平博pinnacle体育科技强国 奋斗有我 周帆:为智能网联汽车建构灵活“大脑”

  新闻资讯     |      2024-01-11 10:03

  平博pinnacle体育天还未亮,城市主干道一辆辆汽车的红色尾灯已经排成了一条长龙,缓慢地向前挪动,这是人们再熟悉不过的早高峰场景。越来越大的城市,越来越多的人口,越来越多的汽车……让解决交通问题变得前所未有地迫切。

  随着汽车科技创新加速,融合了物联网、云计算、大数据、人工智能等多种新技术、新理念的智能网联汽车,正成为全球汽车产业转型升级的重要战略方向。全国青联委员、北京航空航天大学交通科学与工程学院助理教授周帆,正是研究如何用算法为智能网联汽车建构更灵活的“大脑”。

  2023年11月,“中国青年科技工作者日”全国活动月·吉林站暨“中国青年科学家助力吉林创新发展论坛”上,周帆作为青年科技工作者代表,围绕“科技创新推动产业创新”进行了主旨演讲。谈及参加活动的感受,他表示备受鼓舞:“此次活动为科技工作者提供了一个交流和学习的平台,让我们可以分享经验、学习新知识、探讨科技的最新发展。看到同行的成就和贡献,更加激发了我对科研事业的热情,也时刻提醒我,科技工作者在推动科技进步、促进社会发展中扮演着重要角色,让我感到使命在肩。”

  随着汽车工业的变革,车辆技术也在不断发展,汽车给了人类距离的自由,同时也影响交通出行。如今,汽车已走进千家万户,科技的发展带动着汽车产业变革,以智能网联汽车为基础的新交通生态体系正在构建。

  从广义上来说,具备驾驶辅助功能的汽车都可以称之为智能网联汽车(或称自动驾驶汽车)。周帆介绍,按照国际通用标准,根据智能化程度的不同,智能网联汽车可以被分为5个等级:L1-辅助驾驶、L2-部分自动驾驶、L3-有条件自动驾驶、L4-高度自动驾驶、L5-完全自动驾驶(无人驾驶)。

  对于智能网联汽车行业,L3成了产业的分水岭平博pinnacle体育。虽然近几年,自动驾驶一直在风口上,低级别自动驾驶无论是法规、还是技术等方面纷纷开始普及,但是针对高级别的自动驾驶,商业化仍旧处于探索阶段。周帆说,在技术方面,自动驾驶的底层架构和大部分技术问题已经被解决,剩下的5%的“长尾问题”逐渐成了制约自动驾驶发展的关键——这些问题包括各种零碎的场景、极端的情况和无法预测的人类行为。

  自动驾驶技术已经在不少低速和限定场景得到大量应用,比如物流、港口、机场等,但这些场景一般路线固定、道路相对封闭,因此技术难度相对较小,而智能网联汽车所要面对的则是更开放的道路、更复杂的场景和更大的交通密度,需要具备强大的环境感知定位、智能规划决策以及控制执行能力,这对于相关技术无疑提出了更高要求。

  “自动驾驶的落地,离不开一个核心条件:安全。”周帆说。目前,智能驾驶系统对于未知场景或者突发情况的应对能力仍需提升,而他主要的研究方向,就是针对智能网联汽车在复杂场景、极端工况下面临的“长尾问题”,即感知系统覆盖度不足、安全防护设计不充分等问题,开展机器学习基础算法与智能网联汽车感知与决策相关研究,“用智慧的大脑,为多种场景赋能。”

  近几年,周帆所在团队一直致力于破解智能网联汽车的安全难题,其中,预期功能安全是一项重要内容。预期功能安全是为了解决系统能力边界和驾驶员过度信任的问题,解决“由功能不足或由可合理预见的人员误用所导致的危害和风险”。周帆所在团队和华为合作的“L3+无人驾驶安全防护技术项目”中,提出了“安全副驾”这一概念。周帆介绍,“安全副驾”是基于“老司机”的安全驾驶经验设计一个独立的监督系统,对无人驾驶决策系统进行安全监督,在风险时进行必要干预,保证无人驾驶系统安全。

  环境感知是自动驾驶的另一项重要功能,这也是周帆研究的主要方向之一。“当下行驶环境持续多变,要求智能驾驶系统应具备连续学习的能力,而当前,连续学习中存在的灾难性遗忘问题和由此产生的泛化性能不足、难以有效迁移等问题,是制约连续学习算法应用的主要障碍。”2023年10月,周帆主持国家自然科学基金青年基金“智能驾驶系统连续学习算法知识迁移和灾难性遗忘问题研究”项目,针对智能系统运行过程存在任务信息不可知的问题,设计自主检测任务变化方法;针对车载系统存储空间限制问题,使用模型参数分解和基于记忆重现的方法设计连续学习算法,克服灾难性遗忘问题,“增强智能网联汽车的大脑的记忆力。”

  周帆坦言,智能网联汽车在城市交通管理和智慧交通系统方面已经取得了显著的进展,并且未来的发展空间依然巨大。“未来的城市智能交通,既要有‘智慧的路’,也要有‘聪明的车’。”他认为,随着技术的发展,未来智能网联汽车有潜力实现与完全自动化的交通管理系统的无缝对接,实现更高效、更安全的交通流,通过对大量交通数据的分析,可以更准确地预测交通流量和模式,实现更加智能化的交通管理。

  周帆的家乡在山东临沂,高考时,他选择了车辆工程相关专业。在北京航空航天大学读硕士期间,周帆进行了新能源汽车智能控制的相关研究。2017年,他来到加拿大拉瓦尔大学攻读计算机科学专业博士,研究深度迁移学习理论与算法方向。一路走来,周帆闪闪发光的履历,仿佛是为现在的科研方向“量身定制”。

  周帆(中)带领北航交通学院师生参加IEEE ITSC 2023智能交通系统国际会议

  热心学生工作的周帆平博pinnacle体育,到加拿大的第二年就当选拉瓦尔大学中国学生学者联谊会主席,组织学联开展了一系列联谊、讲座、论坛等活动,有力增强了当地华人学子的凝聚力和爱国热情,树立了中国留学生良好形象。2020年8月,他当选全国青联委员。

  2020年底,即将博士毕业的周帆,和身边很多海外学子一样,准备回国发展。可在找工作的过程中,他发现自己对国内招聘信息知之甚少,经过调研,他发现信息不对称是很多海外青年回国就业时遇到的问题。

  2021年初,在全国青联秘书处举办的“青联思享汇”上,周帆反馈了这一情况。他建议:“搭建海外人才引进信息发布和政策宣传平台,实时更新国内对海外人才的需求信息及相关政策措施,加大面向海外青年高科技人才的政策信息宣传力度,打破信息壁垒,打通海外人才同国内相关行业产业的联系渠道。”在当年的全国两会上,全国青联以团体名义提交了《关于加快吸引海外青年科技人才回国发展的提案》,就加快吸引海外青年科技人才回国发展问题,有针对性地提出了具体建议。

  在2023年1月结束了在拉瓦尔大学的博士后研究之后,周帆顺利入职北京航空航天大学交通科学与工程学院汽车工程系,担任助理教授。

  周帆和学生们的年龄差距并不大,在学生们眼中,课下的周老师是个随和、细心的人,经常和学生们一起吃饭;而课上的他则比较严厉,对学生的指导也是一针见血。在研究生李秋月眼中,导师周帆是个很有计划的人,在科研上有自己的坚持。“在指导我确定研究方向时,周老师完全尊重我的想法,并且针对我纠结的各个方向都进行细致地解答,让我争取能够做出最适合自己的判断。”李秋月说。

  身兼硕士研究生导师、本科生班主任多职,如何平衡科研与教学,这也是让周帆思索良久的问题。多年的科研经历让他具备严谨、高效的工作能力,他通过日常设立工作计划表和优先级,设置合理的期望值和合理的科研和教学目标,避免过度负担。此外,他还会抽出时间,参与日常的科普活动、科技节,和一些讲座、研讨会,与业界其他学者进行研究成果的分享和讨论。

  这份“自然而然”,就是从心底深处流淌出的家国情怀和矢志报效祖国的追求平博pinnacle体育。在“中国青年科技工作者日”全国活动月·吉林站的活动现场,听到各位青年科技工作者分享创新奋斗的故事,感受到他们科技报国的赤诚情怀,周帆说:“作为一名人民教师、青年科技工作者,我有责任激发和引领青年群体的积极性和创造性,特别是在科技创新领域,要致力于科学研究和技术创新,不断探索和解决智能网联汽车发展面临的问题。在科技发展的同时,当然也要关注科技对社会的影响。我也希望能够通过公众教育和科技普及活动,提高社会对科学技术的认识和兴趣,尤其是在青少年中培养科学精神和创新能力。”

  展望未来,周帆也充满期待。“我仍需要深化专业领域研究,追求创新和突破,希望能为智能网联汽车领域带来新的见解和发展。我会更多地参与跨学科的研究合作,结合发展需求将科研成果转化为实际的技术应用。最重要的是在不断变化的科技领域中保持学习态度,不断提升自己的知识和技能。”