在中國科技大學(xué)蘇州高等研究院,又一個陳景潤帶領(lǐng)團隊用科學(xué)計算與人工智能,沿著工業(yè)科技和產(chǎn)業(yè)鏈的層次尋求自主安全可控的解決之道——
破浪前行 護航“大國制造”
陳景潤,中國數(shù)學(xué)界響當(dāng)當(dāng)?shù)拿。上世紀(jì),陳景潤針對哥德巴赫猜想的一系列研究聞名全球,讓世界數(shù)學(xué)界為之驚嘆。
如今,在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院,另一個數(shù)學(xué)家陳景潤也在日夜耕耘,為“大國制造”的崛起貢獻(xiàn)力量。
堆滿計算機的實驗室,不斷迭代代碼的“碼農(nóng)”,可堪媲美小型超算中心的機房……在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院科學(xué)計算與人工智能實驗室中,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師,海外高層次人才青年項目入選者陳景潤,帶領(lǐng)團隊用科學(xué)計算與人工智能,沿著工業(yè)科技和產(chǎn)業(yè)鏈的層次尋求自主安全可控的解決之道。
科技是關(guān)鍵,人才是基礎(chǔ),教育是根本。在三位一體的學(xué)科建設(shè)中,陳景潤團隊全力書寫中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院和蘇州工業(yè)園區(qū)校地協(xié)同護航“大國制造”的精彩篇章。
科學(xué)計算結(jié)合人工智能成國內(nèi)“獨一份”
科學(xué)計算是20世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步之一,它利用數(shù)學(xué)模型和計算機來分析、求解科學(xué)和工程問題,憑借先進(jìn)的計算能力理解和解決復(fù)雜問題,是一個快速發(fā)展的交叉學(xué)科,也是體現(xiàn)國家科技核心競爭力的重要標(biāo)志。在國內(nèi),設(shè)置科學(xué)計算專業(yè)的高校很多,而將科學(xué)計算和人工智能進(jìn)行融合作為學(xué)科方向,中國科大蘇州高研院還是國內(nèi)“獨一份”。
“科學(xué)計算本身屬于科學(xué)范疇,我們之所以選擇將它與人工智能相結(jié)合,是因為人工智能作為工具具有極大的便捷性。”陳景潤說。簡言之,科學(xué)計算和人工智能都要做數(shù)學(xué)建模,都要進(jìn)行計算,都能做預(yù)測和決策,但是人工智能是基于數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,而科學(xué)計算是基于機理進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。陳景潤的團隊,通過設(shè)計一種新型的基于人工智能和科學(xué)計算的算法,將二者的優(yōu)點結(jié)合起來,這就帶來了效率的大大提升和人力成本的有效下降。
“舉個例子,工業(yè)上要設(shè)計一個三維異形,按照以前的做法,需要先由工程師想一個形狀,設(shè)計者根據(jù)形狀畫網(wǎng)格得到物理指標(biāo)。工程師再針對物理指標(biāo)進(jìn)行計算、調(diào)整形狀,在這一過程的不斷重復(fù)中,最終完成設(shè)計。而人工智能介入科學(xué)計算后,只要通過對其形狀做數(shù)學(xué)表征,再借助AI生成對抗網(wǎng)絡(luò)、強化學(xué)習(xí)等工具,就能把原來需要人工計算無數(shù)次的物理指標(biāo)設(shè)計流程全部通過自動化實現(xiàn)。”陳景潤說。
順著人工智能這一線索,在不同的場景完成科學(xué)計算任務(wù),陳景潤的團隊踏上了一條全新的賽道。在蘇州,科學(xué)計算與人工智能相融合的賽道上,他與一群志同道合者同路而行:目前,實驗室已與培風(fēng)圖南半導(dǎo)體、伏泰信息科技有限公司等科技企業(yè)結(jié)成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟,在“獨一份”的學(xué)科研究中實現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)的互動協(xié)同。
兩大研究方向劍指產(chǎn)業(yè)自主可控
在研究方向上“仰望星空”,在具體應(yīng)用場景上“腳踏實地”,這是中國科大蘇州高研院專業(yè)設(shè)置的一大特色。陳景潤的科學(xué)計算與人工智能實驗室也不例外?紤]到蘇州作為制造強市工業(yè)門類齊全的硬實力,陳景潤為自己的研究方向找到了具體落點——工業(yè)軟件和機器視覺。
“工業(yè)軟件包括系統(tǒng)、應(yīng)用、中間件、嵌入式等,我們常見的CAD、CAE,芯片設(shè)計的EDA等輔助工具,都屬于工業(yè)軟件。”據(jù)陳景潤介紹,盡管設(shè)計領(lǐng)域在整個工業(yè)鏈條中占據(jù)重要地位,但由于整體利潤率偏低,大部分中小企業(yè)自己開發(fā)并不經(jīng)濟。國外工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域起步早,以法國達(dá)索、德國西門子為代表的巨頭已經(jīng)在這一領(lǐng)域形成了壟斷,國內(nèi)工業(yè)設(shè)計大多依賴國外軟件系統(tǒng)。這就需要頭部高校主動擔(dān)當(dāng),打破局面。
以國際巨頭為標(biāo)桿,中國科大蘇州高研院科學(xué)計算與人工智能實驗室以算法迭代彌合差距。“我們很多核心算法在國際上都處在前沿,跟國際巨頭的差距主要在應(yīng)用場景的算法迭代上。”陳景潤解釋說,以達(dá)索和西門子為例,兩家企業(yè)幾十年來積累了海量的工業(yè)數(shù)據(jù),軟件系統(tǒng)隨著工業(yè)生態(tài)的完善不斷升級,其內(nèi)核包含著幾十年的凈化進(jìn)程。“相對于國外,我們?nèi)钡氖?lsquo;經(jīng)驗’,因此希望跟蘇州的產(chǎn)業(yè)開展更密切的合作,在生態(tài)構(gòu)建中實現(xiàn)工業(yè)設(shè)計軟件的獨立自主,最終讓國產(chǎn)工業(yè)設(shè)計軟件走出去,面對面與國際巨頭競爭。”陳景潤說。
在另一領(lǐng)域機器視覺,陳景潤認(rèn)為,機器視覺主要是生產(chǎn)流程的自動化提升。隨著蘇州制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級進(jìn)程的推進(jìn)與人工智能技術(shù)水平的提升,工業(yè)視覺的應(yīng)用邊界在不斷開拓,是一片亟待開發(fā)的“藍(lán)海”,研究空間和市場潛力巨大。
聚焦工業(yè)設(shè)計開發(fā)工業(yè)軟件,聚焦產(chǎn)業(yè)升級發(fā)力機器視覺,中國科大蘇州高研院科學(xué)計算與人工智能實驗室的建設(shè)目標(biāo),承載著陳景潤的夢想——幫助國家提升工業(yè)領(lǐng)域核心競爭力,實現(xiàn)自主可控。
名校名城攜手加速邁向世界一流
加盟中國科大蘇州高研院2年,“忙”成為陳景潤日常的主旋律。除了本職工作搞科研和培養(yǎng)學(xué)生,在為學(xué)校網(wǎng)羅全球精英、加快成果轉(zhuǎn)化等方面,實驗室成了他最好的陣地。
一流的人才才能培養(yǎng)一流的學(xué)生,一流的團隊才能產(chǎn)出一流的成果。懷揣成為“世界一流”的抱負(fù),中國科大蘇州高研院科學(xué)計算與人工智能實驗室前往全球頂尖高校招引人才,并通過獨墅論壇等途徑,邀請普林斯頓、哈佛、牛津等高校的博士、博士后前來參加。在一次次交流中,一扇扇了解中國科大蘇州高研院的“窗口”被打開,也為蘇州高端人才集聚提供助力。
吸引一群優(yōu)秀的人干一件大事,中國科大蘇州高研院全力釋放對高端人才的“虹吸”能力。“結(jié)合中國科大數(shù)學(xué)、計算機、數(shù)據(jù)科學(xué)等學(xué)科優(yōu)勢及蘇州的工業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,我們實驗室已經(jīng)吸引了40多名優(yōu)秀人才加盟。他們的學(xué)科背景多元,分別來自數(shù)學(xué)、物理和計算機等專業(yè)。不同領(lǐng)域的交互,會激發(fā)出更多的火花,產(chǎn)生更多的可能。”陳景潤說,根植于工業(yè)設(shè)計和機器視覺兩大場景,團隊在場景中提煉科學(xué)問題,再用科學(xué)研究持續(xù)優(yōu)化應(yīng)用場景,實現(xiàn)了實踐—理論—實踐的循環(huán)。
建設(shè)世界一流大學(xué)、建設(shè)開放創(chuàng)新的世界一流高科技園區(qū),在邁向“世界一流”的征途上,中國科大與蘇州工業(yè)園區(qū)攜手前進(jìn),正依托蘇州高研院持續(xù)探索從共同成長到彼此融合的“共榮共生”之路。以陳景潤的團隊為例,聚焦區(qū)域提升創(chuàng)新策源能力的迫切需求,研究人員積極布局國際前沿賽道;圍繞人才培養(yǎng),實驗室以目標(biāo)為導(dǎo)向支持學(xué)生參與產(chǎn)業(yè)升級項目,實現(xiàn)理論高度和實踐深度兼得;瞄準(zhǔn)產(chǎn)教融合,一方面通過孵化企業(yè)提升產(chǎn)業(yè)服務(wù)能力,另一方面借助學(xué)校的工程中心滿足工業(yè)企業(yè)的個性化需求;針對人才集聚,充分發(fā)揮頭部高校的優(yōu)勢,為地方匯聚良性、可持續(xù)的人才源。
面對未來,陳景潤充滿信心,“我們將面向國家的戰(zhàn)略需求和蘇州的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,持續(xù)攀登科學(xué)高峰,實現(xiàn)研究、教育、產(chǎn)業(yè)三者的完美結(jié)合。”
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