電氣工程，是一門歷史悠久的學科。早在19世紀末20世紀初，西方大學就開始陸續設置電氣工程專業，發展、應用與電氣相關的知識。傳統的電氣工程被定義為用於創造産生電氣與電子系統的有關學科的總和，但隨著100多年來科學技術的飛速發展，尤其是資訊技術帶來的決定性影響，新一代電氣工程專業已成為現代科技領域中的核心學科以及關鍵學科。斯坦福大學教授指出，“當今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為”。並且，在人們的生産與生活中，電氣工程也成為發展生産和提高人類生活水準的重要物質基礎，是國民經濟和人民生活現代化的重要標誌。

“電氣工程一定要結合國家需求和人民需要進行研究，這也是工科研究的基本要求。能夠為國家解決某些領域的瓶頸問題，我覺得就是我們科研工作者最大的價值體現。”武漢大學電氣與自動化學院副院長何怡剛説道。

30年初心不改

在何怡剛眼中，電氣工程領域直到如今都是一門非常“時髦”的專業，儘管最初選擇這一領域時他並不知道電氣工程是做什麼的。

“我們高考的時候是在20世紀80年代初期，那時大家對專業都是一知半解，不像現在網際網路這麼發達，想知道哪些大學還有專業的資訊都可以從網上獲取。”何怡剛笑著回憶。

1984年參加高考那一年，全國恢復高考也不過幾年時間，全社會都洋溢著對知識的無限嚮往與渴望之情。在聽到老師介紹電氣自動化是當今世界上最先進的技術之時，何怡剛不禁眼前一亮，“可能是趕‘時髦’的心態，我就想學最先進的東西”。事實證明，何怡剛的選擇是正確的。

隨後30餘年間，資訊技術的大發展對電氣工程産生了革命性影響，包括電腦、世界範圍高速寬頻電腦網路及通信系統，以及用來傳感、處理、存儲和顯示各種資訊等相關支援技術，為電氣工程領域的技術創新提供了更新、更先進的工具基礎。進入21世紀以後，人們的衣食住行基本都與電氣工程應用分割不開。

“這幾年非常熱門的人工智慧，從大的角度來講其實也屬於電氣自動化領域。到現在為止，我們這個專業還是很‘時髦’。”何怡剛説道。

不過，先進技術的另一面也在於它的難度較一般學科更大。在20世紀90年代就讀研究生以及博士時期的經歷，讓何怡剛深刻體會到了這一點。“研究生階段對我的影響很大，這個階段區別於本科期間的基礎學習以及走向社會後的工作階段，告訴我們如何開展電氣工程研究，是樹立人生觀以及科技觀最重要的時期。”

對於電氣工程研究而言，最重要的就是創新。在湖南大學電氣工程專業攻讀碩士學位期間，何怡剛也感受到了這一先進技術研究的困難。為了取得實驗結果，何怡剛幾乎把所有時間都交給了實驗室，寒暑假也都在實驗室度過。有一段時間，做實驗取得的數據與利用電腦軟體倣真獲得的結果差距非常大，連續兩個多月都沒取得進展，何怡剛開始著急起來，總覺得時間不夠用，甚至不睡覺也要待在實驗室做研究。

導師蔡國昌教授得知後，特意與他認真交流了一番：“搞科學研究，容不得半點馬虎，一定要戒急戒躁。你想今天花了時間，明天就有收穫，這肯定是不行的。”

就是這兩句簡簡單單的話語一直讓何怡剛記憶猶新，“雖然很樸實，但我覺得確實是這樣”。從那以後，何怡剛在科研方面再也沒有了浮躁的心理，踏踏實實在實驗室做研究，每做一步實驗就停下來分析結果，如果與理論結果一致就繼續研究，若出現較大差距則仔細分析原因。就這樣他不知不覺竟然取得了事半功倍的效果，兩年不到的時間就完成了研究生階段所有的學習研究任務，並且還在中國科學院創辦的刊物上發表了8篇文章。要知道，當時只有大學教授才會在這本期刊上發表優秀文章，學生要取得這樣的成績實屬難得。“我覺得我在研究生階段，也算沒有辜負自己的付出吧。”回憶往事時，何怡剛笑著説道。

隨後幾十年間，何怡剛一直專注于電氣工程領域，結合國家需求進行各項自動化研究工作，包括智慧電網自動監測與健康管理、電力電子技術及應用、極大型積體電路設計測試與診斷、自動識別技術、通信信道建模與監測、虛擬儀器與智慧信號處理、軌道交通監控等，先後主持國家科技重大專項重點項目、國家高技術研究發展計劃（國家原“863”計劃）重點項目、國家重點基礎研究發展計劃（國家原“973”計劃）課題、國家自然科學基金（重點、面上、國際合作重點）等重要科研項目30多項，帶領團隊多次突破電氣工程領域的技術瓶頸，極大推動了我國相關領域技術研究與應用發展，射頻識別技術（RFID）就是其中典型代表。

何怡剛（第二排左六）與團隊合影

結合國家重大需求做科研

RFID是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信，利用無線射頻方式對記錄媒體（電子標簽或射頻卡）進行讀寫，從而達到識別目標和數據交換的目的，這被認為是21世紀最具發展潛力的資訊技術之一。儘管RFID學名聽起來比較陌生，但人們對於它在日常生活當中的應用場景實際上早就司空見慣，比如門禁管理、交通樞紐管理、身份證驗證、商場貨物掃碼等。

RFID技術的基本工作原理並不複雜：標簽進入閱讀器後，接收閱讀器發出的射頻信號，憑藉感應電流所獲得的能量發送出存儲在晶片中的産品資訊（Passive Tag，無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽），閱讀器讀取資訊並解碼後，送至中央資訊系統進行有關數據處理。聽起來似乎很簡單，但在20年前，誰能想像到RFID會給人們的生産與生活方式帶來這樣翻天覆地的變化？

何怡剛介紹，21世紀初，正值物聯網技術在國際上剛剛興起，我國也開始對外開放國際超市準入，比如沃爾瑪等，但這些國外的超市都有一個前提要求就是統一産品規範，電子標簽就是其中之一。

“電子標簽需要通過機器去識別，這就與我們國內傳統人工識別的方式完全不同，在視覺識別技術方面，我們國家當時還是一片空白。”何怡剛説道，“視覺識別技術從工業上來講叫做輕工業，如果這個領域我們沒有自主核心智慧財産權，相當於整個市場全部拱手於人了。”

在此國情下，2006年，國家高技術研究發展計劃（國家原“863”計劃）先進製造技術領域“射頻識別（RFID）技術與應用”重大項目應運而生。該項目要求結合我國RFID技術及産業化發展現狀，從國情出發，堅持自主創新與整合創新相結合，以企業為主體，政、産、學、研、用相結合的自主發展模式，攻克一批RFID共性基礎及前瞻性、産業化關鍵技術和應用關鍵技術，取得一系列具有自主智慧財産權並達到國際同期先進水準的核心技術，建立起我國RFID技術自主創新體系；以示範應用為引導，帶動RFID技術在各行業的廣泛應用，逐步形成大規模、輻射相關領域的公共應用服務體系；通過研究與制定相關的國家標準，形成我國RFID標準體系；建設RFID産業發展的服務環境；實施RFID技術及産業化戰略聯盟，通過聯合、協同等多種模式，構建具有自主智慧財産權技術的産業鏈。作為國內電氣工程領域傑出的學者，何怡剛帶領團隊迅速加入其中，並負責主持“RFID系統測試技術研究開發及開放平臺建設”項目。

“這個項目給我的印象非常深刻，當時真的可以説集合了全國所有相關領域的優勢力量共同進行攻關。RFID是物聯網領域最基礎、最底層的技術，而RFID系統測試技術則是基礎中的基礎。”何怡剛介紹，有了測試技術作為支撐，才能知道識別出來的産品是否合格、品質怎麼樣，這也是“射頻識別（RFID）技術與應用”項目中，測試技術成為其首要任務的原因。

物聯網關乎國民經濟和國家安全，是國家重大戰略性新興産業。感知層是泛在物聯獲取資訊的基礎，其無線接入系統的測試是實現萬物互聯的關鍵支撐。然而感知層無線接入系統測試面臨巨大挑戰：一是微秒級微弱應答信號捕獲與特徵提取難度大；二是應用場景複雜多變，傳播環境合理刻畫與可信復現難度大；三是無線接入性能影響機理複雜，多協議測試量值溯源難度大。這些難題嚴重制約了物聯網技術及産業的發展，致使相關産業長期面臨計量溯源缺失、應用場景檢測與評估體系欠缺、專用測試裝備缺乏的困境。

為了解決這些瓶頸問題，何怡剛帶領團隊夜以繼日奔赴戰場，通過近4年的持續攻關後終於突破了RFID系統測試技術瓶頸，並根據工信部要求制定了相應測試標準，同時也通過了國際品質標準。在此基礎上，國內RFID技術得以迅速發展和應用。

之後的10多年間，在國家傑出青年基金等項目支援下，何怡剛又帶領團隊對RFID技術進行了持續攻關，突破了感知信號處理與提取、傳播環境刻畫與復現、感知層無線接入鏈路建模與多協議可溯源測試等關鍵技術難題；創新研製出RFID 系統綜合測試儀、無線通信信道模擬與監測分析儀等“國際領先”的關鍵裝備；首次實現量值可傳遞、頻率廣覆蓋、標準全支援的物聯網感知層無線接入系統全應用場景測試。

2007年，何怡剛主持的相關項目“電路測試與故障診斷理論、關鍵技術與應用”獲得了高等學校科學研究優秀成果獎科學技術進步獎二等獎；2011年，“大規模非線性電路測試與診斷關鍵技術及應用”項目獲得了中國機械工業科學技術發明獎一等獎；2019年，“複雜應用環境下短距無線通信系統關鍵技術、成套裝備及應用”項目獲得了中國發明協會發明創業成果獎特等獎。

技術的價值最終還是在於應用，在突破核心技術瓶頸之後，何怡剛同樣也花費了大量精力，與行業共同進行推廣應用研究。迄今為止，何怡剛團隊在RFID技術領域研究已獲授權發明專利88項（含美國發明專利7項）；成果應用於中國計量科學院等300多家國內用戶及TI等歐美50多家企業，支援了“北斗”導航、登月工程等國家重大工程建設；同時引領了無線接入系統測試技術與裝備的發展，提升了物聯感知可靠性，推進了物聯網技術及産業的發展，且為RFID技術走向全民生産與生活應用場景道路奠定了紮實的基礎。

“這個項目之後，我們不僅在技術領域跟上了世界先進水準，同時在應用領域也走在了國際前列。”正如何怡剛所言，如今，人們的衣食住行都已離不開RFID技術，商場購物掃描一下就可以完成商品識別、付款等流程，交通出行有公交卡，小區出入有門禁卡，快遞物流還有寄件碼……RFID技術深刻變革了生産與生活方式，對各行各業産生了深遠影響。“對於科研工作者而言，能夠做一些對國家和人民有用的東西，就是最讓我們有成就感的事。”何怡剛説道。

正是因此，近30年來，何怡剛一直圍繞國家重點、重大需求進行攻關，帶領團隊先後主持參與國家及省部級重點項目30多項。2016，在國家重點研發計劃“重大科學儀器設備開發”項目“無線通信信道模擬與監測分析儀”支援下，他又帶領團隊積極奔赴在無線通信信道模擬與監測領域研究的路上。

信道是對無線通信中發送端和接收端之間通路的一種形象比喻，在信號傳輸過程中，由於各種原因會産生衰落以及多普勒效應等，這對信號接收産生了嚴重影響。為了解決這一問題，國外率先發明瞭信道模擬監測儀器，可以用來實時監測信號傳輸過程中的變化，對萬物互聯時代而言，其基礎性關鍵地位不言而喻。但也正因如此，這些年來，通信領域的關鍵裝備一直被國外明令禁止出口我國，尤其是軍用領域的通信儀器更是如此，這極大制約了我國相關領域的技術發展。在此背景下，作為我國經濟社會發展和國防安全的重要保障，“無線通信信道模擬與監測分析儀”項目應運而生。

經過近4年的艱難攻關，何怡剛帶領團隊突破了信道模擬監測領域的關鍵瓶頸問題，並且研發出一套具備自主智慧財産權的信道模擬監測儀器樣機，正在由合作單位上海聚星儀器有限公司共同進行産業化研究，下一步就是推向市場。

“軍用領域關乎國防安全，而民用領域關乎經濟發展，因此，我們的産業化不僅希望能用於軍用領域，同時希望用於民用領域，未來也會朝著這個方向繼續努力。”何怡剛説道。

與研究生討論通信建模專項科學問題

服務尋常百姓家

從1984年接觸電氣工程領域至今，何怡剛已在這一領域學習研究30餘年。做科研如同攀登雪峰，其間寂寞孤獨、艱難險阻必不可少，但何怡剛卻始終樂在其中。

“最開心的莫過於冥思苦想後柳暗花明的那一刻。”何怡剛説，當科研攻關過程中遇到非常難的問題時，比如連續思考琢磨了大半個月突然茅塞頓開的那一刻，從心底獲得的高興與滿足感是任何事情都無法取代的。

“而且我一直覺得我很幸運，所在的團隊，包括我的學生，都是吃苦耐勞、不怕困難、團結協作的。不管遇到任何困難，有這樣的團隊作為支撐，所有問題都能迎刃而解。”何怡剛如是説道。

“桃李不言，下自成蹊”，團隊的氛圍又何嘗離得開老師的精心培育與創造呢？這些年來，從湖南大學到合肥工業大學再到武漢大學，在人才培養方面，何怡剛總是不遺餘力，先後指導畢業博士後10余人、博士生40余人、碩士研究生120余人，他們大都成為著名高校、科研院所、大型央企等重要部門學術、技術與管理崗位骨幹，其中成長為“國家傑青”、“長江學者”、博士生導師的8人，博士時期就因自主研發的惠國惠民項目“智慧井蓋”被國務院總理接見嘉獎的企業家1人，廳局級管理人員3人。

“高校就是培養人才的地方，但什麼是人才？我覺得只掌握相關領域專業技能的人只能算是專才，更重要的是學會怎麼做人。”在何怡剛看來，只有當一個人在具備社會責任感、勇於擔當的前提下，每個領域的專業骨幹才能稱之為人才。為此，在培養學生時，他不僅注重培養學生的專業知識與科研能力，同時積極培養學生的社會責任感，經常為他們提供一些社會公益活動。這樣的團隊氛圍不僅培養出了一批又一批專業與責任感兼具的青年接班人，同時也吸引了大批外部專家人才。

“政策之外，我覺得吸引人才最重要的還是要靠文化。”2017年到武漢大學電氣與自動化學院擔任副院長後，何怡剛做的第一件事就是抓隊伍建設。首先，為團隊設置共同的發展目標，以承接國家重點攻關項目，為國家發展做貢獻為榮；之後，創造自由、平等、充滿社會責任感的團隊氛圍，日常會議研討中，除了圍繞科研攻關項目之外，他們也常常閒談國內外最新熱點話題，每個人都能海闊天空、暢所欲言。“團隊成員不經意提到的一些看法，經常讓我很感動，大家都是非常有社會責任感以及有擔當精神的人，這也是最讓我感到驕傲的地方。”何怡剛説。

近幾年來，國家和社會對科技工作者提出了明確要求，“要把論文寫在祖國的大地上，把科技成果應用在實現現代化的偉大事業中”。對此，何怡剛早已貫徹了30餘年。未來，他希望繼續帶領團隊在電氣工程前沿領域乘風破浪，並努力將更多成果從實驗室推向市場，服務尋常百姓家。