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教工风采


【师道新语】张宏院士:开启学生更多可能,希望他们走得更高更远

2021-05-15

       【编者按】在南科大校园里,有这样一群不忘初心、无私奉献的老师:他们是学生成长的引路人,带领学生遨游知识的海洋,给他们带来春日暖阳般的关怀;他们是勇闯学术“无人区”的科学探路者,不断攀登科学的高峰。“师道新语”栏目聚焦这些教学、科研、育人等方面成绩突出的老师,通过深入采访,以榜样的力量进一步引领全校教书育人、专注科研的良好风尚。

 

       机器人的诞生和机器人学的建立及发展,是20世纪自动控制领域的重要进展。开展机器人领域的科学研究,是事关“中国智造”的大计,对提高我国工业机器人产业发展竞争力,满足我国对高端制造技术发展的需要,都有着积极的意义。

       加拿大工程院院士张宏2020年加入南科大电子与电气工程系任讲席教授。他自1982年起从事机器人领域的研发工作,至今已三十载有余,专注于移动机器人视觉导航、工业机器人运动­学与动力学、多指灵巧手规划和控制、触觉传感与伺服及群体机器人协调控制等领域的研究。截至目前,张宏已发表论文250余篇,总引次数达6700余次(Google Scholar),近五年被引用2800余次。

       他为何选择回国加入南科大?他有哪些科学研究和培养人才的心得?现在就让我们走近张宏院士,听听他的故事。

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追求卓越,这也是南科大人的共同追求

       2020年,在海外求学工作多年的张宏,结束了多年的海外学习任教生涯,选择回国加入南科大,成为这所年轻大学中的一员。在南科大,像张宏这样放弃国外工作回国的科学家比比皆是。张宏说,自己是一个不愿意在舒适圈待着的人,相较于安稳,他更喜欢创新和突破自我。而这些恰好和南科大“敢闯敢试、求真务实、改革创新、追求卓越”的创校精神不谋而合。

       张宏已经在机器人领域钻研了三十多年。从最开始偏工业机器人,再转向到移动机器人,到现在开始研究一些计算机视觉的问题,张宏一直在传感方向不断地深入研究,用计算机的算法把原始数据转化为对机器人决策有用的信息。谈及专业领域,张宏表示,在计算机视觉方面,中国发表的高水平文章在世界上占比还是很高的,但是平均水平来说,还可以有更大的提升空间。因此,张宏想在南科大组建一支高精尖的队伍,为相关领域发展贡献自己的一份力量。张宏说:“敢闯敢试,敢为人先,在南科大,不论是老师还是学生,都有这种精神特质。同时,我们要追求卓越,要做就要做到最好,这也是南科大人的共同追求。”他对在南科大开启干事创业的新征程满怀期待、充满信心。

老师的重要作用就是帮助学生发现兴趣和问题

       “搞科研是一件非常枯燥的事情,但热爱科研的人为什么不感到痛苦?就是因为他们产生了好奇心。你觉得这个有意思,你就会一直钻研下去,你就不觉得这是一件枯燥的事情。作为老师,我们的一个重要作用就是激发学生兴趣,帮助学生发现问题,开启学生更多的可能性。”张宏说。 

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张宏在办公室

       在张宏看来,老师并不是两个口袋里装了很多课题,随便给学生掏出来一个。老师可以帮助学生的,就是说什么方向比较有意思,然后让学生自己去尝试。比如,想把一张纸从桌子上拿起来,除了用手拿之外还有什么方法?要怎样去完成这件事?就可以引导学生尽可能地把世界上研究过类似问题的方法全部搜集出来,尝试看看这些已有的方案是不是可以解决这个问题。如果不能解决,那么这个失败的模式就是现在研究的起点,要重视失败给我们的启发。张宏说:“我们是无法借助想象去发现问题出现在什么地方,所以在不断尝试中挖掘问题,往往是非常有意思和有价值的事情。”

       在遇到和学生意见分歧时,张宏会给学生分享过去的经验,分析细节问题。张宏常常说:“老师不一定是对的,因为老师随着知识的增加,可能慢慢有一些保守的倾向,就好像那些对技术了解比较多的人,后面可能会对技术本身产生焦虑,他们往往充分考虑各种条件之后才去做,他们认为只有这样才会成功。学生有种初生牛犊不怕虎的冲劲儿,他们不知道路上有悬崖陷阱,而老师可能因此摔倒过,知道掉进悬崖陷阱里很疼。任何事情都有双面性,学生的无畏可能会让他们犯一些错误,但是也正是他们的无畏,使得他们有了抓住他人错失的良机的可能性。”

       张宏认为优秀的学生应该有坚实的理论基础、出色的动手能力、良好的沟通能力,以及不屈不挠的探索精神。“理论基础非常重要,它能提升我们的洞察力。”张宏表示,基础没打好就会对很多重要的数据视而不见,会有很多重要的科学发现从我们身边溜走。同时,动手能力对于实验科学来说是至关重要的,光有想法,不去动手,往往得不到新的发现。沟通能力也是经常被同学们忽视的能力。良好的沟通能力不仅要求学生能顺利地跟自己课题组的同学和自己的导师交流,也要努力去和不同课题组的学生、公共平台的工程技术人员,以及来访讲座的科学家交流。张宏认为,不屈不挠的探索精神帮助同学们在科研路上取得成功也是非常重要的,“科学研究往往会遇到挫折,遇到挫折了是停在困难面前等待,还是不停地想办法来克服困难,结果会大不一样。”

我们要看到学生的强项,鼓励那些冒尖的精彩

       针对不同的学生,张宏对学生培养的侧重点也有所区别。“如何去开启一个学生的可能性,对我来说所谓的开启的过程,最重要的就是观察。”他认为,作为老师,要认真观察学生,看看哪个方向是他的强项,“我觉得这个才是最重要的,每个人都是独立的个体,每个人都是千变万化的,你让所有人去做同一件事情是不合理的,你要帮助他发掘他的强项。然后你将大家的强项都综合起来,给他一些正反馈,他可以走得更快也可以发展得更好。”

       对于拔尖创新人才的培养,张宏有自己独到的见解。他打比方说,一位同学参加了两门考试,一门成绩是九十多分,一门是八十多分,家长不会鼓励九十多分的这一门,而是会去询问那个八十多分的是为什么没有考好。“可是你想想,创新是倒过来的,你要去鼓励他考一百分的这门学科,因为在创新这件事情上,我们不可能在所有的方向都创新,而是在某一个方向创新。“我们要尝试去看到学生们的强项,鼓励那些冒尖的精彩。”

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南科大机器人学生社团活动现场

       张宏希望把自己对科学研究的严谨态度教给年轻人,“我觉得这个是年轻学生应学到的。我希望在教导同学们学习的过程中,能把我身上有价值的东西传递给他们。”这些“有价值的东西”包括做科研的方法、对待科研的正确态度以及相关领域的科学知识,“我研究机器人领域已经很久了,我希望把我这么多年积累下来的东西传递给学生们,这对我来说是一件非常有成就感的事情。希望他们能在我们这代人的基础上走得更高、更远。”

我们正在一步一步用研究“逼近”电影里的机器人

       说到自己的专业,张宏表示,在机器人上有理想和现实的差距。电影里面的机器人长得像人,在外形和行为上和人的契合程度很高,但是在实验室中,往往同学们接触到的机器人是很不一样的,它们非常枯燥,而且能力也是非常有限的。“但是在我看来这些才是很有意思的事情,同学们看了电影,可能会觉得我们距离这些东西有些遥远,但实际上,深入了解之后,同学们会发现我们现在正在通过脚踏实地的努力一步一步‘逼近’电影里的机器人。”张宏表示,二三十年前电影里看到的那些机器人所做的事情,现在很多已经实现了,“对于机器人的发展,我们要有信心,也要有耐心。”张宏谈起这些,强调了想象的重要性,“可能正是因为这些是非常前沿的东西,所以很多人都是敢想。敢于想象给我们带来了动力——也就是未来是好的,未来会实现的,不要放弃。”

       感知、认知、思考将是未来机器人的发展趋势,而机器人领域的竞争是全球化的,甚至具有重要的战略意义,中国自主化的速度可以再快些。目前,机器人从传统的制造业进入人类的工作和生活各个领域,并作为新发展的创新点和重要切入点慢慢改变着人们的生活。张宏说:“机器没有独立的价值,机器的价值是人的价值,人工智能会改变人类生活、甚至改变社会,对于这种改变可能带来的正反两方面的影响,需要全社会各界共同思考应对。”

       在张宏看来,机器人正逐渐从“机器”向“人”进化,大数据、云计算、人工智能、感知系统……各种技术让原本只是根据既定编程行动的工业机器人,有了“大脑”“眼睛”“触感”,由此人们对服务机器人的期待开始上升,机器人终于可以走到人类身边,像“大白”那样的机器人终于不再仅仅是电影中的幻想,在此过程中,中国的机器人企业完全有能力开创属于自己的时代,中国的机器人科学发展大有可为。

 

       张宏简介:

       张宏,加拿大工程院院士,IEEE Fellow, 广东省“珠江人才计划”领军人才,深圳市“孔雀计划”杰出人才,现任南方科技大学电子与电气工程系讲席教授。他曾就职加拿大阿尔伯塔大学计算机科学系多年,离任前为该系终身教授。在加拿大工作期间,完成了多项重大研发项目,担任加拿大自然科学与工程基金委首席工业研究教授 (NSERC IRC)。目前研究方向为移动机器人导航,自动驾驶,计算机视觉,图像处理。培养了硕士、博士以及博士后80余名,其中多名在国内外著名大学任教。任多个国际期刊编委及大会主席,目前为IEEE机器人与自动化协会旗舰会议IROS 编委会总主编 (2020-2023)。

 

来源:南科大新闻网

采写:郑富星

摄影:张晓燕

编辑:胡龙腾