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楊旸:不忘初心的無線傳感專家

  • 發佈時間:2015-06-10 01:32:12  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  今年內,南水北調工程將全線開通一個實時監測系統,以保障“工程安全、供水安全、人身安全”。在長1400千米的工程全線,通過布設海量資訊採集點,包括水質、水量、流速等數據會通過多種傳輸網路實時不間斷地傳遞到控制中心。

  這是一個龐大的監測系統,在1400千米的工程全線,除了水質、水量的監測外,沿線防護網的顫動也會被捕捉到,而且會通過其振動模式迅速識別是風吹、動物衝撞還是人類攀爬……

  這個監測系統由中國科學院“寬頻無線傳感網”創新團隊研發實施。創新團隊的負責人就是記者面前的楊旸。7年前,當時還不到35歲的楊旸作為中科院“百人計劃”引進人才回國,如今他已經是上海科技大學教授、上海無線通信研究中心主任和中科院上海微系統與資訊技術研究所學術委員會副主任,並擔任國家科技重大專項“新一代寬頻無線行動通訊網”總體組專家。

  錘鍊於世界頂尖名校

  人的一生,會很多次面臨選擇。回首往事,真正重要的,其實就那麼寥寥幾個。

  對於楊旸來説,第一個重要的決定,就是選擇自己的第一份工作。

  2003年,楊旸從香港中文大學資訊工程系獲博士學位。之後,留在香港中文大學資訊工程系擔任助理教授。這個時候,他面臨著一個選擇:去哪工作?

  “當時可供選擇的機會有幾個,但是我最後還是選擇了去英國。”楊旸回憶説,之前他從來沒有去過英國,甚至工作的面試也因為當時SARS疫情的原因,只能通過視頻線上面試。到一個完全陌生的地方去工作,免不了有些忐忑。但他更希望通過這份工作,在學術上能夠更進一步。

  2003年8月,楊旸和他的妻子帶上行李,遠赴英倫。到英國布魯奈爾大學的電子與電腦工程系擔任講師。2005年3月,他獲得英國倫敦大學學院電子與電氣工程系的教職。

  這份教職,是楊旸在學術生涯中一個不小的成就。倫敦大學學院在國內的名氣並不太大,但屬於世界頂尖名校。

  倫敦大學學院的校友中,共有32位諾貝爾獎獲得者和3位菲爾茲獎獲得者,此外還不乏政治、科學、文化以及娛樂等多個領域的名人。其中包括“光纖之父”高錕。2014年,REF英國大學科研實力排名中,倫敦大學學院高居全英第二位,僅次於牛津大學。

  在倫敦大學學院工作期間,楊旸與英國電信、空中客車和羅爾斯·羅伊斯等公司開展産學研合作,在國際上率先將無線感測器網路技術應用於“飛機動態氣流控制和磨擦阻力消減”和“噴氣式飛機發動機中採集測試數據”等前沿課題,取得重要科研成果。

  其中“飛機動態氣流控制和磨擦阻力消減”研究課題,是由英國戰略技術委員會(TSB)擇優資助,羅爾斯·羅伊斯公司的專家擔任工業負責人,楊旸擔任學術負責人。這些工作經歷,讓楊旸對科學和工程的結合有了更深的體會,也讓他更加明確了今後學術研究的重點。

  牽頭南水北調全線資訊化監控

  通過自己的刻苦努力,楊旸在倫敦大學學院獲得了終生教職。對於大多數人,這順理成章地意味著工作生活將進入穩定狀態,“終於安頓下來了”。

  楊旸並沒有這樣想。他覺得這個時候自己面臨第二次重大選擇:是這樣“進入軌道”、穩步發展?還是再次做一個改變?

  “我拿到終生教職的時候,我妻子也正好拿到博士學位。因為第一次選擇,也就是來英國是我的決定,所以這次我讓她來做決定。”楊旸説。

  他們最後決定回到家鄉,回到家人的身邊。

  2008年,受中國科學院百人計劃資助,楊旸回國加入中科院上海微系統與資訊技術研究所任研究員。

  2012年,南水北調工程採用資訊化監控的項目開始啟動。“南水北調中線幹線工程的‘工程安全、供水安全、人身安全’三個安全保障需求面臨著監控環境複雜多變、感測器類型繁多且數據類型複雜、安全可靠性要求極高等諸多挑戰。”楊旸説。

  核心技術難題包括三個方面。首先,如何及時、準確、高效率地融合和處理結構化和非結構化的海量感知數據;其次,如何設計和規劃一個相容性強、擴展性好的異構通信網路協作傳輸架構,能夠因地制宜地利用不同制式的有線/無線通信網路,確保海量數據和監控資訊的高效實時傳輸;第三,如何利用網路化平臺實現運營環境綜合監控和統一指揮調度。

  楊旸和創新團隊對全線1400多千米的施工現場進行了實地考察和工程調研,完成了“三個安全”綜合保障系統的總體方案設計和關鍵技術研究報告,創新團隊一直致力於“寬頻無線傳感網”關鍵技術研發,針對上述技術難題與挑戰,著重強化了安全保障方案的設計與論證,以理論研究指導實踐創新,通過學科交叉形成優勢互補,從晶片、設備、系統三個層面加大關鍵技術攻關力度,突破核心技術瓶頸,實現自主研發和自主創新,為南水北調中線幹線工程的“三個安全”保障工作提供了全面有力的支撐。

  搞科研也應“不忘初心”

  海外引進人才回國工作,不少會遇到“水土不服”的問題。

  “一棵樹,長得再高,抵抗風沙的能力也是有限的。一片樹林,才能發揮作用,抵禦風沙。科研工作,團隊非常重要。”楊旸説。

  這次南水北調的資訊化監控項目,創新團隊由來自上海科技大學、中科院上海微系統與資訊技術研究所、中科院計算技術研究所、中科院微電子研究所的12位年富力強的優秀學術帶頭人組成,科研領域包括新型感測器、低功耗晶片、數據壓縮、無線通信、協議優化、核心網、智慧資訊處理、雲計算物聯網、軟體工程、監控系統優化等交叉學科。

  楊旸介紹自己的團隊説,他們長期工作在科研一線、思維敏銳、具有國際視野、注重産學研合作,科研成果涉及基礎理論研究、技術創新發明和應用開發實踐等多個重要階段,科研團隊和依託研究所在上述各個領域的科研水準、支撐條件和綜合實力均處於國內領先地位。

  “每個科研人員在最初都是有自己的追求。回國後,項目會多些,但不能‘為項目而追求項目’,不要忘掉自己的初心。只要安安心心做事情,總會有自己的成果。”楊旸説。

  ■人物檔案

  楊旸,中科院上海微系統與資訊技術研究所研究員和學術委員會副主任,上海無線通信研究中心主任。2012年獲中科院推薦,成為國家科技重大專項“新一代寬頻無線行動通訊網”總體組專家,主要研究領域是無線感測器網路(物聯網)、寬頻無線通信網(4G/5G/WiFi)及無線新技術測試驗證平臺。在國際核心期刊和會議上發表了100多篇科研論文,編著了學術專著一部,申請了國家發明專利28項和國際PCT專利5項。

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