清華大學(xué)副教授周谷越堅持前沿技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)升級雙向發(fā)力，做機器人背后的“最強大腦”

在以大疆（DJI）為標志的消費級無(wú)人機產(chǎn)品背后，大量頂尖工程師將他們的智慧和努力盡數傾入其中，周谷越就是其中一位。
他以設計包括機載系統架構、多傳感器感知算法和應用級功能在內的民用無(wú)人機自主駕駛系統聞名，為機載智能系統的小型化做出重大貢獻。他擁有包括 24 項美國專(zhuān)利在內的國內外授權專(zhuān)利 70 余項，主持多項技術(shù)創(chuàng )新項目的研發(fā)，曾獲廣東省科技進(jìn)步特等獎、時(shí)代周刊全球年度 10 大電子產(chǎn)品及全球年度 25 大創(chuàng )新發(fā)明等殊榮。
10 月 28 日，在杭州未來(lái)科技城聯(lián)合《麻省理工科技評論》共同舉辦的世界科技青年論壇上，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）副教授周谷越入選新一屆亞太區“ 35 歲以下科技創(chuàng )新 35 人”。
民用無(wú)人機的智能時(shí)代
在周谷越教授看來(lái)，智能化是民用無(wú)人機產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的關(guān)鍵推動(dòng)因素。“智能化可以分為智能功能、智能產(chǎn)品和智能設計三個(gè)階段。”他在論壇上發(fā)表了以《民用無(wú)人機的智能時(shí)代》為題目的演講。

在智能功能時(shí)代，飛行功能是用戶(hù)能夠感知到的最直接的體驗。周谷越解釋說(shuō)：“針對小型化無(wú)人機的低成本機載自動(dòng)駕駛系統，我們設計了高效的異構計算架構。搭配專(zhuān)用的計算機視覺(jué)算法，能夠實(shí)現精準懸停、主動(dòng)避障和自主跟蹤等智能飛行功能?！逼鸪?，無(wú)人機需要專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行實(shí)時(shí)操控，而上述功能的實(shí)現極大地改變了以往的操作方式，普通用戶(hù)也可以安全地操控無(wú)人機，所見(jiàn)即所得地點(diǎn)擊飛行目的地。
在智能產(chǎn)品時(shí)代，智能化表現在包括設計研發(fā)、生產(chǎn)制造、用戶(hù)體驗和售后服務(wù)等在內的產(chǎn)品整個(gè)生命周期中。為了完成民用無(wú)人機大規模量產(chǎn)的目標，周谷越及團隊非常重視產(chǎn)品的質(zhì)量?！捌焚|(zhì)是一流產(chǎn)品的生命線(xiàn)。我們建立了以智能制造系統為核心的品質(zhì)控制體系，已經(jīng)完成品控環(huán)節的數字化和智能化?！彼榻B道，“在設計產(chǎn)品的每個(gè)功能之前，我們都會(huì )考慮其如何在制造環(huán)節被高效地標定與測試、如何在不影響用戶(hù)體驗的條件下與用戶(hù)進(jìn)行數據交互以及如何提高產(chǎn)品返修定損定責的效率等問(wèn)題?！?/span>
在智能設計時(shí)代，智能化表現在產(chǎn)品設計方面。近年來(lái)，由于不同行業(yè)需求的差異化逐漸擴大，標準狀態(tài)下的無(wú)人機產(chǎn)品無(wú)法很好地滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。對此，周谷越說(shuō)：“為了解決這樣一個(gè)開(kāi)放型的問(wèn)題，快速響應不同設計的制造需求，我們已經(jīng)嘗試用智能算法自動(dòng)生成一個(gè)由積木結構組成的原型系統設計，通過(guò)數字仿真技術(shù)對它的各項性能進(jìn)行分析，并建立一套柔性制造體系。這有利于推動(dòng)民用無(wú)人機的全方位普及，助力包括無(wú)人機在內的智能機器人進(jìn)入我們的日常生活，并給我們帶來(lái)更多的便利?！?/span>
“這正是我們這代機器人科學(xué)家的使命?！敝芄仍綀远ú灰频乇硎?。
挑戰更復雜的機器人，做機器人背后的 “最強大腦”
2006 年，周谷越考入哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程系；四年后，本科畢業(yè)的他赴香港科技大學(xué)電子與計算機工程系深造，并于 2014 年獲得博士學(xué)位。

2012 年初，還在求學(xué)的他加入深圳市大疆創(chuàng )新科技有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)DJI），并在八年時(shí)間里先后創(chuàng )建并負責計算機視覺(jué)、智能制造、入門(mén)級無(wú)人機和STEAM教育等技術(shù)和產(chǎn)品團隊。
2020 年 11 月，他再度起航，加入清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）任副研究員兼副教授，將機器人、計算機視覺(jué)、先進(jìn)制造和人機交互等作為他未來(lái)主要的研究方向。
“這些年來(lái)，我主要做的是機器人。無(wú)人機的自動(dòng)駕駛系統是我在 DJI 做的第一個(gè)項目，也是我博士畢設的課題?！敝芄仍讲┦扛嬖V DeepTech，“這個(gè)系統包括感知、控制和計算等方面，我和團隊一起從零到一克服重重困難，用了近 4 年的時(shí)間才完成產(chǎn)品化的目標?！?/span>
周谷越介紹道：“2016 年到 2018 年這兩年時(shí)間，我開(kāi)始做無(wú)人機整機，主要負責入門(mén)級無(wú)人機的產(chǎn)品線(xiàn)。無(wú)人機是包括自動(dòng)駕駛、動(dòng)力、相機、云臺等模塊在內的一整套系統。此后，我又開(kāi)始做智能制造，從機器人角度來(lái)講，它屬于多機器人系統，也就是很多設備協(xié)同完成一個(gè)任務(wù)?！?/span>
八年的企業(yè)工作經(jīng)歷給他帶來(lái)了豐富的經(jīng)驗和深厚的技術(shù)積累，如今走入高校，之前的經(jīng)歷是否為他順利完成轉型提供了幫助呢？對此，周谷越認為：“作為一個(gè)技術(shù)驅動(dòng)型的公司，DJI 本身有點(diǎn)像一個(gè)大的實(shí)驗室，我們通常會(huì )先攻克先進(jìn)技術(shù)，再將其產(chǎn)業(yè)化。如今在學(xué)校做科研，也是以需求為導向，提高從科研到產(chǎn)業(yè)化的效率。我覺(jué)得這兩者還是很匹配的?！?/span>
“研究如何用機器人創(chuàng )造機器人是我現在的主要目標，我們稱(chēng)之為‘指數機器人’?！庇捎诓煌袠I(yè)或不同場(chǎng)景下對機器人的需求不同，如何根據需求設計機器人，再把設計的東西造出來(lái)，這是一個(gè)有很大挑戰的技術(shù)性難題。周谷越解釋說(shuō)：“這之中包括設計和制造兩個(gè)部分，先按需生成設計，再據此完成一套柔性的制造體系。我們需要分別驗證不同的路徑，逐一攻破其中的關(guān)鍵技術(shù)?！?/span>
周谷越表示：“舉個(gè)例子，在設計方面，如果我要設計機器人，首先要將它的各個(gè)模塊數字化。接著(zhù)，如何合理平衡，讓數字化后的模塊相互配合并符合要求，這就是又一個(gè)需要解決的問(wèn)題。而在生產(chǎn)制造方面，就是做好設計端到制造端的整體打通?！?/span>
加入清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院，堅持前沿技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)升級雙向發(fā)力
隨著(zhù) 5G、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、人工智能等新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，第四次工業(yè)革命正在不斷走向深入。

2019 年 12 月，多媒體和人工智能領(lǐng)域的世界級科學(xué)家和企業(yè)家張亞勤博士正式加盟清華大學(xué)，負責牽頭籌建清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院。一年后，面向第四次工業(yè)革命的國際化、智能化、產(chǎn)業(yè)化的應用研究機構正式啟動(dòng)，希望利用人工智能賦能產(chǎn)業(yè)升級、推動(dòng)社會(huì )進(jìn)步。
目前，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院主要有三個(gè)研究方向，智慧交通、智慧物聯(lián)和智慧醫療。
智慧交通，主要利用大數據等前沿技術(shù)，圍繞無(wú)人駕駛、智能路網(wǎng)與車(chē)路協(xié)同，構建多技術(shù)融合的平臺架構體系，打造智慧城市交通大腦，重構智慧交通生態(tài)系統，實(shí)現智能出行。
智慧物聯(lián)，希望圍繞辦公、家居、城市等應用場(chǎng)景，構建云端一體的智能操作系統和平臺架構體系，為產(chǎn)業(yè)數字化轉型和升級賦能的同時(shí)，孵化新興智能產(chǎn)業(yè)。
智慧醫療，在生命健康領(lǐng)域建立強大的預訓練模型來(lái)輔助相關(guān)科學(xué)計算，并加速人工智能在新****研發(fā)、個(gè)人健康、基因測序等方面的應用研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“去年，經(jīng)朋友推薦，我來(lái)到 AIR 并與亞勤老師第一次會(huì )面?！闭劶凹尤肭迦A大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院，周谷越博士告訴 DeepTech，“我們雙方對很多研究的看法都比較一致，談得十分愉快。11 月，我正式來(lái)到 AIR?！?/span>
除了上述的三個(gè)研究方向，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院還設置了大數據智能和機器人智能這兩個(gè)實(shí)驗室?！皟蓚€(gè)實(shí)驗室支撐三個(gè)研究方向，研發(fā)出的核心技術(shù)會(huì )應用到這三個(gè)方向下不同的產(chǎn)業(yè)中?！敝芄仍奖硎?，“研究院的老師們以科研為主，分工不同，也會(huì )組成團隊系統協(xié)作，一起攻克重大項目?！?/span>
在成立之初，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院不僅將“創(chuàng )新大學(xué)與企業(yè)雙引擎，突破人工智能核心技術(shù)，培養智能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才，推動(dòng)智能產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展”作為自身的使命與愿景，還積極尋求與企業(yè)的合作，并與聯(lián)想集團、百度集團、亞信集團和北京智源實(shí)驗室簽署了合作協(xié)議。
今年 6 月間，AIR與百度 Apollo 在北京舉辦聯(lián)合發(fā)布會(huì )，共同推出全球首份車(chē)路協(xié)同技術(shù)創(chuàng )新白皮書(shū)《面向自動(dòng)駕駛的車(chē)路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)與展望》。在發(fā)布會(huì )上，周谷越圍繞如何提高自動(dòng)駕駛的安全性、自動(dòng)駕駛的量化安全評價(jià)指標、車(chē)路協(xié)同的感知模型和車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛需要高等級智能道路四個(gè)部分發(fā)表了主題演講。
提到自動(dòng)駕駛，安全是至關(guān)重要且無(wú)法忽視的一個(gè)維度?！霸诎俣溶?chē)路協(xié)同這項工作中，我主要參與的是安全這部分?！贬槍θ绾翁岣咦詣?dòng)駕駛的安全性這個(gè)問(wèn)題，周谷越闡述了他的觀(guān)點(diǎn)，“一，車(chē)路協(xié)同會(huì )提升自動(dòng)駕駛安全性；二，車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛需要高等級智能道路。從整體上看，車(chē)路協(xié)同是大趨勢，會(huì )加速自動(dòng)駕駛的落地，也會(huì )讓自動(dòng)駕駛落地更安全?！?/span>
談及與企業(yè)的合作，周谷越表示：“因為研究院是科研機構，產(chǎn)業(yè)真正落地時(shí)還是要找企業(yè)伙伴來(lái)共同推進(jìn)，所以我們和企業(yè)的合作還是比較多的。除了和百度合作之外，我們也在和其他一些頭部企業(yè)共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)落地、行業(yè)升級，希望能夠更多地造福社會(huì )?！?/span>
談到目前主要的工作內容，周谷越說(shuō)：“我主要負責組建與經(jīng)營(yíng)AIR的協(xié)同視覺(jué)與機器人（DISCOVER）實(shí)驗室。因為實(shí)驗室今年7月才成立，所以現在的工作還處于起步階段。今年的主要工作是招募一些合作的教授和博士后，把科研的核心團隊建設好，然后培養一批博士生，積累一些基礎性的平臺技術(shù)，逐步培養他們的科研能力。明年實(shí)驗室會(huì )逐步發(fā)布一些相對系統的且有影響力的成果。未來(lái)則以攻克‘指數機器人’問(wèn)題為目標，并逐步將技術(shù)成果應用在賦能產(chǎn)業(yè)升級和推動(dòng)社會(huì )進(jìn)步上，例如在智慧物聯(lián)領(lǐng)域進(jìn)行升級智能硬件產(chǎn)業(yè)、提高制造效率、減少庫存等相關(guān)的嘗試?！?/span>