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【長沙晚報】探索機(jī)器人奧秘,解鎖智能化密碼|“校友回湘·杰出校友面對


長沙晚報全媒體記者 張炎炎
人物名片
方勇純,湖南師大附中1992屆高153班學(xué)生,現(xiàn)任南開大學(xué)副校長,教授,博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)榍夫?qū)動系統(tǒng)、仿生機(jī)器人、智能博弈等。獲得國家自然科學(xué)基金杰出青年基金,入選國家百千萬人才工程,先后獲得國家(本科)教學(xué)成果二等獎、第七屆吳文俊人工智能自然科學(xué)獎一等獎等,并率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)入選全國黃大年式教師團(tuán)隊(duì)。
人物素描
他的名字總是與“欠驅(qū)動機(jī)器人”“智能吊車系統(tǒng)”“拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)”等關(guān)鍵詞緊密相連。作為國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、教育部“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)人,方勇純不僅以科研成果推動工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型,更以教育情懷貫通“中學(xué)-大學(xué)”人才培養(yǎng)鏈條,成為人工智能領(lǐng)域“產(chǎn)學(xué)研教”融合的優(yōu)秀教育工作者。
戴著一副窄框眼鏡、儒雅斯文,是方勇純給我們的第一印象。見面伊始,他小心地將一本記載有班級情況的《飛翔》書籍展示給我們:“這是當(dāng)年高中畢業(yè)時我們班同學(xué)做的一本畢業(yè)回憶錄。”30多年過去了,紙張有些泛黃,但保存得很好。字體雋秀,有老師學(xué)生的照片、手寫的畢業(yè)贈言,一頁頁地翻開,仿佛看到這群理科實(shí)驗(yàn)班學(xué)子們的青春時光。方勇純教授是人工智能機(jī)器人方面的專家,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的、在世界智能產(chǎn)業(yè)博覽會上驚艷全場的仿生機(jī)械蛇形機(jī)器人,與這本手作畢業(yè)回憶錄風(fēng)格大相徑庭,一個充滿科技感、一個充滿原生態(tài),形成了可愛的反差萌。
附中教我的第一堂課是“挫折教育”
方勇純出生在湖南益陽一個普通家庭。1989年夏天,他憑借優(yōu)異的成績考入湖南師大附中理科實(shí)驗(yàn)班。沒想到,剛來到學(xué)校,就受到降維打擊:“我在初中成績還是蠻好的,基本是年級第一,沒想到剛來實(shí)驗(yàn)班,同學(xué)們一個比一個厲害,我一下就蒙了。”這種落差,讓方勇純像泄了氣的皮球。“班主任袁家明老師跟我說,有人排前,就一定有人排后,一定要調(diào)整好心態(tài)。”聽了老師的話,方勇純開始改變看問題的角度,并實(shí)事求是地分析自己的優(yōu)缺點(diǎn):比特長比不上競賽成績突出的同學(xué),但優(yōu)勢就是各科成績都比較均衡。找準(zhǔn)定位后,他不再把目光盯著別人,而更多地專注于把自己的事情做好。“到后來,我的平時成績一般都在班上前幾名,雖然沒有任何競賽成績,也被保送到了浙大。”方勇純感嘆,來附中后上的第一課就是“挫折教育”,這也讓他在今后的人生中再遇到困難,也有了面對的勇氣。
對于理科實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生,學(xué)習(xí)從來不是老師操心的,反而是他們的全面發(fā)展讓老師們格外關(guān)注。“一到下課,老師就會把我們趕出教室,不準(zhǔn)我們看書,要我們到操場去打球、運(yùn)動。”學(xué)校的各種體育比賽,理科實(shí)驗(yàn)班的學(xué)子們也一點(diǎn)不輸,方勇純還記得有一年班級奪得了乒乓球年級第一。在附中養(yǎng)成的運(yùn)動鍛煉習(xí)慣,讓他至今受益。“而課間時刻,班上同學(xué)一起唱歌的場景,至今也是同學(xué)會上津津樂道的話題。”方勇純說。
瞄準(zhǔn)國家需求研發(fā)機(jī)器人
瞄準(zhǔn)國家需求、聚焦產(chǎn)業(yè)“痛點(diǎn)”問題,是方勇純教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的宗旨。“我從1999年開始研究欠驅(qū)動機(jī)器人,主要研究‘橋式吊車’‘旋轉(zhuǎn)式吊車’以及‘船用吊車’這幾類機(jī)器人。”方勇純介紹,“所謂‘欠驅(qū)動’,就是用相對少的‘電機(jī)’控制更多的‘元件’,讓機(jī)器人更加節(jié)能、可靠。”在這個領(lǐng)域,方勇純?nèi)〉昧藙?chuàng)新性成果,研發(fā)出32噸級全自動吊車系統(tǒng),大幅提升了定位精度和運(yùn)送效率,并通過故障預(yù)測和緊急制動等功能降低了操作事故率,這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于智能制造、海洋設(shè)備投放等領(lǐng)域。
智能機(jī)器人等方面的研究,不但有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景,也可為社會項(xiàng)目賦能。由方勇純團(tuán)隊(duì)研發(fā)的仿生機(jī)械蛇形機(jī)器人在2024年世界智能產(chǎn)業(yè)博覽會驚艷亮相,這種“機(jī)器蛇”通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)等算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的自主運(yùn)動,可以根據(jù)不同環(huán)境進(jìn)行身體結(jié)構(gòu)的自我變化,在狹小閉塞和惡劣環(huán)境中具備顯著優(yōu)勢,能在管道檢測與維護(hù)、災(zāi)難救援、地質(zhì)勘探、星球探測等領(lǐng)域發(fā)揮作用。
此外,他與株洲天橋起重機(jī)股份有限公司合作牽頭的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目“面向有色金屬澆鑄過程的機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)”,將智能技術(shù)融入傳統(tǒng)工業(yè),推動產(chǎn)業(yè)升級。
憑借這些突破,方勇純斬獲陳翰馥獎、吳文俊人工智能自然科學(xué)獎一等獎等殊榮,并入選中國人工智能學(xué)會智能機(jī)器人智庫專家,成為國內(nèi)智能控制領(lǐng)域的中青年領(lǐng)軍人物。
探索貫通“中學(xué)-大學(xué)”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)鏈
人工智能時代,國家對拔尖創(chuàng)新人才的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。“我們要注重高等教育中創(chuàng)新人才的培養(yǎng),但其實(shí),基礎(chǔ)教育對學(xué)生科學(xué)興趣的培養(yǎng)可能更為重要。”在拔尖創(chuàng)新人才大學(xué)和中學(xué)的貫通培養(yǎng)方面,方勇純正在進(jìn)行積極嘗試。
2024年7月,他作為校友,積極促成母校師大附中與南開大學(xué)共建全國首批中學(xué)人工智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,共同推動拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作。雙方約定,南開大學(xué)人工智能學(xué)院向師大附中學(xué)生開放“人工智能導(dǎo)論”等課程,按計劃完成相應(yīng)課程并且成績合格的學(xué)生,若進(jìn)入南開大學(xué)深造,將可以申請進(jìn)行學(xué)分認(rèn)定。與此同時,南開大學(xué)還將支持師大附中人工智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè),包括提供實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案的建議,派專家學(xué)者對附中相關(guān)教師進(jìn)行培訓(xùn)等,使創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室更好地滿足附中師生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、競賽實(shí)驗(yàn)等要求。此外,南開大學(xué)還將派出專家學(xué)者為附中學(xué)子進(jìn)行科普和前沿講座,邀請附中師生前往南開大學(xué)進(jìn)行人工智能方面的學(xué)習(xí)和參加相關(guān)活動等。
“我們不僅要培養(yǎng)‘AI工匠’,更要培育具有家國情懷的科技領(lǐng)軍者。”方勇純希望,通過中學(xué)與大學(xué)的協(xié)同創(chuàng)新,讓更多青少年在探索人工智能奧秘的過程中,將個人理想融入國家發(fā)展。
對話校友
長沙晚報:在您看來,挫折教育在當(dāng)今社會的意義在哪里?
方勇純:現(xiàn)在的學(xué)生在挫折教育方面是相對匱乏的,當(dāng)我成為南開大學(xué)副校長之后,更加感觸深刻,許多優(yōu)秀的學(xué)生成長于順境,心理承受力相對薄弱。挫折教育能讓學(xué)生在面對困難和失敗時,學(xué)會正視挫折,讓心態(tài)更健康。從長遠(yuǎn)看,挫折教育能讓學(xué)生明白逆境是成長的一部分。當(dāng)他們在學(xué)習(xí)、生活中遭遇挫折時,能從中調(diào)整策略,提升解決問題的能力。這不僅有利于學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展,更能讓他在未來復(fù)雜多變的社會環(huán)境中,具備更強(qiáng)的適應(yīng)能力和競爭力,以從容積極的心態(tài)應(yīng)對好各種挑戰(zhàn)。
長沙晚報:很多人都擔(dān)心人工智能會與人類“搶飯碗”,您怎么看?
方勇純:首先,我認(rèn)為人工智能時代就如工業(yè)革命一樣,是不可阻擋的,我們應(yīng)該以積極的心態(tài)去擁抱它。其次,我們也在追求人工智能的“可控”,在立法可控范圍內(nèi),在人類規(guī)范的框架內(nèi)賦能我們的方方面面。雖然人工智能發(fā)展很快,但是距離能取代人類還非常遙遠(yuǎn),我們的目標(biāo)是讓人工智能服務(wù)于人類,給我們的工作帶來更多的便利,讓人類從一些枯燥乏味、重復(fù)機(jī)械的工作中解脫出來,集中精力去做更有創(chuàng)造性的事情。
長沙晚報:教育如何培養(yǎng)適應(yīng)未來的人才?
方勇純:人工智能時代,更需要發(fā)揮我們?nèi)祟惖膬?yōu)勢,更多地開展創(chuàng)造性的工作,這對于人才培養(yǎng)提出了更高的要求。在這個智能時代,新的技術(shù)不斷涌現(xiàn),可謂日新月異。我們的教育需要趕緊調(diào)整適應(yīng),保護(hù)好孩子們的好奇心和創(chuàng)新意識,要把科普教育、創(chuàng)造性教育往前移,做好“大中小”貫通教育,讓人工智能等新興技術(shù)盡早在同學(xué)們心中生根發(fā)芽,并茁壯成長。
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