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当务之急:团队与基地建设——访计算机科学与技术学院执行院长陈华平

  从建校时的计算机专业教研室,到2009年3月正式成立学院,我校计算机科学与技术学科的成长倾注了太多人的心血。作为刚成立一年多的“新科”学院,她的科研、人才培养、团队建设及未来目标正发生着怎样的调整?新闻中心记者为此采访了计算机科学与技术学院执行院长陈华平教授。 

 

半个世纪的历程

  

  “我校计算机学科的发展源于华罗庚先生的呼吁。”陈华平说:“1952年,华罗庚先生回国不久,就开始关注计算机学科的发展。”

  

  随后,从英国爱丁堡大学刚刚获得博士学位回国的女科学家夏培肃,及其他两位年轻学者,在华罗庚先生的召集下,一起建立了中国第一个计算机研究小组。1958年建校之始,我校计算机专业正式创建,设立于当时的应用数学和计算技术系,首任系主任华罗庚,首任计算机专业教研室主任夏培肃。夏培肃先生作为计算机系统结构著名的教育家,主办了计算所一共四期的计算机训练班,为我校培养了第一批教师。

  

  在夏先生的主持下,1959年科大和计算所合作研制成功了107计算机(在科大命名为KD-1),于1960年在我校投入运行。先后参加107计算机研制和改进的科大教师就有近二十人。“从此开始奠定了我校计算机学科建设和人才培养的良好基础。”陈华平说。

  

  1982年,中国科大将计算机专业与数学系计算数学专业的部分力量整合起来,成立了计算机科学与技术系,这是国内最早成立的计算机系之一,曾与中科院计算所联合培养了国内首位计算机科学博士。1990年,计算机系计算机软件专业被批准为博士学位点;1995年,我国第一个国家高性能计算中心(合肥)依托计算机系正式成立;2000年,计算机科学与技术一级学科获得博士学位授予权,并建立博士后流动站;2007年,计算机软件与理论专业经教育部评审被批准为国家重点学科;2009年3月,中国科大以计算机科学与技术系为基础,成立了计算机科学与技术学院。

  

  “目前,计算机学院正呈现出良好的发展态势。”陈华平就学院的学科建设、科学研究、师资队伍等作了全面介绍:学院下属的四个二级学科中,一个为国家重点学科(计算机软件与理论),还有两个为安徽省重点学科(分别是计算机系统结构、计算机应用技术),另外一个为信息安全专业。

  

  在2007年全国学科评估中,计算机科学与技术一级学科排名全国第11。“虽然排名不是很靠前,但我校的计算机学科的学术影响力还是不弱的。”陈华平说,目前我校计算机学科已经进入ESI世界前1%,而排名在我们之前的许多高校并没进入,C9大学中也只有北京大学、清华大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学进入。

  

  “与其他学校相比,我校计算机学院在高性能计算与应用、智能计算与应用方面具有明显优势:建立了第一个国家高性能计算中心,机器人足球的综合成绩位列国际三甲,网络计算和可信计算整体研究在国内有一定的优势,是国家网格和中国下一代互联网示范网核心网络的首批节点之一……”陈华平说。

  

  师资方面,计算机学院目前有教职工82人,其中正教授21人、副教授26人,18位博士后(其中1名德国博士后)。教师科研队伍中,拥有教育部长江讲座教授1人、中科院百人计划2人、教育部新世纪优秀人材计划3人。

  

“龙”行天下,“鹰”击长空

  

  谈及学院的科研成果,陈华平首先向我们介绍了连普通人都耳熟能详的“龙芯”以及基于“龙芯”的国产万亿次高性能计算机。

  

  “龙芯”是由中国科学院计算技术所胡伟武研究员(计算机科学技术系1991届毕业生)领导的以科大毕业生为主体的课题组研制出的具有完全自主知识产权的高性能通用CPU。她的问世,标志着我国初步掌握了当代CPU设计的关键技术,为改变我国信息产业“无芯”的局面迈出了重要的步伐,对我国形成有自主知识产权的计算机产业有重要的推动作用,对中国的CPU核心技术、国家安全、经济发展都有举足轻重的作用。

  

  “而自主研制基于‘龙芯2号’的国产万亿次高性能计算机KD-50系列和基于‘龙芯3号’的国产万亿次高性能计算机KD-60,则是近几年来计算机科学与技术学院最重要科研成果之一。”陈华平说。

  

  据介绍,高性能计算是计算机学院在国内外具有较大影响的一个科研方向,过去的几十年里,学院在高性能计算基础理论、算法、软件工具环境以及应用系统等方面取得了一系列科研成果,获得过国家科技进步二等奖等奖励,发表了一系列高水平的学术论文。1995年,国家高性能计算中心(合肥)成立,这使得学院的高性能计算研究如虎添翼,这些高性能计算机的研制不但带动了学院在高性能计算方面的相关研究,加强了学院在系统结构学科方向上的力量积累,更促使学院逐渐形成了稳定的科研队伍,在国内外学术界树立了自身的品牌和地位,在业界颇具影响。

  

  2007年底,由陈国良院士领导的科研团队研制成功我国首台采用“龙芯2号”及其他国产器件、设备和技术的万亿次高性能计算机“KD-50”。为了让该项成果直接服务于国民经济建设,此后一年间,科研团队改进了计算节点的设计,提高了系统主频,采用纠错能力更强的存储芯片、速度更快的交换芯片、合理的结构布局和新的生产工艺,使得整机性能得到大幅度提升,运行更加稳定可靠。

  

  2008年,科研团队研制出两台面向行业应用的增强型高性能计算机,并成功得应用于城市交通控制与管理、防灾减灾等领域,可在30秒内为驾驶员提供实时路况和最有出行路线信息,实现城市大范围的交通流科学调控与均衡;可在8分钟内完成单幅机载合成雷达数据成像,准适时精确提供灾情评估和经济损失分析信息。这标志着国产高性能计算机向产业化迈进了一步。

  

  今年4月,计算机学院采用“龙芯3号”等国产器件,又成功研制出新一代国产万亿次高性能计算机“KD-60”。与“KD-50”相比,整机体积由原来的冰箱大小缩小到洗衣机大小,造价仅为几十万元,能耗降低一半以上,理论峰值计算能力可达1万亿次,能够满足一般的大型、密集、高性能计算需求,这使得我国国产高性能计算机正稳步迈向市民买得起的“家用电器”时代。

  

  “我们将高性能计算系统软件规划为我院高性能计算未来发展的重点。”陈华平说:“这是符合学科发展特点和本身科研优势的选择。”

  

  “高性能计算是面向国家重大战略需求的研究方向,也是国家重点支持发展的信息领域,这为我们提供了发展的机遇,也提出了重要的挑战。国内硬件和应用得到了快速的发展,但高性能计算系统软件处于发展相对滞后的位置。我们本身在这一方面具有一定的研究优势,有可能在该方向上做出重要的成果。结合高性能计算的发展,学院将进一步加强优秀人才和团队建设,加强和国内外科研结构的学术交流与合作,力争在5-10年内使得该方向达到国际一流水平。”

  

  机器人研究是计算机学院广为人知的另一个科研特色、优势领域。科大计算机学院的蓝鹰队多次代表中国大学出征机器人世界杯足球赛,并取得优异成绩。那么,计算机学院的机器人研究在业内目前处于什么样的地位?陈华平向我们做了详尽的解读。

  

  “计算机学院在机器人基础研究(RoboCup机器人足球)和应用基础研究(智能服务机器人)中,取得国际一流研究成果,部分进展为世界领先水平,成为本领域国际最著名的团队之一。”对此,陈华平感到由衷的自豪。

  

  机器人足球赛运用了人工智能和机器人制造两方面技术,研制过程涉及了计算机、自动控制、传感与感知、通讯、精密机械和仿生材料等众多学科的前沿研究与综合集成,是参赛机构在这些领域的综合实力的集中体现。“可以说,机器人足球是以体育竞赛为载体的前沿科研竞争和高科技对抗,同时也是展示高科技进展的窗口和促进科技成果实用化和产业化的新途径。”陈华平说。

  

  “科大蓝鹰”机器人足球队2000年首次参加代表世界最高水平的机器人足球世界杯(第四届)即成功打入2D组总决赛。此后从2005年开始,在历届机器人世界杯比赛中,“科大蓝鹰”先后获得四项冠军、八项亚军的优异成绩,竞赛成绩在国内所有高校和科研机构中遥遥领先,尤其在竞争激烈的仿真2D比赛中,名次一直保持在前两名。

  

  “科大蓝鹰”的骄人战绩,引发了海内外一批主流媒体的关注,中央电视台、人民日报、新华社、科技日报、光明日报、凤凰卫视、湖南卫视、新闻周刊日本版、香港大公报等纷纷加以报道。

  

  面对媒体的热捧,陈华平保持了一份难得的冷静。一方面,他意识到机器人研究为学院带来的长足推动力:参加机器人学术竞赛对学院的科研促进作用是非常明显的。它加快了研究步伐,促进了与国际一流团队的深层交流,不断激发着研究人员的工作热情;而另一方面,在陈华平看来,好的成绩是对过去的肯定,着眼于未来的发展,就必须寻找新的发展点。

  

  陈华平向我们分析了当前机器人研究领域的基本形势:“近十多年来,国内外机器人基础研究(包括机器人足球)取得了长足进步,而机器人应用需求也越来越强烈,机器人领域加快了向应用基础研究(特别是服务机器人)的战略转移。在这种大趋势下,我院致力于积极抢占服务机器人智能核心技术的制高点,目前也已经取得初步成果,未来将在此方向上继续开拓。”

  

  据介绍,计算机学院从2008年底启动“智能服务机器人‘可佳’工程”,在国际上首次将基于自然语言人机对话的知识获取和任务规划成功引入服务机器人,不仅实现了具有我国自主知识产权的完整的硬软件原型系统,而且通过大量实验验证了其优越性能,成为目前国际上智能化程度最高的服务机器人之一。在前不久举行的2010全国机器人大赛暨RoboCup公开赛上,“科大可佳”以绝对优势获得家庭机器人国际标准组冠军。而在前不久举行的深圳第12届中国国际高新技术成果交易会上,“科大可佳”表演了通过阅读说明书学会使用微波炉、通过视觉观察和分析响应用户的服务请求两项“绝技”,更是引起了广泛的关注。通过网络文本理解、人机对话和演示学习等手段获得新知识和新技能,使“可佳”智能服务机器人的性能得到新的提升,从而为智能机器人的实际应用扫除一大障碍。

  

  “总体来看,计算机学院在科研布局上已经形成了高性能计算、智能计算与应用、网络计算与可信计算、先进计算机系统等四个主要研究方向共同支撑的状况。未来,我们会特别重视与相关学科的交叉和融合,以顺应学科发展的趋势和国家发展规划的需求。”陈华平对学院未来的科研发展方向提出了上述愿景。

  

我们要培养复合型创新人才

  

  计算机学科是一个快速发展的学科,因此,学院特别重视提高学生的创新实践能力,希望学生在计算机领域具备可持续的发展能力。

  

  陈华平以计算机学院“华夏班”为例,具体向记者做了说明。“全国几乎所有的高校都设有计算机专业、系或学院,但真正能够培养计算机系统设计人才的院校极少,大都只能培养计算机软件和应用型人才。在国外也只有少数一流大学才有条件培养既懂设计技术又懂实现技术的复合型人才。我认为,我校的计算机学科在重视自身的传统优势外,应与其他高校的计算机学科的优势方向错位发展,寻求在计算机系统结构领域他人不可替代的学科地位。”

  

  “学院的‘华夏班’正是基于这样一种定位。”陈华平说:“每年从进入科大学习的优秀学生中选拔出有志于先进计算机系统设计和创新的英才,为其提供先进计算机系统特色教育的尝试,强化学生在先进计算机系统方面的自主创新能力和设计实现能力的培养。”

  

  “我们希望培养出具有创新能力的复合型人才,既具备扎实的技术操作基础,又具备独到的设计能力。”陈华平向记者列举了学院一系列致力于提高学生创新实践能力的措施:

  

  首先,学院针对优势学科方向,对课程进行模块化设置,培养特色鲜明的学生。前不久,学院对计算机学科的本科课程做了一些调整:加强专业实验教学和暑期“小学期”的计划,特别强调以课程群为基础的专业实验,以优势学科方向为基础,加强课程的模块化建设。

  

  其次,积极探索课程建设新模式,与知名企业和研究所合作建设特色课程。学院针对性地开展了与微软亚洲研究院、IBM中国研究院、Intel中国研究院等知名IT公司及研究院的课程合作与建设,使学生与从事相关方向研究的一流研究员有近距离接触的机会,了解专业最新发展趋势和最新研究热点,引领学生进入计算机学科前沿。例如,针对“机器学习与知识发现”这一门课程,微软亚洲研究院派出Web信息的搜索与挖掘方面的资深专家与研究员李航、谢幸、张磊、周明、聂再清来科大进行课堂教学,前后历时1个多月,非常受学生欢迎。

  

  第三,依托产学研实习基地,着力培养学生的创新实践能力。学院与科大讯飞、科大恒星、诺基亚、华为、中兴、阿里巴巴等IT企业共建产学研基地,与联想研究院、微软亚洲研究院、以及中科院相关研究所(计算所、软件所、沈阳计算所)在人才培养方面也有长期的合作。依托产学研基地,学院有计划地组织本科生以大学生研究计划、本科毕业设计,以及专业硕士以企业实习方式,在企业导师指导下参与项目研发工作,通过大型软件工程项目实践,培养他们的创新意识、创新能力以及团队合作精神,使他们了解和掌握基本的科学研究思路、方法和手段。

  

  最后,学院日常的创新实践活动丰富多彩。引导学生自主组织和开展一些学术沙龙活动;通过高水平学术讲座扩大学生的学术视野,营造良好的学术氛围,学院邀请过包括图灵奖得主在内的一批国际一流学者来做“计算机学科高水平前沿讲座”。另外,学院还积极组织各类大赛,以RoboCup机器人竞赛、ACM编程竞赛等各种高水平竞赛为平台,加强学生创新能力的培养。

  

  “近年来,本科毕业生读研深造率近60%,其中出国留学比例近20%,去向包括加州大学伯克利分校、卡耐基梅隆大学等世界名校。其余本科生或者研究生的就业率及就业质量优异,毕业生大多进入高技术企业、科研院所、大型国企和金融机构工作。”陈华平说。

  

当务之急:团队!基地!

  

  计算机学院在发展过程中是否面临一些急需解决的问题和难点?陈华平指出,就现有状况来看,计算机学院在发展过程中急需解决的问题主要有两个:一是学术队伍整体偏弱,二是缺少像国家重点实验室这样的科研基地。

  

  目前,计算机学科每位老师基本上都有一些国家自然基金、863计划、973子课题等一些国家计划项目,并且许多老师已经不断地在比较好的国际学术期刊或国际会议上发表学术论文。“我所说的学术队伍整体偏弱,主要体现在缺少学术领军人物。在杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授等标志性人才计划方面,我校计算机学科目前仍未取得突破。”谈及师资队伍,陈华平不无遗憾地说:“由于这一因素,计算机学院没有在973首席、863重大项目负责人、国家层面上领域专家等这些方面的人才,所以在国家973、国家自然基金委重大研究计划、国家863计划重大项目等课题的获取上很难获得大项目,很难在某一方向上形成有影响力的研究团队。”

  

  至于国家重点实验室或国家工程中心这样级别的科研基地,陈华平指出:“学科排名在我们前后的学校都有一个或两个这样的基地,而我们计算机学科目前一个也没有,这在下一轮的学科竞争中非常不利。”

  

  “上述两个难点,其实都可以归结为人。不管是研究队伍的建设,还是国家重点实验室的培育,最终还得有一支由若干学术领军人物领衔的实力超强的研究团队。”陈华平对目前所面临的难点作出了上述的判断。

  

  那么学院在人才队伍建设方面,有哪些关键性的应对措施呢?

  

  首先,学院将加大现有年轻人才的培养力度,每年派出若干名青年教授赴国外著名高校进行访问研究,努力与合作教授建立实质性的合作关系。同时通过与世界知名大学、知名科研机构和跨国公司建立联合研究实验室,让年轻人才积极参与到国际重要的科研合作项目中,为高层次创新人才培养开拓国际化合作途径。

  

  其次,在人才引进方面,学院将采取“为我所有”与“为我所用”有效结合的方法。目前在网络计算与智能计算领域,已经引进了2位教授(其中一位为百人计划)、2位特任教授、3位副教授。对于引进的人才,学院筹措资源为他们营造第一流的良好工作生活环境,且特别关注引进人才如何融入现有团队、如何与现有研究团队起到互补的作用。对于那些全职引进有困难的一流名师,采取“不求所有,但求所用”的务实方针。聘请本学科相关研究领域的境外顶级专家担任学校“大师讲席”和学院“优秀学者讲座教授”等,形成长期稳定的合作研究伙伴关系,让一批“为我所用”的名师通过讲席、联合实验室、互访等多种形式帮助年轻人成长。

  

  另外,学院将致力于建设好国际化联合实验室科研平台,在努力建设好现有的中国科大—伯明翰大学“智能计算与应用联合研究所”、中国科大—耶鲁大学“高可信软件联合研究中心”两个研究实体的同时,进一步落实与日本国立情报研究所在无线传感网络、与罗马大学在智能服务机器人方面的研究实体的建立(与这两个单位都已经签署了学校层面上的科学研究和人才培养方面的合作协议)。

  

  “通过上述措施,按照目前的人才引进力度,每年能引进5位左右非常优秀的年轻教授和副教授。我们希望今后这些优秀人才将会逐渐成长成为学术领军人物,同时也希望获得学校给予我们人才引进方面更大的帮助与支持。”

  

  访谈的最后,我们问及计算机学院的未来发展目标,陈华平的回答体显了工科学者特有的简练与务实:“计算机学科建设与发展的基本定位与目标是:进一步建设好计算机软件与理论二级国家重点学科,保持和巩固其优势地位;大力发展计算机系统结构二级学科,争取成为国家重点学科。在此基础上,争取计算机科学与技术成为国家一级重点学科。”

  

  他用几句话为我们勾勒出计算机学院未来的发展蓝图:“计算机学科的总体发展目标可归纳为:一个国家重点学科(计算机科学与技术一级国家重点学科)、一个国家自然基金会创新群体(在培养与引进2名以上杰青基础上)、一个重大项目(重大研究计划、973计划)、一个国家重点实验室(或国家工程中心)、一个国家级计算机实验教学示范中心。在此基础上,使我们的计算机学科力争进入全国第一梯队的位置。”

 
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