
夏元清(左三)和學(xué)生一起展示無人機(jī)、無人船、人形機(jī)器人、機(jī)器狗等無人系統(tǒng)集群的協(xié)同控制。

夏元清正在介紹團(tuán)隊(duì)研發(fā)的云控制系統(tǒng)。本版圖片均為受訪者供圖

人物名片
夏元清
控制科學(xué)與工程領(lǐng)域?qū)<。國家杰出青年科學(xué)基金獲得者,教育部長江學(xué)者特聘教授,IEEEFellow,CAAFellow,享受國務(wù)院政府特殊津貼,F(xiàn)任中原工學(xué)院院長,北京理工大學(xué)講席教授;國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)第八屆學(xué)科評(píng)議組成員,中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)大數(shù)據(jù)專家委員會(huì)委員,中國儀器儀表學(xué)會(huì)物聯(lián)網(wǎng)工作委員會(huì)副理事長,中國指揮與控制學(xué)會(huì)云控制與決策專業(yè)委員會(huì)主任委員,天基智能信息處理全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。
長期致力于多源信息復(fù)雜系統(tǒng)的信息處理與控制、飛行器控制、無人移動(dòng)平臺(tái)協(xié)同控制、空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多運(yùn)動(dòng)體系統(tǒng)跨越協(xié)同控制與智能決策、云控制與決策等研究,承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、973計(jì)劃等多層次科研項(xiàng)目多項(xiàng)。
□本報(bào)記者 馬愿
“浮云出處元無定”,可有人偏偏要在云端上扎根尋路。
10月17日清晨,中原工學(xué)院的校園里,夏元清已踏上通往實(shí)驗(yàn)室的路。他把每天的第一站留給“天—空—地—海(水)”一體化智能云控制平臺(tái)——這既是他三十余年科研心血的凝結(jié),也是我國智能控制從單體走向跨越協(xié)同的生動(dòng)樣本。
從實(shí)驗(yàn)室出來,走進(jìn)辦公室,夏元清從科學(xué)家轉(zhuǎn)變成校長,扛起了籌建河南電子科技大學(xué)、獲得博士學(xué)位授權(quán)和建設(shè)高水平工科大學(xué)的重任。
這么多工作,難不難?累不累?
“教育和科研是我一生的追求。”這份篤定給出了答案。
從鄉(xiāng)村教師到科學(xué)家 深耕向云端
主要開展多源信息復(fù)雜系統(tǒng)的信息處理與控制、飛行器控制、無人移動(dòng)平臺(tái)協(xié)同控制、天空地一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多運(yùn)動(dòng)體協(xié)同控制、云控制與決策等領(lǐng)域研究……不了解夏元清的人,單看介紹,很難想象他最初的專業(yè)是數(shù)學(xué)。
“上學(xué)時(shí),對(duì)數(shù)學(xué)非常感興趣,高中還喜歡坐在教室的最后一排,自學(xué)了很多大學(xué)數(shù)學(xué)的內(nèi)容。”夏元清笑著回憶,“那幾年過于專注數(shù)學(xué),導(dǎo)致當(dāng)年高考成績一般。”
1989年,他考入安徽省滁州師范?茖W(xué)校,選擇了喜歡的數(shù)學(xué)教育,畢業(yè)后在家鄉(xiāng)天長市銅城中學(xué)成為一名數(shù)學(xué)教師。
然而,他對(duì)學(xué)術(shù)的追求從未停歇。1995年,夏元清進(jìn)入安徽大學(xué)數(shù)學(xué)系攻讀基礎(chǔ)數(shù)學(xué)碩士學(xué)位,系統(tǒng)夯實(shí)理論基礎(chǔ)。三年間,他埋頭閱讀大量中外數(shù)學(xué)經(jīng)典名著,也由此打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
碩士畢業(yè)后,夏元清面臨人生的又一次抉擇:是繼續(xù)做基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究,還是轉(zhuǎn)向用數(shù)學(xué)方法解決工程問題?最終,他邁出關(guān)鍵的一步,進(jìn)入一個(gè)此前未曾涉獵的新領(lǐng)域。
1998年,夏元清考入北京航空航天大學(xué),師從控制領(lǐng)域?qū)<,專注于控制理論與控制工程的博士研究。“幾乎從零開始,連基礎(chǔ)電路知識(shí)都不知道,只能拿著文獻(xiàn)硬啃。”
實(shí)驗(yàn)室的桌上、宿舍的床上,到處都是文獻(xiàn)與專著,有些文獻(xiàn)別人幾個(gè)小時(shí)就能看完,而他要付出幾倍的時(shí)間才能讀懂。他用數(shù)學(xué)中的微分方程去表述與推導(dǎo),逐漸能刻畫復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理,并在自動(dòng)化領(lǐng)域頂級(jí)期刊發(fā)表多篇論文。
2001年,博士畢業(yè)后,他再次走出舒適圈,進(jìn)入中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院,開展博士后研究,把理論研究推向應(yīng)用需求:去海邊測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向、入山地勘察地形地貌、進(jìn)部隊(duì)調(diào)研武器裝備……在一次次國家級(jí)項(xiàng)目中積累寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
“不能僅限于國內(nèi)的學(xué)習(xí)與研究,要到國外接觸前沿技術(shù)。”夏元清在科研的道路上不愿放慢腳步。2003年,夏元清赴新加坡國立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系,繼續(xù)博士后研究,接觸國際前沿技術(shù)。2004年,他前往英國格拉摩根大學(xué)電子學(xué)院,擔(dān)任高級(jí)研究學(xué)者。
在國外工作期間,他與國際同行交流碰撞,進(jìn)一步深化控制理論與應(yīng)用研究,并發(fā)表多篇高水平論文,逐步在全球?qū)W術(shù)界嶄露頭角。
從鄉(xiāng)村教師到科學(xué)家,夏元清對(duì)知識(shí)的渴望始終熾熱,對(duì)學(xué)術(shù)的追求始終如一。面對(duì)挑戰(zhàn),他潛心求索,每一步,都在向云端攀登。
從理論到應(yīng)用 圓夢(mèng)在云端
在中原工學(xué)院的校園內(nèi),常會(huì)上演一部現(xiàn)實(shí)版“大片”:無人車搭載著無人機(jī)和貨物從車庫出發(fā),沿著預(yù)定路線到達(dá)目標(biāo)地。接著,無人機(jī)載著物體從無人車起飛,并精準(zhǔn)穿越圖書館樓宇間隙,將貨物投至湖面無人船,無人船再把貨物安全運(yùn)達(dá)目的地。
這套“水陸空協(xié)同”,正是夏元清帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)打造的“天—空—地—海(水)”一體化智能云控制平臺(tái)。
說起平臺(tái)的由來,要追溯到2006年。那一年,他結(jié)束海外深造回到祖國,在北京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院任教授。在長期科研實(shí)踐中,他敏銳地意識(shí)到:隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)控制范式面臨新的挑戰(zhàn)——如何把新技術(shù)與控制理論深度融合?
說起來簡單,做起來卻很難。經(jīng)過深入研究與反復(fù)驗(yàn)證,夏元清首次提出云控制系統(tǒng)概念與系統(tǒng)框架,并形成了云控制與決策理論和技術(shù)體系。
“你瞧,我們通過這個(gè)云控制平臺(tái),可以實(shí)時(shí)操控?zé)o人機(jī)、無人車、無人船。”他在實(shí)驗(yàn)室做演示。
“這是不是跟當(dāng)下比較火的智能駕駛汽車類似?”記者問。
“智能駕駛汽車只是我們團(tuán)隊(duì)開發(fā)的智能網(wǎng)聯(lián)無人系統(tǒng)云控制平臺(tái)的一部分。”他介紹,平臺(tái)把云計(jì)算引入傳統(tǒng)控制系統(tǒng),讓系統(tǒng)擁有了一個(gè)“超級(jí)大腦”,它反應(yīng)快、容量大、計(jì)算能力強(qiáng)、自主性高,能夠驅(qū)動(dòng)跨域終端的智能化。
“平臺(tái)深度融合5G通信與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),創(chuàng)新性地整合衛(wèi)星、無人機(jī)、無人車、無人船等異構(gòu)終端,構(gòu)建起‘天—空—地—海(水)’一體化跨域協(xié)同云控制系統(tǒng)。”夏元清介紹。
在此基礎(chǔ)上,夏元清還創(chuàng)新性地提出了“動(dòng)態(tài)云”:由多運(yùn)動(dòng)體自組織形成天基云、空基云、地基云和海基云,不同層級(jí)的動(dòng)態(tài)云既可相互連接,又可獨(dú)立,按需進(jìn)行資源調(diào)度、功能重組和服務(wù)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)天空地海各類動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的智能云控制與決策支持。
如今,智能網(wǎng)聯(lián)無人系統(tǒng)云控制平臺(tái)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可,并將應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)、智慧物流、河道管養(yǎng)等多個(gè)領(lǐng)域。
“科研最終要服務(wù)于國家需求和社會(huì)發(fā)展。”在控制科學(xué)與工程領(lǐng)域深耕多年,他始終堅(jiān)持“高處著眼、落地致用”。
回國后的近二十年里,夏元清始終保持著敏銳的洞察力和創(chuàng)新精神,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難關(guān),研究成果在航天、軍事、民用等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
2011年,夏元清參加我國火星探測(cè)973計(jì)劃研究項(xiàng)目,深度參與了著陸器方案階段進(jìn)入下降著陸過程導(dǎo)航制導(dǎo)與控制分析工作。2021年,我國首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器在火星烏托邦平原成功著陸。那一刻,夏元清和團(tuán)隊(duì)成員們激動(dòng)不已,多年的辛勤付出終于結(jié)出了碩果。
今年,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“空間飛行器變結(jié)構(gòu)控制與智能協(xié)同理論”榮獲2024年度吳文俊人工智能自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),該獎(jiǎng)被譽(yù)為中國智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最高榮譽(yù)。
“動(dòng)人以言者,其感不深;動(dòng)人以行者,其應(yīng)必速。”夏元清用行動(dòng)詮釋著他的科研初心,讓科研夢(mèng)在云端實(shí)現(xiàn)。
從科研到育人 播種到云端
“夏老師,九三閱兵上亮相的100坦克和100支援戰(zhàn)車上都有我們研發(fā)的算法,能接受檢閱,我們十分自豪。”閱兵剛過去沒幾天,夏元清帶的博士研究生就迫不及待地把這份喜悅分享給他。
在學(xué)生們心中,夏元清從來不是“高高在上的學(xué)術(shù)權(quán)威”,而是一位“嚴(yán)師慈父般的長輩”、一位“推心置腹的朋友”。
從2006年回國起,夏元清就一直肩負(fù)著科研創(chuàng)新與教書育人的雙重任務(wù)。
“夏老師對(duì)每個(gè)學(xué)生都非常負(fù)責(zé)。無論他每天有多忙,一定會(huì)到實(shí)驗(yàn)室來看一看;無論工作忙到多晚,他都會(huì)通過手機(jī)及時(shí)回復(fù)我們的疑問。”夏元清的博士二年級(jí)學(xué)生師理想半開玩笑地說,“經(jīng)常在半夜收到夏老師的回復(fù)。”
嚴(yán)謹(jǐn)也是他留給學(xué)生最深的印象。“夏老師對(duì)待科研一絲不茍,我們發(fā)給他的論文,核心思想都要反復(fù)討論確保正確。”于東東從讀博士開始就跟隨夏元清學(xué)習(xí),博士后期間獲得博新計(jì)劃項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金,出站后他成了中原工學(xué)院的一名青年教師。
夏元清常說,教育的意義在于點(diǎn)亮學(xué)生的未來,而他用行動(dòng)踐行了這句話。多年來,夏元清已培養(yǎng)碩士研究生72名、博士研究生48名,為我國控制科學(xué)與智能裝備領(lǐng)域輸送了一批又一批高水平青年科技人才。
2023年10月,夏元清迎來了人生的一次重大轉(zhuǎn)變,受聘擔(dān)任中原工學(xué)院院長,肩負(fù)起籌建河南電子科技大學(xué)的重要責(zé)任。
“夏院長到任后,立馬投入到緊張的工作中。”中原工學(xué)院宣傳部副部長畢明理談起夏元清的工作節(jié)奏,不由感嘆道:“夏院長真是把全身精力都放在了學(xué)校發(fā)展上,同事們稱他為‘24小時(shí)不停歇的大學(xué)校長’。”
同時(shí),學(xué)校重塑成立自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院、人工智能學(xué)院、網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院,建設(shè)河南高校首個(gè)集成電路學(xué)院……8所新型電子信息類學(xué)院以破壁之勢(shì)噴涌而出,同時(shí)“人工智能+”賦能傳統(tǒng)學(xué)院,讓傳統(tǒng)學(xué)科煥發(fā)新生。
在他的帶領(lǐng)下,學(xué)校大力招攬電子信息類學(xué)科和平臺(tái)急需人才,成立人才工作專班做好高端人才服務(wù)保障,積極推動(dòng)實(shí)現(xiàn)電子信息類高水平師資共用共享……新引進(jìn)青年博士百余名、多位國家級(jí)人才、國際知名專家。
如今,中原工學(xué)院學(xué)科建設(shè)向“新”發(fā)展,學(xué)科專業(yè)基本涵蓋了電子信息類相關(guān)領(lǐng)域;人才隊(duì)伍向“高”攀登,全球高素質(zhì)人才持續(xù)涌入,新型研究型工科大學(xué)——河南電子科技大學(xué)“呼之欲出”。
云飄不定,如何扎根尋路?
夏元清用30多年的時(shí)光,在云端深處踏出了這條路。深夜實(shí)驗(yàn)室的燈光是他尋路的起點(diǎn),從理論深耕到實(shí)踐登峰的尋路軌跡清晰而堅(jiān)定,他披荊斬棘,全心全意為年輕人開辟通往云端的路。
云端深處,他依然在路上。
記者手記
從對(duì)話到仰望
□本報(bào)記者 馬愿
我與夏院長一共見過三次。
第一次見到他,是在一個(gè)人工智能相關(guān)主題論壇上的宣講。從控制理論的基本原理,到云控制系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì),他深入淺出的演講,讓我一個(gè)外行,對(duì)“天空地海一體化”智能云控制平臺(tái)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
令我出乎意料的是,論壇茶歇時(shí),我找到他,想更多地了解這些技術(shù),對(duì)我的提問,他都認(rèn)真地一一解答。“如果有興趣,歡迎您到我們學(xué)校來體驗(yàn)一下。”臨別時(shí),夏院長向我發(fā)出誠摯的邀請(qǐng)。
第二次見面,是在中原工學(xué)院的校園里。夏院長帶我乘坐了無人車,細(xì)致講解了車上的每一個(gè)模塊;在實(shí)驗(yàn)室里,他更是如數(shù)家珍,娓娓道來。
令我記憶深刻的是,當(dāng)走到湖邊觀看無人船演示時(shí),我一直對(duì)“動(dòng)態(tài)云”這個(gè)概念不太理解,一遍、兩遍、三遍,夏院長不厭其煩地舉各種例子讓我明白其中的原理,那一刻頗像是我的老師。
第三次見面,是為了這次專訪。窗外大雨傾盆,我與他在辦公室內(nèi)、在實(shí)驗(yàn)室深談,從鄉(xiāng)村教師的經(jīng)歷到繼續(xù)求學(xué)的歲月,從理論突破的喜悅到現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用,從科研育人的堅(jiān)守到籌建新型研究型工科大學(xué)的全心付出……
令我驚訝的是,作為一所大學(xué)的校長,日常事務(wù)已經(jīng)極其繁忙,但他還會(huì)擠出時(shí)間在教學(xué)樓間巡查,查看教師教學(xué)動(dòng)態(tài)、學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài),親力親為抓教育教學(xué)質(zhì)量。
三次見面對(duì)話,每次都有新的發(fā)現(xiàn),但有一點(diǎn)始終未變:無論話題如何轉(zhuǎn)換,他始終都會(huì)回到科研,回到他傾注心血的事業(yè)。我想對(duì)他而言,科學(xué)研究不是一份簡單的工作,而是一種使命,是他生命里的執(zhí)著追求。
采訪結(jié)束時(shí),他來不及午休,又投入到繁忙的工作中。
在這個(gè)流量至上、追捧明星的時(shí)代,我們是否忽略了那些真正值得追隨的“星”?這個(gè)人或許不會(huì)出現(xiàn)在熱搜榜上,但他的研究可能正改變我們的生活;他或許不被大家所熟知,但其精神正照亮萬千學(xué)子的心靈。
我們應(yīng)該讓夏元清這樣的科學(xué)家被更多人看見,將聚光燈轉(zhuǎn)向他們,讓他們的精神照亮更多人的前行之路。
科學(xué)家寄語
時(shí)刻保持一顆好奇心
□夏元清
好奇心是人類認(rèn)知活動(dòng)的原始驅(qū)動(dòng)力。在我研究的云控制領(lǐng)域,每一次技術(shù)突破的起點(diǎn),往往源于對(duì)未知的好奇,因?yàn)楦矣谙胂笞寕鹘y(tǒng)控制系統(tǒng)在云端運(yùn)行,才有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)天空地海一體化的智能協(xié)同。
好奇心會(huì)賦予我們發(fā)現(xiàn)問題的眼光,在生活和學(xué)習(xí)中多追問“為什么”,在眾人習(xí)以為常之處,看見不尋常。好奇心會(huì)賦予我們突破常規(guī)的勇氣,面對(duì)諸多質(zhì)疑時(shí),請(qǐng)勇敢地對(duì)現(xiàn)有規(guī)則發(fā)起挑戰(zhàn)。好奇心會(huì)賦予我們持久探索的任性,每次失敗的嘗試,都是通往成功的階梯。
在這個(gè)信息爆炸的時(shí)代,你們擁有比我們更優(yōu)越的探索條件,但也面臨著更多干擾和誘惑。保護(hù)好心中那份最純粹的好奇,不急于求成,不畏懼失敗,那些看似“無用”的思考,恰恰是人類最寶貴的財(cái)富。
