科學家杜蘭：打造“智能化”大國利器

劉禛 孟利錚

“獨創”“最早”“發明人”……西安電子科技大學電子工程學院教授杜蘭正在“雷達目標識別”研究領域穩步前進。她的團隊獨創性地最早提出了高分辨雷達回波統計識別框架；她最早將貝葉斯統計學習方法應用于雷達目標識別；2014年，她以第二發明人獲得國防技術發明一等獎，2015年，又以第二發明人獲得國家技術發明二等獎；2017年2月，她榮獲第十三屆“中國青年女科學家獎”。

杜蘭人如其名，如空谷幽蘭，素凈淡雅。不管是為人師表，傳道授業，還是作為科學家，埋頭實驗，亦或是接受采訪，談及科研成果，她總是一副溫柔舒雅的姿態，舉止斯文，從容自然，讓人心生親近之意。

誰也不會想到，這位80后木蘭一樣的女子，正在從事著雷達信號領域最為困難的研究方向之一——雷達目標識別技術，并且一做就是10余年。

十余載潛心鉆研 攻堅“雷達智能化”

從20世紀30年代起，用電磁波探測目標的雷達技術逐步被應用于防空。雷達最基本的功能，是對目標進行檢測、跟蹤、成像和識別，而在這四個基本功能中，識別功能是真正使雷達能夠判斷目標屬性、在戰時提升軍隊信息獲取能力的重要功能。早在20世紀80年代雷達目標識別就被美國列為國防關鍵技術，受到美國等發達國家的高度重視。

據杜蘭介紹，從本科畢業設計時開始接觸雷達目標識別，知道這是非常重要的軍事技術，但在后來長期研究中，她逐漸了解到雷達目標識別是一個很小眾的科研方向，在我國專門負責這塊領域的科研人員寥寥無幾。但是不可否認的是，雷達目標識別研究雖難，卻是當時非常重要的軍事技術。而讓雷達識別目標的過程更加智能，這在當時的中國，是最具挑戰性的研究方向，是一個不同學科間的“交叉地帶”。對于雷達智能化這一項目，她解釋道：“智能化的雷達和人工智能有些相似。不但能探測、跟蹤目標，還能進一步判斷目標的屬性。”

在師從保錚院士期間，杜蘭接觸到這一新興并充滿挑戰的領域。“雖然讀博期間取得了一些成績，但是，博士快畢業時更多的卻是危機感和瓶頸感，”杜蘭坦承，“我們在雷達信號處理方面的研究是有優勢的，但在機器學習和模式識別方面還有很大欠缺。要想讓雷達目標識別研究更進一步，在結合雷達回波特性的基礎上，還需要具備最新的機器學習和模式識別方面的知識。”出于這個原因，2007年9月，她前往美國杜克大學進行博士后訪問學習。她所在的Lawrence Carin教授研究小組做的是基礎的貝葉斯統計機器學習研究。正是這段時間，杜蘭逐漸意識到讓雷達具有更好的“學習”乃至“思考決斷”的能力，才是讓雷達智能化的關鍵。

收獲累累碩果 蘭花依舊淡淡香

為了實現雷達智能化，杜蘭選擇“貝葉斯機器學習”這一陌生的領域作為自己博士后期間需要攻克的新難關。她最早將貝葉斯統計學習方法應用于雷達目標識別，重點解決了小樣本學習和噪聲穩健兩個關鍵性的工程應用問題。

這是一個理論與實際反復磨合的過程。雷達目標識別不僅僅是理論問題，同時也涉及到系統工程問題。盡管有先進的理念作為支撐，在不同雷達平臺上應用過程中，理論和實際的結合衍生出了不同的新的問題。回國后，杜蘭和她的團隊攻堅克難，經過在設備上調試、數據處理、再調試、再改進等一系列反復而漫長的過程，最終在國內首次將目標分類方法應用到了型號雷達系統中。這一成果為提升我國現有裝備的信息獲取能力作出了突出的貢獻，她也因此榮獲2015年國家技術發明二等獎。

十余載潛心鉆研，十余載領頭創新，杜蘭和她的科研團隊經歷過無數失敗，遭受過嚴重挫折，更收獲了一個個喜人成果，實現了階段性成功。她們不僅在雷達目標識別方面取得突破，在貝葉斯方法理論研究、圖像處理、生物信號分析、智能交通管理等其他應用方面也備受關注。然而這位人淡如蘭的科研工作者，每每談到目前已經取得的科研成果，總是目光清澈，虔誠謙恭。她微笑著說道：“談不上成就，只能說取得了一些進展，這要十分感謝保錚老師的指導和引領。保老師教會我最基本的科研方法，首先是物理概念，其次是數學算法，還有歸納總結的能力以及做科研的嚴謹作風。”

科學家不分性別 巾幗不讓須眉

研究雷達目標識別技術，時至今日仍然是一項十分艱苦的工作。相比于在實驗室的理論研究，杜蘭需要經常去實驗場所從事與研究所合作的工程應用類項目。有些試驗場條件異常艱苦，曾被認為不適合女性參加，但杜蘭都樂于前往，從不說苦叫累。

“無論是在求學讀書的時候，還是工作以后，我都不曾因為自己是女性就對工作降低要求。其實女性與男性的智力水平在生物學意義上并不存在本質差異，只是在科研領域，如果要做到和男性同行一樣好，女性就要付出更多。對我而言，雷達目標識別這個研究方向很重要，而我們現在還有很多問題沒有解決，做得還不夠好，所以，我不會放棄，也不覺得苦。”杜蘭堅定的說。

博士階段學會了基本的科研方法，博士后階段學會了如何把握理論前沿，回國工作以來，她在理論和應用相結合的研究中不斷成長。

對于杜蘭來說，每前進一步都是新的挑戰，每一次成績的背后都是堅持的力量。最近初為人母的她，對事業和家庭的平衡有了新的感悟，身份角色的改變也讓她對人生有了新的理解。她在感激家人和同事給自己的支持與鼓勵的同時，也希望更多的人關注和理解女科研工作者，使她們可以更加堅定不移地追逐自己的科研夢想。