一路耕耘 一路收獲——訪中國科學院深圳先進技術研究院集成所宋展博士

本刊記者 錢朝軍

人工智能、計算機視覺是當代高科技領域的前沿課題，也是世界各先進國家投入大量人力、物力競相開發的新領域，對智能本質的研究是人類認識自然的最具有挑戰性的課題，也是2 1世紀高技術開發最關鍵的課題。

在我國，計算機視覺與人工智能一直是自動化領域的前沿研究方向，歷經了幾十年的發展，已經成為目前工程學科關注度最高的研究方向。經過幾十年的發展，計算機視覺技術已經從基礎研究走向了應用技術研究，其視覺信息也從二維的圖像信息逐漸轉向了三維空間。

中國科學院深圳先進技術研究院集成所智能設計與機器視覺研究室宋展博士多年來一直專注于計算機視覺三維重建問題的研究，尤其是基于主動結構光投射方法的3D重建，先后提出了多種具有理論創新和實際應用價值的三維重建方法，并發表于計算機視覺和自動化領域的多個權威學術期刊，獲得了國際同行的認可。

堅定信念，成就夢想

宋展出生于一個普通的農村家庭，農村的生長環境讓他體會了生活的艱辛，也培養了他踏實做事，吃苦耐勞的性格。小時候的宋展從連環畫上知道了愛因斯坦、居里夫人、李四光、錢學森這些名字，也萌發了成為一名科學家的夢想，那時只覺得科學家很神圣，令人尊重。但腦海中對如何成為一位科學家卻是一片模糊的概念。轉眼，時光飛逝，大學和研究生時期宋展讀的是機械自動化專業，對未來科研工作感到迷茫的他沒有選擇繼續讀博，而是轉向企業歷練，磨練自己的同時也弄清社會和企業真正需要什么樣的技術。兩年的工作經歷讓他最終選擇了計算機視覺作為自己未來的科研方向，同時成功申請了香港中文大學的博士獎學金，開始了計算機視覺方向的科研之旅，主要研究方向是3D計算機視覺。2008年博士畢業后，?宋展去了香港科技園的一家公司從事3D人臉識別方面的產品開發，受到公司體制束縛的他又感到無法大展拳腳，自己的能力無法得到充分發揮。2009年，經過一番歷練的宋展選擇了新成立的中科院深圳先進技術研究院，并建立了自己的研究團隊，帶領整個實驗室從事計算機視覺相關的前沿技術研究和開發。開放的科技研發平臺和深圳本地良好的產業環境讓宋展如魚得水，取得了累累碩果：取得了一系列國際前沿研究成果的同時，已經有多項技術成果在企業實現了轉化，由于在科技成果轉化方面的優異表現，榮獲了2011年度中國科學院院地合作先進個人（科技類）一等獎。

光芒背后，幾多艱辛

風光的背后充滿著無數的艱辛，看似簡單的研究成果卻需要歷經千百次的實驗。近幾年，宋展把研究重點放在了非朗伯表面的結構光三維測量方面，傳統的結構光三維掃描方法只適用于具有朗伯反射表面物體的重建，而對于非朗伯如反射表面則難以達到理想的重建效果，而在現實中尤其是大規模工業生產中，絕大部分物體表面是以金屬等反射表面為主的，因而為了使得結構光三維掃描方法在工業生產中得到大規模應用，這個問題亟需解決。

實驗室合影

經過兩年多的基礎研究和科研攻關，以及無數次的反復試驗和算法優化，宋展所帶的課題組在該領域已取得了一些初步的研究成果，所提出的基于二值化帶位移邊緣亞像素編碼的三維掃描方法，在對多種金屬表面的三維掃描實驗中取得了令人滿意的實驗效果，并最終通過一種低成本的微型投影模塊配合普通的工業相機，實現了整個高精度三維掃描系統，因此其不僅在測量精度和穩定性方面有著明顯優勢，而且在系統成本方面也是非常低廉的，因而具有在工業生產中大規模推廣的可能。這一成果也已在線發表于自動化領域頂級學術刊物IEEE Transactions on Industrial Electronics。

自主創新，培養人才

當前國家大力提倡以人為本、自主創新。我國計算機智能科學研究領域近年來有中國特色地自主開展也在踐行著自主創新的重要意義。

“科研人員是科技創新的主體，對于計算機智能科學而言，其創新不僅體現在基礎理論方面，更多的體現在應用技術的創新，現在已經有越來越多的計算機視覺技術應用到了生產生活中，因而如何結合國家的重大需求和產業發展的趨勢，來指導我們的科研工作，通過技術創新解決實際問題，創造新的智能化的產品將為該學科未來發展的主要方向。”宋展如是說。計算機視覺與人工智能學科的發展，不僅對我國國防建設具有重要意義，更可大規模的應用于工業生產、娛樂、互聯網、醫療、文化創意等諸多行業，因而如何準確把握行業發展態勢，提高創新能力，將是考量一個優秀科研工作者的重要標準。

在人才培養和梯隊建設方面，宋展更是不遺余力。談到塑造人才，“首先要注重基礎知識的學習，其次更要了解領域發展的最新動態和前沿技術，結合國家和企業的重大技術需求，努力尋找突破點。計算機視覺領域屬于一個典型的交叉學科，其融合了計算機、數學、光學、信息等多個學科的范疇，因而培養跨學科的復合型高端科研人才將是我國未來計算機領域人才培養的重點。”從這里，我們可以看到宋展的殷切希望，一個國家要想有大的發展，科研能力需要一代又一代人的薪火相傳，這樣科學之光才會永亮。

豐富生活，執著前行

并不是我們傳統意義上只會埋頭科研的書呆子形象，宋展的生活也是豐富多彩的，游泳和登山是他的主要業余愛好。他告訴我們，自己最長的游泳距離是五千米，當游泳到五百米的時候已經感覺體力不支了，這時候需要調整速度和姿態，咬牙挺一下，這時候心里的目標不再是五千米，而是如何再游一百米，這個目標顯然是容易實現的，如此往復，最終堅持游完了五千米的距離，當站在泳池盡頭，想一想這五十個來回是怎么完成的，只有兩個字：堅持。其實，科研之路又何嘗不是如此呢？先確定長期目標，再確定短期目標，一步一步實現自己的夢想，遇到再大的困難也咬緊牙關，堅定自己的信念，永不言棄。

關于未來，宋展也充滿了信心，在前期工作基礎上，將基于現有的三維重建核心技術，將其應用范圍向醫療、虛擬現實、文物保護等多個領域拓展，并著力提高現有技術的穩定性和自動化程度，目前研究小組正全力以赴地展開相關系統的研制工作，相信在不久的將來，承載著團隊自主核心技術的多個產品樣機將會出現在社會大眾的視野中，為我國的計算機應用和自動化技術的發展做出自己的貢獻。

研究人員雖然已取得了一系列的研究成果，但計算機智能技術想要大規模的在我們日常生產生活中應用，還面臨著諸多挑戰。在這條道路上，仍布滿荊棘，但宋展從未停下腳步，一步步向自己的夢想前行，對科研的熱情是他不斷前行的動力，對科研的熱情讓他攻克難題，我們相信，在未來的道路上，宋展會走得更遠……