8月5日，第九屆世界華人數(shù)學(xué)家大會(huì)在南京閉幕當(dāng)天，世界華人數(shù)學(xué)家大會(huì)主席、中國科學(xué)院外籍院士丘成桐專程趕到位于麒麟科創(chuàng)園的南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心，就中心目前工作、下一步計(jì)劃開展交流討論。
南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心是在南京市委市政府大力支持下，麒麟科創(chuàng)園和東南大學(xué)共同發(fā)起設(shè)立的具有獨(dú)立法人資格的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，由丘成桐院士擔(dān)任中心主任，2020年8月7日正式揭牌。2年時(shí)間過去，中心建設(shè)進(jìn)展如何?取得了哪些階段性成果?記者進(jìn)行了實(shí)地探訪。
5日上午10點(diǎn)，南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心五樓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，幾名東南大學(xué)學(xué)生正利用遙控手柄操控調(diào)試一臺(tái)無人機(jī)。和市面上常見款相比，這臺(tái)無人機(jī)看上去有些特別，它頭頂和兩側(cè)都有螺旋槳，底部還加裝了兩個(gè)圓環(huán)。
“這是我們研發(fā)的新型兩棲無人機(jī)，既能在空中飛，還能在地上跑，已經(jīng)申報(bào)了專利?！睎|南大學(xué)教授李新德介紹，這臺(tái)無人機(jī)采用了兩軸飛行器結(jié)構(gòu)，中間的槳提供升力，兩側(cè)的槳調(diào)整姿態(tài)，確保它在空中運(yùn)行能夠自穩(wěn)、不偏航。當(dāng)無人機(jī)穿越叢林、管道或在陸地上跑動(dòng)時(shí)，兩側(cè)螺旋槳會(huì)變換方向，通過控制其差速轉(zhuǎn)，能為底部兩個(gè)圓環(huán)提供滾轉(zhuǎn)的動(dòng)力。
除了兩棲無人機(jī)，中心還設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出國內(nèi)第一臺(tái)軟體喂食機(jī)器人樣機(jī)，可對(duì)視野中的人臉位置進(jìn)行檢測，從而對(duì)嘴部位置進(jìn)行定位，進(jìn)行自動(dòng)精確喂食，更好地滿足老年及殘疾人餐飲需求。目前，系統(tǒng)樣機(jī)測試已達(dá)到預(yù)期效果，正在進(jìn)一步進(jìn)行人的表情、情感研究，實(shí)現(xiàn)喂食機(jī)器人與人的互動(dòng)。
李新德說，當(dāng)前社區(qū)、養(yǎng)老院、康復(fù)中心等室內(nèi)動(dòng)態(tài)以及復(fù)雜場景下智能機(jī)器人自主服務(wù)需求越來越迫切，團(tuán)隊(duì)為此開展了基于數(shù)字孿生的自主服務(wù)機(jī)器人虛實(shí)交互學(xué)習(xí)的關(guān)鍵技術(shù)研究，解決服務(wù)機(jī)器人自主進(jìn)化與智能增長等基礎(chǔ)性問題，“我們的目標(biāo)是2年內(nèi)突破自主學(xué)習(xí)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，5年內(nèi)落地面向養(yǎng)老服務(wù)的產(chǎn)品，如機(jī)器人自主喂食、自主洗澡等?！?/p>
記者在采訪中獲悉，自主服務(wù)機(jī)器人之所以能在各行各業(yè)“大展身手”，靠的是強(qiáng)大的算法支撐，其背后基礎(chǔ)還是數(shù)學(xué)。
數(shù)學(xué)，作為一門核心的基礎(chǔ)科學(xué)，在探索客觀自然規(guī)律、解決當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中的重要應(yīng)用問題、推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展方面發(fā)揮著日益重要的作用。丘成桐院士呼吁，要重視數(shù)學(xué)和基本科學(xué)在應(yīng)用科學(xué)中的重要性。在他看來，互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，其背后的重要工具其實(shí)都是數(shù)學(xué)，而當(dāng)下廣為流行的深度學(xué)習(xí)存在不少問題，例如過度依賴大樣本、可解釋性差、容易受欺騙等，要想解決這些問題，需要對(duì)相關(guān)數(shù)學(xué)理論進(jìn)行深入研究。
肩負(fù)著大力推動(dòng)數(shù)學(xué)科學(xué)與工程應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化的對(duì)接融通的使命，南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心自成立以來，便將人工智能算法、加密算法、量子計(jì)算、重要應(yīng)用問題的數(shù)學(xué)建模和分析、工程解決方案等作為重點(diǎn)研究領(lǐng)域，開展相關(guān)的數(shù)學(xué)理論和方法及應(yīng)用基礎(chǔ)的研究。
“中心特別重視應(yīng)用數(shù)學(xué)方法在解決國民經(jīng)濟(jì)重要問題的應(yīng)用，目前已設(shè)立自主服務(wù)機(jī)器人、計(jì)算幾何及應(yīng)用、大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算與介質(zhì)成像、電網(wǎng)大數(shù)據(jù)與電力系統(tǒng)高性能計(jì)算四個(gè)主要研究方向，聚集各類人才50余人。”南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心常務(wù)副主任劉繼軍介紹，2年間，中心共發(fā)表47篇高水平學(xué)術(shù)論文，取得國家發(fā)明專利3項(xiàng)，獲得中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國際發(fā)明展金獎(jiǎng)1項(xiàng)、銀獎(jiǎng)1項(xiàng)。
南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心也得到了市委市政府的高度關(guān)注和支持，今年1月發(fā)布的2022年南京市委一號(hào)文件《關(guān)于深入推進(jìn)引領(lǐng)性國家創(chuàng)新型城市建設(shè)的若干政策意見》明確提出，要“全面提升基礎(chǔ)研究能力”，其中很重要的一點(diǎn)就是“推進(jìn)南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心建設(shè)”。
劉繼軍表示，未來中心將在3D醫(yī)學(xué)影像分割、新型材料的電磁計(jì)算、生物醫(yī)學(xué)成像建模與計(jì)算、圖像處理、智能電網(wǎng)高性能計(jì)算、喂飯機(jī)器人等方面開展持續(xù)而深入的學(xué)術(shù)研究，同時(shí)加快多學(xué)科交叉研究，推動(dòng)中心項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，“中心持續(xù)關(guān)注科技發(fā)展的前沿領(lǐng)域和社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，在充分論證的基礎(chǔ)上，將不斷啟動(dòng)具有前瞻科學(xué)意義和重要應(yīng)用前景的新的研究方向。”
