——记北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院副教授王薇

　　□　范燕燕
　　
　　
　　

　　
　　2018年5月3日，在波士顿中心开业的一家名为“Spyce”的餐厅迅速在网络上走红，促使这家餐厅走红的原因除了五星级米其林口味和低价格的食物，更重要的是这家餐厅拥有一个机器人厨房。这是由麻省理工学院的4位学生设计的机器人厨师，实现了做菜过程的全自动化，一个小时内可以生产近200道菜。它充分体现了自动化生产的高效率和高效益。实际上，自古以来，人类就有创造自动装置以减轻或代替人类劳动的想法，为此人们一直不断努力探索。到如今，自动化在人类社会生产生活中已经屡见不鲜，但人们对自动化的追求远不止于此。
　　我国已基本实现工业机械化，但距离工业自动化还有很大差距。随着机器人、人工智能的升温，工业自动化趋势愈演愈烈，未来发展前景日趋明朗。随之明朗的还有北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院副教授王薇的科研目标，她走在自动化研究的前沿，致力于为祖国的工业自动化发展奉献全部的青春力量。
　　

务实的追梦者

　　从“备受争议”的一代转变成当今社会的主要支柱，80后对于家庭、工作、社会已经能承担起相应的责任，时光正在过滤掉他们身上的缺点，使他们趋于成熟。王薇的身上有着明显属于80后的优点：思想开放，包容性强；不受传统束缚，敢于用质疑的眼光看问题；追求自由和自我，但也表现出务实与深沉这些优点让她辗转于国内外，每一步都走得洒脱而又坚定。
　　上世纪七八十年代，改革开放，高考恢复，顺应中国社会大发展对生产力的需求，自动化专业成为当时最火爆的专业之一。王薇的父亲是高考恢复后最早一批的考生，抱着为中国大发展贡献青春力量的追求，他选择了当时最为热门的自动化专业，然而，却被调剂到长春地质学院学地球物理，无缘自动化领域。2001年，中国进入高速发展的新里程，18岁的王薇承担着父亲年轻时的志愿进入北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院学习测控专业。
　　年轻时的王薇对出国留学有着向往，尤其是在黄大年教授的极力推荐下，她更加笃定了出国的想法。尽管当时王薇已经取得了保研留校的资格，但她还是没有一丝犹豫地选择了出国。2005年，王薇结束本科学业后进入英国南安普顿大学读研，出于“尝试新领域”的想法选择了无线电通信专业，一年后取得硕士学位。随后，她步入新加坡南洋理工大学并重回自动化领域，这次她选择了控制与仪器专业。
　　在新加坡，王薇度过了一段“潜心修行”的生活，得沐恩师温长云教授的教诲，认真求索，她逐渐成长为一名不惧艰苦、勤谨钻研的科研“女战士”。博士期间，王薇重点研究了不确定系统的自适应容错控制问题，她与导师合作针对自适应容错控制系统的瞬态性能保障和间歇类型未知执行器故障的补偿控制等一系列科学问题，提出了有效的解决方案。这项研究不但为王薇回国后的研究打下了良好的基础，其研究成果更以长文形式发布在自动控制类国际顶级期刊Automatica上。
　　受父亲影响，王薇怀抱着强烈的爱国之情。结束博士学业之后，王薇并没有留在新加坡发展，而是马不停蹄回到国内。回国不久，她便申请了国家自然科学基金青年科学基金项目“不确定多智能体系统一致性的分布式自适应控制”。项目针对多智能体系统建模过程中可能存在的参数不确定性、外界干扰和子系统间未知耦合因素，研究了有效的分布式自适应协同控制策略，在保证全闭环系统信号有界的同时实现所有子系统输出的理想协同。该项目于2018年4月申报了中国指挥与控制学会（CICC）科技进步奖并获得一等奖，王薇为第一完成人。
　　在科研道路上王薇一直不曾松懈，不知不觉间，她已经主持国家自然科学基金面上项目1项、青年科学基金1项，国家重点研发计划子课题1项，参与国家自然科学基金重大项目1项、重点项目1项；已出版英文学术专著1部，发表SCI论文40余篇，以第一或通讯作者发表ESI高被引论文3篇，在Automatica及IEEE Transactions on Automatic Control上共发表论文16篇（含长文4篇）。
　　“我要把人生变成科学的梦，然后再把梦变成现实。”正如居里夫人所说的一样，王薇正在将那些科学的梦一步一步变为现实。
　　

愉悦的科研路

　　“科学的探讨与研究，其本身就含有至美，其本身给人的愉悦就是报酬，所以我在我的工作中寻得了快乐。”居里夫人的这种愉悦，王薇感同身受。人们总说“科研无坦路”，以至于让很多人认为科研是一件很痛苦的事，但对王薇来说，沉下心来做一项研究却是很充实、很快乐的事情。
　　在多智能体系统的容错控制研究上取得了较为丰硕的成果之后，王薇又将目光转移到了信息物理系统安全控制及在无人机编队上的应用方向。有关多智能体系统在无人机编队上的应用，王薇这样解释道：“无人机编队就像是鸟群，一只鸟往哪儿飞，其余的鸟会跟着一起飞。但并不是要每个无人机都知道往哪儿飞，而是在无人机之间形成信息共享，无人机会根据‘邻居’的信息得知应该怎样运动，形成多大的距离等，最终整个大系统实现这样的群体行为。”
　　2016年，王薇申请了国家自然科学基金项目“网络攻击下不确定信息物理系统的自适应弹性控制”。网络攻击一直是信息物理系统面临的主要安全威胁，可能导致系统瘫痪并对人员、环境和资产造成严重破坏。2008年，波兰罗兹市一位14岁中学生利用改造的电视遥控器控制了该市轨道交通系统的变道器，致使4节车厢脱轨，12人受伤。2010年齐鲁石化、2011年大庆石化炼油厂皆因感染conficker病毒造成了控制系统服务器与控制通讯不同程度的中断。由此可见，研究网络攻击下信息物理系统的安全性保障是关乎人民群众生命财产安全、国民经济健康发展和社会大局稳定的重要内容。
　　尽管近年来，自动化领域内的专家学者们在网络攻击下CPS的安全控制研究中已经取得了一些结果，然而，大多数已有结果均假设CPS可以由精确的动态模型刻画。王薇这一研究项目考虑到对实际CPS建模时不可避免地存在各种不确定性，针对不确定CPS，研究自适应弹性控制方法，进一步丰富和完善CPS安全控制理论体系，为实际应用提供新的理论依据和技术手段。
　　目前这一项目正在进行当中，在这其中也必定会有很多困难和波折。被问到“怎样克服科研过程中的困难”时，王薇说道：“一方面，在做研究时，要学会用怀疑的眼光看问题，要跳出固有思维，不能跟着别人的思路走；另一方面，想要做出成果就必须沉下心来坚持，不能一遇到困难就退缩。”
　　除了科研工作，王薇还承担着国家精品课程《自动控制原理》的英文教学工作。但即便工作再忙，她也会抽出尽量多的时间去经营家庭、陪伴孩子。提到孩子，王薇整个人变得更加柔和，她笑着说：“跟你们聊完，我就要去接她了，她最近在上一个兴趣班。我爱人工作也很忙，不过我们都会尽量多抽时间陪她。”从“科研女战士”回归到“贤妻良母”，王薇的形象一下子圆满了起来。