智能技术与系统国家重点实验室
一、概况
智能技术与系统国家重点实验室依托清华大学,1987年筹建,1990年通过国家验收并正式对外开放运行。1994年参加国家组织的第一次评估,获优秀国家重点实验室。同年在庆祝国家重点实验室建设十周年表彰大会上,获集体“金牛奖”。1997年通过国家组织的第二次评估,再获优秀国家重点实验室。同年被国家科委定为全国8个“试点实验室”之一。2002年通过国家组织的第三次评估,结果在审定过程中。
智能技术与系统国家重点实验室主要从事人工智能基本原理、基本方法的基础与应用基础研究,包括智能信息处理、机器学习、智能控制,以及神经网络理论等。还从事与人工智能有关的应用技术与系统集成技术研究,主要包括:智能机器人,声音、图形、图像、文字及语言处理等。
实验室的主要研究方向有:
1、人工智能理论研究:智能信息处理一般理论及形式化方法;海量信息处理的理论和方法;网络环境下信息的开发与利用;机器学习;量子信息处理等。
2、先进的人机交互技术与系统:声音、图形、图像、文字及语言处理;虚拟现实技术与系统;多媒体技术。
3、汉语语言文字处理:语料库语言学和计算语言学;机器翻译;语音识别与合成技术;手写体、印刷体汉字识别技术等。
4、智能机器人技术与系统:传感器信息处理与融合;智能控制理论与技术;空间机器人技术;移动机器人技术与系统。
5、智能信号处理:智能信号处理的理论和方法,基于生物特征的个人鉴别技术与系统;地球物理信号处理与识别;生物信息学研究。
二、实验室建设与管理
(一)体制与管理
1、实验室实行清华大学领导下的主任负责制。由实验室正副主任和学术委员会常务副主任组成领导核心来贯彻落实这个制度。学术委员会常务副主任(实验室固定编制人员)在学术委员会闭会期间,代表学术委员会组织有关人员(包括学术委员、主任、副主任等)负责实验室研究任务、目标和学科发展的制订,开放课题的部署和预审等,最后交由学术委员会讨论和审议。研究任务、目标以及日常管理工作由实验室主任领导下的核心小组负责执行。学术委员会与实验室主任各施其职,并密切配合共同完成实验室的建设和发展工作。
2、实验室的课题管理实行主任领导下的组长负责制,组长有课题经费的支配权、自主聘任流动人员的权利,并承担按时、保质完成课题的责任,主任有权检查工作的进度情况。
3、主任有责任协调和调配实验室人力资源和设备资源向重点课题倾斜,以保证国家重点项目顺利完成。
4、实验室的奖金部分由课题组长发放,部分由实验室主任统一发放,以保证基础研究队伍和技术队伍有一定的奖金收入,有利于调动各方面的工作积极性。
5、工作进度采用目标控制方式。
6、研究生的管理采用教师指导下的自主管理方式。为了培养他们的组织能力和社会活动能力,实验室的日常学术活动及文艺体育活动在教师的指导下由研究生负责组织实施。
(二)建设方法
实验室建设主要包括学科建设、队伍建设和基地建设等内容,实验室在建设过程中主要抓住两个环节,其一是学科规划,以保证实验室沿着确定的学科方向、抓住前沿课题和国家急需的课题开展研究工作;其二是研究综合环境的建设,以利于人才培养和吸引、稳定高水平的人才。
1 、学科方向规划
97年评估后,实验室用了四个月的时间进行学科方向规划。从研究方向出发,结合信息科技的最新进展及我国国民经济和社会发展的长远需要,制定了5年期间的研究重点和目标。计算机网络的出现,传统意义上互相独立的计算、通信和系统科学与技术发生高度的交叉和渗透,智能信息处理和应用面临诸多新的课题。
实验室需要从学科研究的前沿、交叉学科的生长点来制定具有前瞻性的研究方向。首先,信息处理的对象发生变化,变得越来越复杂,目前还不存在处理这种问题的形式化方法,需要建立一种刻画通信并发系统的进化过程的新理论。其次,我们面临网络的特殊环境,需要了解网络的行为,在此基础上,把计算、通信与系统科学结合起来,研究海量信息处理与应用的新理论和方法。最后,根据实验室原有的工作基础和优势,将智能控制理论作为智能信息处理和应用的主要研究方向之一。从以上三个方面出发,在这5年中,系统地从信息处理的语义、语法和应用三个层面,并与认知和系统科学结合,研究信息交互、处理、理解和应用中的共性基础问题,力争做出高水平的理论研究成果。并把基础、应用基础、关键技术研究与应用结合起来,围绕文字、图像、语音和语言处理,以及智能机器人领域,努力实现技术创新,完成对国民经济有重大效益和对国防建设有重要意义的任务。为了探索未来信息处理方法与技术,围绕量子信息处理和生物信息处理两个方面,进行前瞻性的研究。加强与国际著名大学的合作,以逐步形成有特色的、有原始创新的智能信息处理理论与技术。
这个学科规划在执行中有不断完善的过程,例如生物信息处理方向是2001年才开始确定启动前瞻性研究工作的。五年来实验室的良性发展也得益于前期的学科规划。
2、研究综合环境建设
实验室领导班子认为,研究综合环境的建设是学科和队伍建设的重要保证。多年来,我们始终坚持“四个创造”的方针。
(1)造宽松、浓厚的学术氛围
长期以来,各研究小组除日常沟通外,平均每周有一次工作与学术交流。实验室内平均每两周有一次国内外专家或本实验室教师的学术讲座。实验室积极支持师生到境外作学术考察或参加国际学术会议。五年来,共邀请国外专家来实验室讲学88人次,国内专家14人次,出国讲学45人次,参加国际会议247人次。
(2)造通畅的成长道路
采取了以下措施,重点帮助中青年队伍的成长:(1)老教师带头组织并帮助年青人申请课题,由年青人负责实施,使每位年青人都有独立承担的课题,都有机会得到锻炼和提高。五年中共有7人晋升为正教授,使中青年成为实验室的研究主力。(2)积极为中青年人创造出国进修的机会,加强与国际交流,跟踪世界学科发展的前沿,发现和寻找新的学科生长点。实验室对短期出国考察访问或参加学术会议的人员随报随批。按照我们的规划,每位年轻教师在四年工作中,争取有一年在国外工作。实验室每年都有年青教师长期出国(半年以上)进修。五年来,长期出国进修的人数达17人次。(3)近五年正是实验室新老交替的时期,在这五年中很多教授已经退休或者接近退休年龄,多数研究小组已基本完成新老交替的工作,年青教授经过一段时间的锻炼,已经肩负起科研和管理的重任。
(3)创造和谐的工作环境
和谐的人际关系是实验室长期形成的氛围和优良传统,保持和发扬这种传统是历届领导班子工作的重要出发点。其关键在于实验室领导要把自己的工作定位在“服务”二字上,为全体员工服务。这种“服务”的精神已经成为实验室全体人员的工作准则。特别是年长的老教师主动为年青人的成长创造条件,而不计较个人的得失。中心实验室有7名55岁左右的教师,他们一直是实验室的业务骨干,承担并完成了大量的科研任务。五年来,中心实验室先后有五名年轻教师晋升正高职称,而他们之中仍有五名至今还是副高职,但他们毫无怨言。多年来,实验室没有因为提职称、评岗位津贴等这类事引起过波动。
(4)创造良好的工作和生活条件
为所有员工尽可能创造良好的工作和生活条件。基本上保证每位研究人员和研究生有一台专用计算机并随着技术的发展不断更新,还配备良好的网络环境。实验室购买了一批工作站并构建了一批实验平台,为实验室和客座研究人员提供研究条件。尽量压缩办公用房。目前为止,本实验室所有教师都拥有自己的住房。另外,实验室用科研经费结余在学校买了四套房屋的居住权,作为新留校教师结婚的过渡用房。
学科建设、队伍建设和基地建设不是一蹴而就的事,是实验室的日常工作的核心任务,实验室应始终处于不断建设的过程中,在这个过程中取得一系列的成果。
3、建设效果
(1)研究任务与成果
5年中共实验室共承担181项科研任务,总经费6073.8万元。其中纵向任务经费占58.17%,包括主持国家自然科学基金重点项目1项、国家“973”二级子项目4项、国家高技术“863”项目46项、国家自然科学基金面上项目34项,同时参加了国家自然科学基金重大项目和重点项目以及“973”二级课题各1项。这些项目有的体现科学发展的前沿,有的是当前国民经济和国防建设的重大任务,且与实验室的研究方向密切相关。
结合校学科建设计划,实验室负责并承担校重点项目“先进的人机交互技术”,院学科建设专题“量子计算的理论模型”等。
实验室共发表学术论文489篇,其中在国际期刊上发表论文76篇,在中国科学引文数据库中收录的国内期刊上发表论文413篇,在国际会议上发表论文475篇。其中SCI收录88篇,EI收录309篇。出版专著11部。鉴定项目22项,获得省部委级以上科研奖励18项,获得国家专利4项(3项发明专利,1项实用新型专利),申请专利8项(7项发明专利,1项实用新型专利),软件登记5项。在最近进行的全国高等学校重点学科评比中,与实验室相关的三个二级学科,即计算机应用技术、模式识别与智能系统和信号与信息处理,均被评为重点学科。
(2)基础研究成果
实验室在海量数据分类方法、智能信息处理一般理论及模型(包括智能信息处理的形式化方法研究、量子信息处理理论、网络行为与网络信息利用、智能控制理论等)等基础研究方面取得一系列重要进展,为关键技术在相关领域的应用奠定了理论基础。
(3)关键技术研究成果
实验室在基础研究方面取得重要研究进展的基础上,把基础、应用基础、关键技术研究与应用结合起来,努力实现技术创新,完成对国民经济有重大效益和对国防建设有重要意义的任务。在数字图像处理和模式识别(如文字识别、手写体汉字识别、手写数字识别)、语音识别与合成(如语音识别、面向盲人人机交互系统语音识别技术、语音合成技术)、智能控制技术(如自主移动机器人、小型无人飞机)等方面取得一系列重要研究成果。
(4)中青年队伍
中青年奋发向上,逐步在科研第一线挑大梁。他们当中大部分人具有博士学位和高级职称,经过实践的锻炼,已经成为实验室科学研究的主力。目前,实验室45岁以下的研究人员共29人,其中有教授7名,副教授13名,讲师9名。如应明生教授,37岁,教育部长江学者奖励计划特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者。获中国青年科技奖,入选教育部跨世纪优秀人才计划。主要从事计算机程序设计语言的形式语义学,量子计算,数理逻辑及其在计算机科学与人工智能中的应用,模糊逻辑等方面的研究工作。目前正在开拓本实验室的新的研究方向,基于量子计算的信息处理方面的研究工作,力争做出更多具有原始创新性的研究成果,带动实验室的学科发展。
五年来,中青年负责承担的国家课题45项,其中“973”二级课题3项,国家自然科学基金课题14项,“863”课题14项,国家攻关课题4项,部委项目10项,承担国际合作12项。
三、实验室需进一步改进的工作
《管理暂行办法》总则第二条指出:“实验室是国家科技创新体系的重要组成部分,是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展学术交流的重要基地。”在这里,《办法》明确重申了国家重点实验室的定位是搞基础和应用基础研究,而本实验室搞这两类研究的人还显不足,大体是二、四、四的比例,即基础研究人员占20%,应用基础和关键技术研究人员占40%,关键技术研究人员占40%。本实验室将努力改变这种状态,初步目标是将人员比例调整到三、五、二,即把关键技术研究人员的比例降低,而基础和应用基础研究队伍各增加一成,以获取更多的原始性创新成果。这不是一件很容易的事,需要进行研究方向的协调、队伍组织、人才引进和人才培养等一系列工作。
《办法》第五章二十四条指出:“实验室实行课题制管理和试行下聘一级的人事制度”,这与依托单位的以基层单位确定固定编制的人事管理体制有所不同,实验室将依据依托单位人事制度的改革情况,寻求落实办法,搞好人事制度的改革。
实验室正式运行已有十二年,这十二年在管理部门和主管部门的领导下取得了一些成绩,但也深感距国际一流水平的实验室还有相当的差距,距国家对我们的要求还有很大的差距,我们将全力以赴建设好实验室,使它成为一个名符其实的基础研究国家队。