名度。
多種媒體的報道,讓張老師和他的機器人名聲大噪。張老師希望能通過自己的努力,讓更多人了解人工智能和機器人,改善中國的科研環(huán)境。但是,跟隨科研學(xué)者而來的,也有企業(yè)商人。相比于科學(xué)價值,這些商人更看重的是家庭服務(wù)機器人的未來市場前景及其帶來的潛在巨額利益。“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合更能提高學(xué)校的科研環(huán)境和科研產(chǎn)品市場化,張老師對此十分認(rèn)同。但與此同時,張老師對于前來謀求合作的企業(yè)十分嚴(yán)格。他常常會前往企業(yè)進行實地調(diào)研,并要求企業(yè)提供整套的科研產(chǎn)品市場化的方案,以及回饋社會的承諾。一旦發(fā)現(xiàn)企業(yè)科研實力不足以支撐方案,或者“動機不純”時,張老師都會予以拒絕。
曾經(jīng)有許多企業(yè)前來找過張老師,聘請他到企業(yè)任職,承諾給予他更好的科研場所和更高的薪酬待遇,但是他都沒有同意。因為他更愿意在學(xué)校里,培養(yǎng)更多的機器人愛好者,為求知若渴的學(xué)生們輸送自己所學(xué)的知識,為學(xué)校培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀青年教師。張老師最重視的,是純粹的科研環(huán)境,投身研發(fā)的使命感,以及教書育人的成就感。