清華大學(xué)副教授周谷越堅(jiān)持前沿技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)升級(jí)雙向發(fā)力，做機(jī)器人背后的“最強(qiáng)大腦”

在以大疆（DJI）為標(biāo)志的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)產(chǎn)品背后，大量頂尖工程師將他們的智慧和努力盡數(shù)傾入其中，周谷越就是其中一位。
他以設(shè)計(jì)包括機(jī)載系統(tǒng)架構(gòu)、多傳感器感知算法和應(yīng)用級(jí)功能在內(nèi)的民用無(wú)人機(jī)自主駕駛系統(tǒng)聞名，為機(jī)載智能系統(tǒng)的小型化做出重大貢獻(xiàn)。他擁有包括 24 項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外授權(quán)專(zhuān)利 70 余項(xiàng)，主持多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目的研發(fā)，曾獲廣東省科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、時(shí)代周刊全球年度 10 大電子產(chǎn)品及全球年度 25 大創(chuàng)新發(fā)明等殊榮。
10 月 28 日，在杭州未來(lái)科技城聯(lián)合《麻省理工科技評(píng)論》共同舉辦的世界科技青年論壇上，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）副教授周谷越入選新一屆亞太區(qū)“ 35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人”。
民用無(wú)人機(jī)的智能時(shí)代
在周谷越教授看來(lái)，智能化是民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的關(guān)鍵推動(dòng)因素。“智能化可以分為智能功能、智能產(chǎn)品和智能設(shè)計(jì)三個(gè)階段。”他在論壇上發(fā)表了以《民用無(wú)人機(jī)的智能時(shí)代》為題目的演講。

在智能功能時(shí)代，飛行功能是用戶(hù)能夠感知到的最直接的體驗(yàn)。周谷越解釋說(shuō)：“針對(duì)小型化無(wú)人機(jī)的低成本機(jī)載自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，我們?cè)O(shè)計(jì)了高效的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)。搭配專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)懸停、主動(dòng)避障和自主跟蹤等智能飛行功能?！逼鸪酰瑹o(wú)人機(jī)需要專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行實(shí)時(shí)操控，而上述功能的實(shí)現(xiàn)極大地改變了以往的操作方式，普通用戶(hù)也可以安全地操控?zé)o人機(jī)，所見(jiàn)即所得地點(diǎn)擊飛行目的地。
在智能產(chǎn)品時(shí)代，智能化表現(xiàn)在包括設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、用戶(hù)體驗(yàn)和售后服務(wù)等在內(nèi)的產(chǎn)品整個(gè)生命周期中。為了完成民用無(wú)人機(jī)大規(guī)模量產(chǎn)的目標(biāo)，周谷越及團(tuán)隊(duì)非常重視產(chǎn)品的質(zhì)量?！捌焚|(zhì)是一流產(chǎn)品的生命線。我們建立了以智能制造系統(tǒng)為核心的品質(zhì)控制體系，已經(jīng)完成品控環(huán)節(jié)的數(shù)字化和智能化?！彼榻B道，“在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的每個(gè)功能之前，我們都會(huì)考慮其如何在制造環(huán)節(jié)被高效地標(biāo)定與測(cè)試、如何在不影響用戶(hù)體驗(yàn)的條件下與用戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以及如何提高產(chǎn)品返修定損定責(zé)的效率等問(wèn)題?！?/span>
在智能設(shè)計(jì)時(shí)代，智能化表現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面。近年來(lái)，由于不同行業(yè)需求的差異化逐漸擴(kuò)大，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品無(wú)法很好地滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。對(duì)此，周谷越說(shuō)：“為了解決這樣一個(gè)開(kāi)放型的問(wèn)題，快速響應(yīng)不同設(shè)計(jì)的制造需求，我們已經(jīng)嘗試用智能算法自動(dòng)生成一個(gè)由積木結(jié)構(gòu)組成的原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)字仿真技術(shù)對(duì)它的各項(xiàng)性能進(jìn)行分析，并建立一套柔性制造體系。這有利于推動(dòng)民用無(wú)人機(jī)的全方位普及，助力包括無(wú)人機(jī)在內(nèi)的智能機(jī)器人進(jìn)入我們的日常生活，并給我們帶來(lái)更多的便利?！?/span>
“這正是我們這代機(jī)器人科學(xué)家的使命?！敝芄仍綀?jiān)定不移地表示。
挑戰(zhàn)更復(fù)雜的機(jī)器人，做機(jī)器人背后的 “最強(qiáng)大腦”
2006 年，周谷越考入哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程系；四年后，本科畢業(yè)的他赴香港科技大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系深造，并于 2014 年獲得博士學(xué)位。

2012 年初，還在求學(xué)的他加入深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)DJI），并在八年時(shí)間里先后創(chuàng)建并負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能制造、入門(mén)級(jí)無(wú)人機(jī)和STEAM教育等技術(shù)和產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)。
2020 年 11 月，他再度起航，加入清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）任副研究員兼副教授，將機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、先進(jìn)制造和人機(jī)交互等作為他未來(lái)主要的研究方向。
“這些年來(lái)，我主要做的是機(jī)器人。無(wú)人機(jī)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是我在 DJI 做的第一個(gè)項(xiàng)目，也是我博士畢設(shè)的課題。”周谷越博士告訴 DeepTech，“這個(gè)系統(tǒng)包括感知、控制和計(jì)算等方面，我和團(tuán)隊(duì)一起從零到一克服重重困難，用了近 4 年的時(shí)間才完成產(chǎn)品化的目標(biāo)。”
周谷越介紹道：“2016 年到 2018 年這兩年時(shí)間，我開(kāi)始做無(wú)人機(jī)整機(jī)，主要負(fù)責(zé)入門(mén)級(jí)無(wú)人機(jī)的產(chǎn)品線。無(wú)人機(jī)是包括自動(dòng)駕駛、動(dòng)力、相機(jī)、云臺(tái)等模塊在內(nèi)的一整套系統(tǒng)。此后，我又開(kāi)始做智能制造，從機(jī)器人角度來(lái)講，它屬于多機(jī)器人系統(tǒng)，也就是很多設(shè)備協(xié)同完成一個(gè)任務(wù)?！?/span>
八年的企業(yè)工作經(jīng)歷給他帶來(lái)了豐富的經(jīng)驗(yàn)和深厚的技術(shù)積累，如今走入高校，之前的經(jīng)歷是否為他順利完成轉(zhuǎn)型提供了幫助呢？對(duì)此，周谷越認(rèn)為：“作為一個(gè)技術(shù)驅(qū)動(dòng)型的公司，DJI 本身有點(diǎn)像一個(gè)大的實(shí)驗(yàn)室，我們通常會(huì)先攻克先進(jìn)技術(shù)，再將其產(chǎn)業(yè)化。如今在學(xué)校做科研，也是以需求為導(dǎo)向，提高從科研到產(chǎn)業(yè)化的效率。我覺(jué)得這兩者還是很匹配的?！?/span>
“研究如何用機(jī)器人創(chuàng)造機(jī)器人是我現(xiàn)在的主要目標(biāo)，我們稱(chēng)之為‘指數(shù)機(jī)器人’?！庇捎诓煌袠I(yè)或不同場(chǎng)景下對(duì)機(jī)器人的需求不同，如何根據(jù)需求設(shè)計(jì)機(jī)器人，再把設(shè)計(jì)的東西造出來(lái)，這是一個(gè)有很大挑戰(zhàn)的技術(shù)性難題。周谷越解釋說(shuō)：“這之中包括設(shè)計(jì)和制造兩個(gè)部分，先按需生成設(shè)計(jì)，再據(jù)此完成一套柔性的制造體系。我們需要分別驗(yàn)證不同的路徑，逐一攻破其中的關(guān)鍵技術(shù)?！?/span>
周谷越表示：“舉個(gè)例子，在設(shè)計(jì)方面，如果我要設(shè)計(jì)機(jī)器人，首先要將它的各個(gè)模塊數(shù)字化。接著，如何合理平衡，讓數(shù)字化后的模塊相互配合并符合要求，這就是又一個(gè)需要解決的問(wèn)題。而在生產(chǎn)制造方面，就是做好設(shè)計(jì)端到制造端的整體打通?！?/span>
加入清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院，堅(jiān)持前沿技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)升級(jí)雙向發(fā)力
隨著 5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)、人工智能等新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，第四次工業(yè)革命正在不斷走向深入。

2019 年 12 月，多媒體和人工智能領(lǐng)域的世界級(jí)科學(xué)家和企業(yè)家張亞勤博士正式加盟清華大學(xué)，負(fù)責(zé)牽頭籌建清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院。一年后，面向第四次工業(yè)革命的國(guó)際化、智能化、產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)正式啟動(dòng)，希望利用人工智能賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。
目前，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院主要有三個(gè)研究方向，智慧交通、智慧物聯(lián)和智慧醫(yī)療。
智慧交通，主要利用大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，圍繞無(wú)人駕駛、智能路網(wǎng)與車(chē)路協(xié)同，構(gòu)建多技術(shù)融合的平臺(tái)架構(gòu)體系，打造智慧城市交通大腦，重構(gòu)智慧交通生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能出行。
智慧物聯(lián)，希望圍繞辦公、家居、城市等應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建云端一體的智能操作系統(tǒng)和平臺(tái)架構(gòu)體系，為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級(jí)賦能的同時(shí)，孵化新興智能產(chǎn)業(yè)。
智慧醫(yī)療，在生命健康領(lǐng)域建立強(qiáng)大的預(yù)訓(xùn)練模型來(lái)輔助相關(guān)科學(xué)計(jì)算，并加速人工智能在新****研發(fā)、個(gè)人健康、基因測(cè)序等方面的應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“去年，經(jīng)朋友推薦，我來(lái)到 AIR 并與亞勤老師第一次會(huì)面?！闭劶凹尤肭迦A大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院，周谷越博士告訴 DeepTech，“我們雙方對(duì)很多研究的看法都比較一致，談得十分愉快。11 月，我正式來(lái)到 AIR。”
除了上述的三個(gè)研究方向，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院還設(shè)置了大數(shù)據(jù)智能和機(jī)器人智能這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室?！皟蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)室支撐三個(gè)研究方向，研發(fā)出的核心技術(shù)會(huì)應(yīng)用到這三個(gè)方向下不同的產(chǎn)業(yè)中。”周谷越表示，“研究院的老師們以科研為主，分工不同，也會(huì)組成團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)協(xié)作，一起攻克重大項(xiàng)目?！?/span>
在成立之初，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院不僅將“創(chuàng)新大學(xué)與企業(yè)雙引擎，突破人工智能核心技術(shù)，培養(yǎng)智能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才，推動(dòng)智能產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展”作為自身的使命與愿景，還積極尋求與企業(yè)的合作，并與聯(lián)想集團(tuán)、百度集團(tuán)、亞信集團(tuán)和北京智源實(shí)驗(yàn)室簽署了合作協(xié)議。
今年 6 月間，AIR與百度 Apollo 在北京舉辦聯(lián)合發(fā)布會(huì)，共同推出全球首份車(chē)路協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新白皮書(shū)《面向自動(dòng)駕駛的車(chē)路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)與展望》。在發(fā)布會(huì)上，周谷越圍繞如何提高自動(dòng)駕駛的安全性、自動(dòng)駕駛的量化安全評(píng)價(jià)指標(biāo)、車(chē)路協(xié)同的感知模型和車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛需要高等級(jí)智能道路四個(gè)部分發(fā)表了主題演講。
提到自動(dòng)駕駛，安全是至關(guān)重要且無(wú)法忽視的一個(gè)維度。“在百度車(chē)路協(xié)同這項(xiàng)工作中，我主要參與的是安全這部分?！贬槍?duì)如何提高自動(dòng)駕駛的安全性這個(gè)問(wèn)題，周谷越闡述了他的觀點(diǎn)，“一，車(chē)路協(xié)同會(huì)提升自動(dòng)駕駛安全性；二，車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛需要高等級(jí)智能道路。從整體上看，車(chē)路協(xié)同是大趨勢(shì)，會(huì)加速自動(dòng)駕駛的落地，也會(huì)讓自動(dòng)駕駛落地更安全。”
談及與企業(yè)的合作，周谷越表示：“因?yàn)檠芯吭菏强蒲袡C(jī)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)真正落地時(shí)還是要找企業(yè)伙伴來(lái)共同推進(jìn)，所以我們和企業(yè)的合作還是比較多的。除了和百度合作之外，我們也在和其他一些頭部企業(yè)共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)落地、行業(yè)升級(jí)，希望能夠更多地造福社會(huì)?！?/span>
談到目前主要的工作內(nèi)容，周谷越說(shuō)：“我主要負(fù)責(zé)組建與經(jīng)營(yíng)AIR的協(xié)同視覺(jué)與機(jī)器人（DISCOVER）實(shí)驗(yàn)室。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室今年7月才成立，所以現(xiàn)在的工作還處于起步階段。今年的主要工作是招募一些合作的教授和博士后，把科研的核心團(tuán)隊(duì)建設(shè)好，然后培養(yǎng)一批博士生，積累一些基礎(chǔ)性的平臺(tái)技術(shù)，逐步培養(yǎng)他們的科研能力。明年實(shí)驗(yàn)室會(huì)逐步發(fā)布一些相對(duì)系統(tǒng)的且有影響力的成果。未來(lái)則以攻克‘指數(shù)機(jī)器人’問(wèn)題為目標(biāo)，并逐步將技術(shù)成果應(yīng)用在賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)和推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步上，例如在智慧物聯(lián)領(lǐng)域進(jìn)行升級(jí)智能硬件產(chǎn)業(yè)、提高制造效率、減少庫(kù)存等相關(guān)的嘗試?！?/span>