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蔡自兴:中国智能科学的开拓者

时间:2015-10-20 17:10:46

作者:发展中心 来源:湖南发展研究中心


  中国智能科学的开拓者

  蔡自兴:壮心不已


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  ◆湘声报记者 陈彬 刘敏婕

  

  在2014年举行的第四届吴文俊人工智能科技奖颁奖典礼上,蔡自兴荣获“终身成就奖”,这是中国人工智能领域的最高奖项。

  

  颁奖词这样写道:“他是一位敢为人先的开拓者,首次在我国人工智能、智能控制、机器人学三个学科群构建理论体系和基础课程。他用科学实践的方法论,推动着我国智能科学技术教学与研究的新发展。”


  1985年 

  在国际上首先提出并建立机器人规划专家系统,实现专家系统与机器人技术的结合,在国际上为基于知识的生产过程自动规划和高层控制开辟了一条新途径。

  

  2003—2006年  

  主持国家自然科学基金重点基金项目“未知环境中移动机器人导航控制的理论与方法研究”,取得突出成果,经专家组结题验收评为“优秀”。

  

  2005—2007年

  

  主持国防基础研究科研项目“异质多移动体的协同侦察与重构技术的基础研究”,验收意见指出:本项目在多移动体协作环境感知与目标定位、异质多移动体高效协作、组织与通信链重构等关键技术上有突破性进展。 


  2009-2012年  

  作为合作单位主持人参与国家自然科学基金重大专项重点项目“高速公路车辆智能驾驶的关键科学问题研究”,验收意见认为:本项目在高速公路无人驾驶车辆方面取得创新成果,实现了国内首次长距离高速公路无人驾驶实验。


  

  作为我国智能科学领域的开拓者之一,湖南省政协原副主席,中南大学教授、博导、智能系统与智能软件研究所名誉所长,国际导航与运动控制科学院院士蔡自兴被誉为“中国智能机器人学科创始人”。他在20多年前写就的“智能三部曲”,至今仍被国内同行奉为开山经典之作。

  

  如今,他依旧精神矍铄,对外界事物保持着高度的热情与敏感,每天忙得停不下来。

  

  湘声报记者采访的前两天,他与省政协视察组赴郴州考察湘江上游支流舂陵江的保护与治理;采访后次日,他应邀前往北京参加中国计量科学研究院的学术活动;几天后,他到日本仙台出席IEEE(电气电子工程师协会)会议,之后又马不停蹄赴南宁出席教学研讨会。

  

  如此频繁地参与社会活动及研究,这既是他闲不住,更是壮心不已:在人工智能和机器人浪潮汹涌而至的今日,他想尽自己毕生所学更多地贡献一己之力,继续为中国智能科学的发展推波助澜。

  

  闲不住的耕耘者

  

  在抗日战争的烽火中,蔡自兴出生于福建莆田沿海的一个农村,因家境贫寒,他自小就承担了家庭重活。

  

  “清早就出发上山,经过一个多小时才爬到山上,这时天才逐渐放亮。接着继续前行,下山数公里后到了林区草场,然后割草、砍柴。”蔡自兴回忆,下午挑着重重的草木上坡下坡返回家中。如果是退潮时间,回家后还要下海收凿牡蛎、打捞鱼虾。

  

  19岁时,蔡自兴考入交通大学(1959年后改名为西安交通大学)电机工程系工业电气化与自动化专业。大学期间,除了基础和专业学习外,他还“闲不住”自学德语,研读《德语语法》、《科技德语读本》及电工技术方面的德文原著。

  

  天道酬勤,他的本科毕业论文被中国自动化学会第六次学术年会录用为大会宣读论文。作为大学本科生,这种情况在当时十分少见,在学界产生较大影响。

  

  1962年,五年制大学毕业后,24岁的蔡自兴进入中南大学从事教学与科研,一干就是50多年。像其他杰出的研究者一样,他对自己的专业有着非凡的兴趣、耐心与热情。在经历“文化大革命”后,他更如饥似渴地投入到科研与教学中。

  

  回忆起那段往事,蔡自兴的妻子翁环至今感叹:“文革刚结束那阵子,他周末从长沙来湘潭看我。夏天晚上特热,又经常停电,别人都在屋外聊天,他为防止蚊子叮咬,穿着长衣长裤,在房间里的煤油灯下看书钻研。”

  

  现在,蔡自兴仍保持着这种钻研精神。他家的晚饭一般是在7点左右,他边吃饭边看《新闻联播》,随后便匆匆赶往实验室或办公室。

  

  “只有大年三十,在我们的要求下,他才会早回来一会儿,一起观看春节联欢晚会。”翁环说。

  

  由于几乎只有吃饭、睡觉在家,蔡自兴总觉得对不住家庭,尤其是愧对妻子。直到最近,晚上他才不去办公室,而是呆在家里的电脑前干活。

  

  倾力编著“智能三部曲”

  

  蔡自兴与人工智能结缘于1983年的首次赴美留学。

  

  1983年5月,受国家派遣,他前往美国内华达大学电气工程与计算机科学系机器人研究中心,学习研究机器人学。之后,又转到普渡大学,师从美国国家工程科学院院士傅京孙以及国际著名机器人学专家保罗、陆漾生等教授,主俢机器人学和人工智能。

  

  作为访问学者,本来进修一门学科就足够了,但蔡自兴同时进修两门学科,把人工智能基本理论与技术用于机器人学研究,并于1984年在国际上率先提出机器人规划专家系统,实现了人工智能专家系统技术与机器人技术的结合。

  

  与此同时,他心系国内教育,拟订了《机器人原理及其应用》的编写大纲。由于当时网络还不够发达,国内难以阅读到外文期刊,蔡自兴为此收集了重达100多公斤的参考资料,包括原版图书和论文复印件,带回国内供研究与编书参考。他撰写的两篇介绍国外机器人学研究及教育的文章也先后寄回国内发表,成为国内最早介绍该方面研究情况的报告。

  

  归国后,蔡自兴没有躲在书斋里,而是积极投身到我国智能科学学科建设中。

  

  20世纪80年代,中国进入“科学的春天”,但智能科学教学基本处于空白,这极大激发了蔡自兴的抱负。这期间,他的科研成果进入一个井喷期。

  

  1985年,他在国际上首创机器人规划专家系统;

  

  1986年,他提出智能控制的“四元交集结构理论”;

  

  1987年,他的《人工智能及其应用》出版,成为我国首部公开出版的具有自主知识产权的专著兼高校人工智能教材;

  

  1988年,他的《机器人原理及其应用》在中南工业大学出版社出版,成为我国第一部关于智能机器人基础的系统专著及教材……

  

  时任国务委员兼国家科委主任、著名自动控制专家宋健读了《人工智能及其应用》一书后,亲笔给素不相识的蔡自兴写信,盛赞“这一前沿学科的最精彩成就迅速与中国读者见面,对人工智能在中国的传播和发展必定会起到重大推动作用……是中国科学界的一件大事” 。

  

  相对人工智能学科,智能控制学科更加年轻,在理论和应用上均很不成熟。在参考资料奇缺和国内外均无此类教材的情况下,蔡自兴刻苦攻关,编著出《智能控制》一书并于1990年出版,成为国内外首部关于智能控制的系统专著与教材。

  

  《人工智能及其应用》、《机器人原理及其应用》、《智能控制》三书被国内一些同行誉为“智能三部曲”, 至今已发行约50万册,拥有百万读者,为智能科学诸学科的学科建设、科学研究、教材建设和高级人才培养发挥了重大作用。

  

  2013年,在美国西雅图微软公司总部一次华裔员工聚会上,几个年轻人欣喜地围绕着蔡自兴,其中一位告诉他,自己是看了他的书才进入机器人学和人工智能领域的。

  

  近些年,蔡自兴到国内外参加学术活动时,经常会碰到向他表达启蒙感激之情的中国学者,其中有的已是富有名望的教授或企业高管。

  

  2008年,16名来自北京大学、清华大学、哈尔滨工业大学、国防科技大学、北京航空航天大学、中南大学等13所知名高校的年轻学者联合撰写了一篇长文,其中有一段这样写道:“本文作者都读过蔡教授的许多著作,聆听过他的教诲,有的还是他直接指导过的博士。现在活跃在机器人学领域的广大师生和研究人员,大多都读过他的机器人学和人工智能等书籍,受到他的机器人学启蒙和教育。”

  

  蔡自兴的著作影响了两代中国机器人学学者。

  

  提出我国机器人学学科体系

  

  在机器人学领域,蔡自兴出版专著教材共8部,印刷15次,发行近5万册。他还在国内外刊物和学术会议上,撰文探讨机器人学的学科体系结构,产生很大影响。

  

  蔡自兴提出的我国机器人学学科基本体系包括机器人学基础理论(数学基础、运动学、动力学等)、机器人学基本技术(机器人控制、规划、传感器、编程等)和机器人学应用等,不仅成为我国机器人学学科的重要基础,丰富了机器人学的研究内容,发展了机器人学理论与方法,还对推动我国机器人学的发展起到了不可替代的作用。

  

  三元交集结构理论是蔡自兴提出的重要理论。他认为,机器人学是一门研究机器人原理、技术及其应用的学科,也是一门高度交叉的前沿学科。在诸多相关学科(科学)中,关系最为密切的是机械学、人类学和生物学,称之为“机器人学的三元交集结构”,他的结论是:人类学、生物学和机械学三者之交集部分,研究用生物工程方法和技术制造拟人机器人,即无性系生物机器人或无性系人,也可称为克隆人。这是研究的一个禁区,也是目前人们极为关注和激烈争议的研究领域。

  

  1997年8月,在哈尔滨工业大学举行的中国第五届机器人学术会议上,蔡自兴作了“机器人进化与智能机器人”大会报告,提出克隆机器人对人类的挑战问题。经多家媒体报道后,在社会引发讨论,反响热烈。这个研究成果获得张启先院士、熊有伦院士等国内外专家的高度评价。

  

  开拓智能科学学科

  

  蔡自兴是我国智能科学的先行者与开拓者。他在人工智能、智能系统、机器人学、专家系统和智能控制等领域取得丰硕的研究成果,得到同行的公认。

  

  此外,他还是提出智能科学基本体系的第一人。2001年在中国自动化领域发展战略高层学术研讨会上,他做了题为“智能科学发展的若干问题”的大会报告,并发表在《自动化学报》。在2003 年IEEE机器人学、智能系统与信号处理国际会议上,他做了智能系统领域唯一的大会特邀报告“智能科学的学科框架与基本特性”,并担任智能系统领域的主席。

  

  蔡自兴的研究论述了智能科学技术的基础,首次提出智能科学学科体系的初步框架,为一门新的交叉学科的诞生起到了重要的促进作用;他还分析了智能科学当前需要深入研究的若干重要课题,探讨工业化、自动化、信息化与智能化的关系,对发展智能科学、创造知识产权和增强国家实力具有重要的指导意义,其研究成果获中国高校自然科学奖二等奖。

  

  在国内外智能科学、人工智能和机器人学蓬勃发展,迎来前所未有的良好发展机遇的时候,看着自己毕生奉献的学科如此欣欣向荣,蔡自兴欣慰不已。这位酷爱长跑的长者,没有停止自己的脚步,至今仍然孜孜以求,不敢懈怠。

  


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