——记昆明理工大学计算机科学与技术系教授王青旺

唐慧乔  陈 旭　　

　　依托技术的持续发展和升级，如今的人工智能已经可以实现“看”“听” “说”等具体功能，并展现出惊人的应用潜力；而当相关产品走出“初识世界”的“婴儿期”，面对越来越复杂的使用场景，人工智能相关产品面对的“感知”任务难度也随之越来越大。显然，单一维度的感知系统已经不能满足相关需求，而此时，将来自不同传感器、不同模态的信息进行整合和融合，进而输出更全面、更准确、更可靠的信息，以实现提高性能和效果的目的，就顺势成为相关产品发展的新趋势。

　　“这个过程其实和人类大脑产生智能的情况相似。人类对于一个事物的感知，是通过眼睛、鼻子、耳朵等‘传感器’去接收信息，并据此建立起综合的感知体系。可以说，人类本身就是一个天然的多模融合感知系统。而我们在做的，就是通过人工智能模型，尽可能贴近或模拟人脑的认知过程，从而更好地联合图像、音频等不同模态的数据，以挖掘认知对象在不同模态数据下的互补信息，最终满足各种各样的任务要求。”如他所言，从产业走向科研，以提升更多应用可能性为目标，昆明理工大学计算机科学与技术系教授王青旺以旺盛的热情和专注力投身人工智能、可解释多模融合智能认知等前沿领域，全力构建和拓宽着相关技术与现实世界相连的通道。

识得草木青：解读自然的新方案

　　云南，素有“动物王国”“植物王国”“世界花园”“物种基因库”的美誉。山雄水美、林幽物奇的环境，让这里成为全国乃至全世界生物多样性最丰富的地区之一；与此同时，基于我国重要的生物多样性宝库和西南生态安全屏障的重要地位，深刻践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念、坚定不移地走生态绿色高质量发展之路，也顺势成为云南生态环境保护工作的重中之重。面对千头万绪的生态环境保护工作，凭借全面、准确、客观等显著优点，智能遥感技术已成为综合监测生态环境的“一员猛将”，然而在云南，这项不断发展升级的技术也遇到了棘手的“新状况”。

　　“物种多、面积广、‘干扰项’多……云南以热带丛林为主的环境特征，无疑为智能感知任务带来了严峻的挑战，而这也正是多源遥感智能解译这一研究领域的重点和难点所在。”面对这道横亘在科研及相关工作面前的难题，2021年，刚刚入职昆明理工大学的王青旺还没来得及欣赏当地奇崛的美景，就迅速地投身到云南省科学技术厅、昆明理工大学“双一流”创建联合专项重点项目“天－空平台下多源遥感数据联合解译与环境监测技术研究”的攻关工作中。

　　从自身的研究经历出发，王青旺提出综合运用天-空平台下多源遥感数据协同处理框架和具体的跨平台多源遥感数据协同地物解译和变化检测算法，以实现大幅宽、高精度的环境监测，从而为云南生态环境保护拉起一张更为立体和精准的综合监测网络。“天，指的是通过有人机或无人机等手段进行遥感；空，指的是通过各种卫星进行遥感。在单独使用时，二者各有利弊，如机载遥感往往‘精而不广’、卫星影响又‘广而不精’。而将这两种遥感方式结合起来，就可以解决卫星影像空间分辨率低带来的地物解译精细程度不够、机载遥感数据空间分辨率高但成像幅宽小的问题，这就是联合利用天-空平台下的多源遥感数据进行生态环境监测的意义和优势所在。”目前，这项面向复杂场景的研究已初具成果，并开展了滇池及周边环境监测应用示范，这对云南省乃至全国的生态环境监测都具有一定的借鉴意义。在此基础上，王青旺进一步展开丛林伪装目标检测与跟踪相关研究，以服务丛林搜救等应用需求。“我们的目标很明确，就是以实际需求为牵引，做一些真正有价值的研究，以科技创新赋能多源智能遥感领域的良性发展和优化升级。”

　　2023年，躬耕不辍的王青旺，毅然接下了国家自然科学基金委员会青年项目“面向多光谱点云的三维空间－光谱一体化特征提取与分类方法研究”的科研任务。以高光谱激光雷达数据处理为研究对象，王青旺和他的团队再一次勇闯前沿领域，并顺利地完成了第一个研究内容——高光谱激光雷达图模型构建，为后续研究提供了基础输入模型。“基于其先进性和复杂性，国内外相关研究成果都不多。这意味着大多时间，我们的研究工作只能‘摸着石头过河’；当然，这也意味着我们拥有在这个尚属空白的研究领域取得突破性进展的可能。2023年是项目执行的第一年，目前各项进展还算顺利，我们期待能通过这一项目，取得一系列高水平、具有代表性的成果，不断完善高光谱激光雷达数据相关理论，并为它的后续应用提供可行性方案。”

　　不唯如此，依托云南省科学技术厅、昆明理工大学“双一流”科技专项课题“锡冶炼工业流程知识图谱设计、构建及优化”，云南省人力资源和社会保障厅、云南省“兴滇英才支持计划”青年人才项目“面向生态环境监测的多光谱LiDAR数据解译”，云南省计算机技术应用重点实验室开放基金项目“高光谱图像-LiDAR数据特征提取与融合分类”等重要项目，王青旺的科研触角得以不断延伸，并最终指向相关成果的应用层面。这样求新求变而又脚踏实地的科研追求，植根于他的求学生涯和在一线企业的工作经历；而现在，这些宝贵的精神财富和实践经验，也成了他奋进路上的动力源泉。

传承与实践：逐梦笃行的成长路

　　在距离王青旺家乡万里之遥的冰城，哈尔滨工业大学电子与信息工程学院的一方天地，承载了王青旺从本科到博士期间负笈求学的全部时光，并让他在这里遇到了对他影响至深的谷延锋教授。“谷教授在本科时担任我的班主任，进入硕博阶段后又成为我的导师。”在恩师的指导和带领下，年轻的王青旺开始踏足“联合高光谱图像与激光雷达数据进行遥感场景解译”的研究领域，从光谱－空间联合到光谱－空间－高程一体化处理，他积极参与到国家核心课题或企业横向培养开发技术课题的研究工作中，不断拓宽着科研和实践的边界。如今回忆起这段经历，王青旺感慨地说：“哈尔滨工业大学‘规格严格、功夫到家’的校训，深深影响了每一个工大人，我也不例外。从那时起，我就养成了‘较真’的习惯，不把现象背后的原理搞清楚、不把每个细节搞明白，总觉得研究做得不够透彻。”与此同时，谷教授在科研上求真务实的态度和勇攀高峰的毅力，也一直鼓励着王青旺在科研道路上前行。“还记得本科时，谷老师带我们参观遥感图像处理实验室，那是我第一次看到空-天-地协同半实物仿真平台，我心中‘未来要做这一领域研究’的火种就此种下；而当真正参与到谷老师主持各项课题的过程中时，我在触摸学科前沿的同时，又得到了深入了解产业界具体需求的机会。基于自身丰富的科研经验，谷老师特别强调做兼具先进性和独创性科研工作的重要性，也特别重视产业需求与科研方向选择的有机结合。这样‘兼而有之’的选题方式，不仅保证了我所做的课题研究内容既‘有用’又‘有意义’，也让我收获了丰富的工程经验，这为我后续的工作提供了扎实的实践基础。”

　　在学术界钻研近10年并顺利取得博士学位后，王青旺决心去产业一线看一看。以自动驾驶静态环境感知研究为切入点，他进入华为工作，并度过了一段颇为充实且收获满满的时光。谈及科学研究和产业实践的异同，他说：“科研工作更强调创新性，要有理论深度；而产业实践则更看重时效性，要以更强的应用价值切实解决实际生产过程中的具体问题。”一路走来，积攒了扎实的学术研究能力和工程实践能力，王青旺再一次思考起自己的前行方向。“一方面，我与爱人长期分居在昆明和上海两地，我觉得我应该更多地照顾和考虑对方；另一方面，我很享受在科研工作中自由探索的过程，更期待能凭借所学所研为家乡云南的发展贡献力量。”而为他提供了自由探索科研平台的昆明理工大学，就这样成了他科研路上的全新一站。

　　从“负责一个子系统或者具体任务”的产业专家，到“站在全局视角系统思考和解决问题”的科研学者，入职计算机科学与技术系的王青旺在学校和领导的帮助支持下迅速成长，并着力推动科研和产业的“双向奔赴”。其中一个生动的案例，就是与北京安录国际技术有限公司合作开展的“科特车牌识别算法定制开发”和“肯尼亚交通路口渠化设计”技术开发项目。“基于上述项目，我们设计了一套用于道路上车辆超速抓拍、抓拍后识别、识别后加密、加密后上传到管理中心的管理系统。目前，这套系统已经在非洲科特迪瓦共和国的交通管理部门使用，受到了合作方和业主方的一致好评。”王青旺介绍道，“这次合作带给我最大的触动在于，从科研层面来讲，这套系统所涉及的技术都相对成熟，或许缺乏‘勇闯无人区’的闪光，但在实际执行中，出现了很多具体的问题，同样没有前例可考，需要我们通过一次次研究予以攻克。”正所谓科研工作既要“仰望星空”也要“脚踏实地”，带着这样的感悟，王青旺坚定地行走在自己选择的道路上；与此同时，时刻牢记教师职责的他，也期待以自己所学所研、所思所感的成果，向后来人传递这一份热爱、专注、创新不辍的薪火。

韶华育桃李：当好学生的“引路人”

　　来到由沈韬教授带领的昆明理工大学智能感知与计算团队的第3年，热切探索学科前沿、积极承担科学工作者社会责任的王青旺也一步步建立起了自己的研究小组——这支由两名博士生、23名研究生组成的年轻队伍，秉持“胜则举杯相庆、败则拼死相救”的精神内核，以锐利之势、精进之心、科研之专、实践之严，持续深挖着智能感知与计算领域的种种可能。

　　“我指导学生的原则是：因材施教、教学相长。要做到因材施教，就要根据每个同学的基础、兴趣爱好、对未来的规划等因素，制定适合学生的课题内容；而教学相长，则要在日常工作生活中与学生展开交流讨论，在团队的共同探索中凝聚合力，以解决和满足科研领域和产业领域不断出现的新问题、新需求。学术能力、工程能力，以及做人做事的情商，是支持我成长发展的主要动力，也是我如今培养学生的重要着力方向。”