學術交流

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中國自動化領域發展戰略高層學術研討會

信息時間:2015-11-17 信息來源:

    為了把握自動化科學與技術的發展方向,調整國家自然科學基金委員會的相關資助戰略,貫徹并落實國家在“十五”發展規劃,探討自動化科學與技術在我國“信息化帶動工業化”的發展過程中急需解決的關鍵科學問題,基金委員在承辦單位西安交通大學與中科院自動化所的大力支持和通力配合下,于2002年4月28日至4月29日在西安召開了“中國自動化領域發展戰略高層學術研討會”。陳翰馥、李衍達、吳澄、鄭南寧院士等40多位國內自動化領域的知名專家和國營大型企業高層研發專家出席了會議;加拿大阿爾伯達大學教授饒名博士也應邀出席了會議;出席會議的還有金委信息學部常務副主任劉志勇、西安交通大學校長徐通模和陜西省科技廳副廳長邱義路等同志。該學術研討會由大會報告與圓桌討論會。劉志勇、陳翰馥、李衍達、吳澄、鄭南寧等分階段主持了該會議。與會專家深入探討了國內外自動化科學與技術的發展動態,提出了當前我國自動化領域在基礎理論研究和應用基礎研究方面存在的問題與相應的對策。這次研討會涉及到不少重要科學問題,但大致可歸納為如下幾個方面:
    1、加強具有實際應用背景的基礎理論研究,建立面向復雜系統的新型控制理論
    陳翰馥院士認為自動控制理論是具有普適性的基礎研究,它研究帶有一定概括性的系統的控制問題。象所有的基礎理論一樣,不能以“能否立馬用上”這樣一個簡單標準來衡量自動控制理論工作的意義,否則一定會導致庸俗化,而削弱自動控制的基礎研究。國家自然科學基金委是支持自由探索和原始創新的主要機構,多年來對自動控制基礎研究已經做了有益的支持。今后,不僅基金委還有我們全體自動化界的同行們,一定會一如既往,摒棄急功近利的短視行為,用長遠的眼光來看待自動控制基礎研究的重要作用,加強對它的支持。同時,陳院士還指出:實際系統往往十分復雜,可能具有“非線性”、“多層次”、“強耦合”、“無窮維”、“隨機性”、“不確定性”等多種復雜特性的組合,這類問題不能用傳統意義下某一類系統的控制理論就能徹底解決的,都會遇到多體系建模和多目標控制,用現有的控制理論很難解決。再有一些探索性方向,例如,生物、基因、網絡中出現的控制問題,和量子計算機有關的量子系統的控制等,更是多學科的交叉。所有這些問題都要綜合運用系統科學、計算科學、現代數學、甚至物理學、運籌管理科學等學科的知識和方法,來建立相應的控制理論。黃琳教授探討了力學與控制科學之間的聯系,指出了力學與控制科學之間的共性,并強調力學系統中控制問題的特點。他認為有實際需求的科學不會衰敗,現實世界中實施控制必須結合實際對象,而不能僅是信息。
    2、拓展自動化學科的研究范圍,實現控制觀念、理論與技術的突破
    李衍達院士從信息的控制角度探討了自動化學科的應用范圍。他認為自動化不僅擴展了信息的范圍,而且信息化本身也需要自動化學科的積極參與;他強調自動控制將在網絡的集成、建模與調控,網絡服務的質量控制,網絡與信息的安全中發揮重要的作用。同時,也指出了網絡化、集成化、全球化與智能化的發展趨勢也為自動化學科提出了巨大的挑戰。在面向我國在工業現代化、產業結構改革與升級、新興產業、軍事現代化、社會現代化中出現的大量問題,李院士建議:要將理論與實踐相結合,在解決問題中發展理論,同時我們還需要觀念、理論和技術上的突破。他還談到如果從生物的調控過程與認知過程進行深入分析,會對我們解決復雜系統的調控問題有很大的幫助;我們可以更多的從生物內部的調控與生物智能中學到很多東西。李院士還作了功能基因組系統學的研究報告,報告指出:功能基因組研究為深入理解生命科學的基本問題提供科學基礎,具有深遠的科學意義、應用前景和社會、經濟效益;并提出了一些需要解決的重大科學問題。
    吳澄院士對自動化學科的現狀和發展進行了探討。事實表明,控制對社會進步的貢獻與影響,與計算機和通信等學科相比正在變小,以及人們對控制的熱情在下降使得自動化學科面臨嚴峻形勢。吳院士指出:實際上,自動化技術仍在發展中,特別是網絡環境下的各種自動化技術,自動化的應用范圍在不斷的擴大,也有新的進展;但現在存在的問題是理論進展不如人們期望的那么大,更重要的是理論與實際有相當程度的脫節:一方面,控制的某些理論成果遠遠走在應用的前面;另一方面,對大量復雜的急待解決的系統問題,控制又無能為力。吳院士從控制發展歷史角度分析了其原因,認為控制學科從來是重大實際需求拉動,然后用數學等理論工具求解,進而解決重大實際問題;數學在控制理論和自動化學科的發展中起了核心的科學作用。今天仍然是非常重要的。不可否認,在相當長的一段時間內,對重大實際需求的拉動作用有或多或少的忽視,這是目前控制科學處于困境的一個原因。同時還強調要轉變觀念、迎接發展。最后在學科建設和發展方向提出兩點建議:一是把復雜系統的研究作為推動學科發展的重要動力;二是適當調整培訓目標、教材建設、科研布局和師資隊伍建設。
    3、開展認知過程的信息處理與相應的智能科學研究
    鄭南寧院士從認知科學角度探討了認知與智能的關系、智能機器原型與認知模型的關系,介紹了與認知密切相關的四大科學難題,即:自然語言處理、視知覺、聽覺的機理與模型和智能信息檢索技術。指出了新型智能系統的若干重要的研究內容,即:復雜系統和信息環境中的認知模型和行為控制、認知過程中的交互行為與注意機制、分布式認知、學習和記憶的神經生理機制與信息處理模型、基于感知與生物特征的信息處理、感知與認知過程的虛擬實現與科學可視化、以新型大規模并行算法為基礎的計算智能。最后闡明了認知智能信息處理技術將對信息科學產生重大影響。
    吳宏鑫教授提出了基于對象的智能特征模型,闡述了其建模思想、方法和必要的物質基礎。袁著祉教授從神經網絡理論出發介紹了聯接主義式的智能控制的思想和展望了其未來研究方向。張天序教授在說明模式識別與智能系統在自動化學科中的重要性的同時,提出了一些當前比較前沿的研究和應用方向:生命、生物科學中的智能系統,知識管理系統,多模人機界面,能識別視覺和聽覺的自瞄準相機,智能化網絡,以網絡環境為基礎構成的自動化系統和智能系統,航空航天的智能自動化系統,軍事領域的智能自動化系統。蔡自興教授給出了較詳細的智能科學的理論體系和提出智能科學若干研究課題:計算智能,分布式人工智能與Agent系統,知識獲取和機器學習等。席裕庚教授從應用角度揭示了智能技術在機器人研究中的重要意義。
    4、加強網絡安全與網絡控制技術領域
    網絡控制與信息安全是21世紀世界各國競爭最激烈的科學技術領域,也是新思想、新理論、新技術的匯聚領域。有多個專家都提到了網絡安全與網絡控制問題。金以慧教授認為現代網絡不僅在結構上表現出高度的復雜性,而且在行為上也很復雜;網絡控制與信息安全必須是由多學科的交叉與融合來綜合解決;“網絡控制與信息安全”是21世紀科學技術領域中最受矚目的研究方向,不僅具有重要理論意義,而且是國際競爭最激烈的新技術,具有廣泛的應用前景,建議列入自動化領域優先資助研究方向。戴冠中教授和鄭應平教授就網絡化系統(Telematics Systems)及其建模、分析、控制與優化問題作了專題報告;他認為網絡化系統是走向信息化社會的標志性系統,是大型或巨型的復雜系統,是3C(Control,Computer,Communication)學科相交叉的產物。網絡化系統的建模、分析、控制與優化問題,是建立高性能、高效和智能化的網絡化系統的關鍵問題,這也為自動控制學者們提供了一個充滿挑戰的、富有魅力的研究舞臺,網絡安全與信息安全問題是網絡化系統成功與否的重要問題,這里也有自動控制學者們頗感興趣的一系列課題。王行愚教授提出了自動化若干發展方向,認為網絡空間將給自動化學科帶來了新問題、新思想、新方法。
    5、加強特種機器人的研究
    特種機器人與工業機器人相比在理論基礎、技術特征和應用領域等方面有顯著特點,被列入許多國家的發展研究計劃,吸引了世界眾多科學家從事這方面的研究。特種機器人已成為當今國際自動化技術發展的重要方向。王樹國教授介紹了特種機器人的國內外發展現狀和趨勢,探討了特種機器人的特點、共性技術和基本科學問題,并對我國特種機器人發展戰略提出了若干建議。建議一:借鑒工業機器人發展歷史,以需求牽引為原則,實現跨越式發展;建議二:特種機器人研究以增強國家綜合經濟實力、保證國家安全、提高國際競爭力為己任。建議三:加強組織管理、重視國際合作,注意相關學科的相互交叉與滲透。戴先中教授認為21世紀初將是非制造業自動化(包括農業自動化、服務自動化和地下、水下、地面(建設)作業自動化等)的快速發展時期;指出非制造業自動化的快速發展,將對特種機器人產生巨大的需求;特種機器人作為一種具有高度靈活性的自動化并逐漸智能化的機器,無疑具有很大的發展空間;同時特種機器人技術的發展,將極大地推動非制造業自動化的發展,特種機器人技術將成為非制造業自動化中的核心技術之一;他還建議,我國特種機器人研究應放在非制造業自動化發展的大環境中開展,同時應重視多學科交叉,研究隊伍不能局限于自動化領域。
    6、加強傳感技術與軟測量技術的研發
    傳感技術是新技術革命和信息社會的重要技術基礎,現代科技的開路先鋒,作為信息技術中采集、處理、傳播三大關鍵技術之一,各發達國家都將其視為現代高技術發展的關鍵。葛運建教授認為傳感技術是信息時代信息獲取、處理和傳輸的源頭,是“最高意義上的自動化”的技術基礎。他希望各級領導能進一步關注和支持我國傳感器事業的發展,廣大科技工作者能積極參與和獻身于我國機器人感知系統的研究,使我國傳感器技術水平邁上新臺階,為我國的國民經濟發展和國防現代化建設做出應有貢獻。朱學峰教授作了軟測量技術的專題報告。在被測量(或被識別的目標)具有多種屬性或受多種不確定因素干擾的情況下,使用多種傳感器協同完成共同的檢測任務便是必然的選擇。韓崇昭教授作了題為多傳感信息融合與自動化的報告。他認為在未來十年內,多傳感器多尺度信息融合技術將會有很大的發展,希望信息科學部將此技術列入“十五”優先資助領域。
    7、 加強我國流程工業信息化基礎研究
    隨著現代流程工業的發展,流程工業信息化中的建模、控制與優化對自動化學科提出了挑戰。柴天佑教授從發展我國流程工業的角度對發展我國自動化學科提出幾點建議。建議一:結合流程企業信息化的工程和行業急需的大型控制軟件系統開展復雜系統的建模、控制與優化研究;建議二:自然科學基金的研究計劃與863高技術計劃相結合,開展我國自動化學科發展的戰略研究,設立能為863高技術計劃所支持的項目提供理論與方法的課題,鼓勵從事自動化學科應用基礎研究的研究人員與從事863高技術計劃的研發人員相結合,研發出具有自主知識產權的自動化技術,促進我國的自動化產業發展;建議三:設立基金,建立由從事自動化領域基礎研究人員、高技術研發人員以及工業界人士組成的俱樂部,定期開展學術交流,提煉出解決實際復雜系統問題為背景的科學問題,開展聯合研究。在解決實際問題的同時開辟解決復雜系統建模、控制和優化的新途徑。褚健教授從控制應用角度做了類似的報告。任德祥研究員從產業角度來指出了自動化的任務和發展,他認為要加強實際問題的分析和提煉,開辟學科發展的新的源頭,轉變視角深入學科交叉內圈,更新理念融合IT最新成果。
    與會專家普遍認為本次學術研討會開的比較成功,基本達到了預期的目的。作為本次會議的成果,大會學術報告將被編輯成論文集,并作為《自動化學報》的增刊在下半年公開發表。

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