陶晓明：挑战视频通信智能协同计算的“无人区” _人工智能

获奖人物小传
【陶晓明：挑战视频通信智能协同计算的“无人区”】陶晓明，女，2003年本科毕业于西安电子科技大学通信工程学院，2008年博士毕业于清华大学电子工程系，曾于法国电信集团担任研究员，2009年至今于清华大学分别担任博士后、助理研究员和副研究员。主要研究无线多媒体通信理论及关键技术研究，针对复杂移动环境大容量多媒体通信难题，立足于模型与方法的理论创新，在无线多媒体可靠传输、移动网络资源优化和多媒体服务体验质量提升等方面取得了系统的理论和技术突破，得到国际同行的高度认可。
作为主要完成人参与获得国家自然科学二等奖、国家技术发明二等奖、IEEE国际会议最佳论文奖等奖项。她还是2016年度中国电子学会十佳优秀科技工作者、国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者。获授权发明专利27项；以第一/通信作者发表SCI/EI检索论文90篇，被谷歌学术他引380次；发表专著一部（，2015）；负责承担国家973、863及自然科学基金等项目。2017年，获得“中国智能科学技术最高奖”——吴文俊人工智能技术发明奖一等奖。
人工智能人物：您出生在怎样的家庭背景？少年时代求学路的理想是什么？
陶晓明：我1981年4月出生于河北省石家庄市的一个知识分子家庭。受家庭祖训的影响，我从小就萌生了一种知识报国的理想。我从石家庄市合作路小学毕业，到步入石家庄市第二中学，再到考上西安电子科技大学读大学，学习成绩一直都比较优秀，读书求学也成为我主要的生活乐趣，最终我以优异成绩被保送到清华大学电子工程系攻读硕士和博士学位。求学时，我心里只有一个念头：只有念好书、学好本领，才能报效国家。也正是在清华大学学习期间，迎来了电子通信朝阳产业的蓬勃兴起。
人工智能人物：您当初选择的研究方向都具有哪些挑战性？怎样理解视频通信智能协同计算的科学研究进展，该研究成果取得了哪些有较大影响的关键技术突破，这在国际或国内前沿应用领域有何优势？
陶晓明：进入大学后，我选择了信息与通信工程领域，这个研究方向也是国际上最活跃、国家最急需的领域。当时在国际信息通信工程领域最引入的是2G移动通信技术，而在国内我们还处于刚刚起步的阶段，创新作为的空间很大。现在看来，我这个选择是对的神经网络在应用科学和工程中的应用：从基本原理到复杂的模式识别，目前我从事的正是这个领域的前沿技术创新研究工作。
关于视频通信智能协同计算神经网络在应用科学和工程中的应用：从基本原理到复杂的模式识别，我先说一下研究背景。首先，我们不难理解日新月异的通信技术有力支撑了移动互联网的发展；另一方面，通信频谱资源日益短缺，严重制约更高容量、更高带宽的通信需求。那么，视频通信智能协同计算的出发点是在传统的通信中融入智能计算，通过基础研究探索拓展容量（压缩通信带宽需求）的新途径。
我们团队研究工作的基本思路是向人类自身学习，寻找新途径。具体的学什么呢？
1)我们人类自身的通信通常是“一回生、二回熟”，熟悉了就不需要更多的通信资源；
2)人类70多亿人口，语音通信带宽只用了3KHz左右，而我们当今的通信带宽是这个带宽的上千倍、上万倍；
3)有研究表明，人类视觉感知的数据转变成大脑处理的数据时有可能被压缩了10多万倍。
如此种种，给我们一个启示，我们可以向人类自身学习，开发一种新方法，压缩通信传输所需要的带宽。基于此，我们提出并研究了视频通信智能协同计算理论方法。
那么，计算通信作为一种新方法，需要扎实的基础研究，涉及人工智能、计算、通信等领域，难度很大。经过几年的艰苦努力，借鉴人脑视觉感知机理，我们取得了一些初步的成果，比如用于视频通信，可以比现有的方法进一步节省好几倍的带宽，这个结果是令人欣喜的。我们的一些工作也发表在IEEEon Image 、IEEEon 、IEEEonandfor Video 等国际期刊上，得到了国际同行的高度认可。
另一方面，我们还注重理论成果的实际应用研究，进一步发现了在实际的无线网络中提升视频通信业务服务能力的新途径，取得了多项重要的技术创新，具有完全的自主知识产权，核心成果已获国家发明专利授权，并被有关国际、国内标准采纳，达到相关领域国际最好水平。基于发明成果联合相关单位研制的无线专网设备、移动应急指挥平台、移动网络视频传输系统已成功应用于广电行业等部门，具有较为广阔的应用前景。

文章插图

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人工智能人物：该视频通信智能协同计算技术与人工智能有哪些关联性？如何利用人工智能技术与视频通信智能协同计算技术实现群体智能交互？
陶晓明：我们所做的视频通信智能协同计算的核心创新是在传统的通信中融入智能计算，通过计算把真正需要传输的未知信息找出来，而把已知的信息（先验信息）在收发端预存（从而不传输），这样就压缩了传输带宽，这个创新为在通信频谱资源日益短缺的情况下拓展容量探索了新途径，在国际上也属于最新成果。
其实，我国发展人工智能已具有较好的基础。语音、视觉识别等核心技术跻身世界领先行列，自适应自主学习、感知、推理、混合智能和群体智能等已初步具备跨越发展的潜力，特别是加速积累的技术能力、海量的数据资源、巨大的应用需求、开放的市场环境，形成了我国人工智能发展的独特优势。
因此，利用人工智能技术与视频通信智能协同计算技术实现群体智能交互，应该是一个很好的研究设想，我们也正在和有关部门协同论证，力争取得新的研究突破。
人工智能人物：您从事当前的科学研究主要动力与内因是什么？在研究过程中遇到了怎样的波折和困境？对您在科学研究中有哪些影响较大的人或事件？
陶晓明：知识就是力量，科技就是生产力。我一直坚信，每个人要能在社会上立足，成为社会有用之才，就需要通过实实在在的科学研究学习知识、掌握本领，这是基本的动力和内因。
从事前沿技术研究，往往是在“无人区”中行走。因为前面的研究路径并不清晰，也不知道哪里是尽头，通常会让人感到害怕，其实经常遇到各种各样的波折和困境也是正常的。比如我参与指导的博士生李扬，他是我们课题组里第一个从事该方向研究的学生。直到他毕业的前一年，我们投出去的论文回来的评阅意见基本都会提到说，该论文的思路与传统方法不一样，评阅人没把握。然而我们没有放弃，在最后的一年里，连续有3篇SCI论文被录用，并使得他最终以优异的成绩完成博士论文答辩。由于博士期间从事的研究相对前沿，成果也比较突出，李扬博士毕业后在美国公司成功找到了一份较为满意的工作，继续从事人工智能领域的相关研究。
说到对我影响最大的人，我首先感谢团队领头人陆建华教授。每次在讨论研究思路时，陆教授总是鼓励我们要敢于挑战传统方法，做别人没做过的创新尝试，在“无人区”寻找最优的研究方向。正是有陆教授的教诲与启发，才使得我们年轻人得到了充分的锻炼和成长机会，逐步在科学研究的“深水区”取得了可喜的进展和成绩。
人工智能人物：您作为清华大学的青年学者，在培育科研团队方面有哪些特别之处？您认为高校科研环境对杰出人才培育会产生哪些积极影响？
陶晓明：我在研究实践中比较注重工作的条理性和加强沟通的高效性，这或许对团队人才的培养有一定的启发。同时，清华大学广泛、宽松的学术交流环境，先进、丰富的科研条件，也为我们年青的研究学者提供了丰富的创新土壤，更有助于完善适合于新时期科技创新需求与人才培养规律的综合评价体系。
人工智能人物：您获得吴文俊人工智能科学技术奖后，这对您在科研、教学及项目团队管理方面将产生哪些有力支撑？
陶晓明：吴文俊人工智能科学技术奖对我们的研究工作是巨大的鼓励和鞭策，我们将面向更加高远的目标，谋划科研、教学及项目团队管理的工作，力争取得更好的成绩。
人工智能人物：您坚信怎样的人生信条？您的获奖感言是什么？
陶晓明：我的人生信条是，一份努力，一份收获。我们感谢这个伟大的时代，迎来了科技创新和人工智能的春天，这也是属于我们年轻人创新发展的大好机遇。更要感谢中国人工智能学会和吴文俊人工智能科学技术奖评审委员会给我们青年学者创造的科技创新平台，使得我们有机会获得人工智能领域的崇高荣誉。在今后的科研生涯中，我和我的团队将继续努力，在科学的前沿领域砥砺前行。同时，我也要感谢我们团队，我所取得的成绩都归功于团队成员的帮助和共同努力。
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