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

在以大疆（DJI）為標志的消費級無人機產品背后，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(tǒng)架構、多傳感器感知算法和應用級功能在內的民用無人機自主駕駛系統(tǒng)聞名，為機載智能系統(tǒng)的小型化做出重大貢獻。他擁有包括 24 項美國專利在內的國內外授權專利 70 余項，主持多項技術創(chuàng)新項目的研發(fā)，曾獲廣東省科技進步特等獎、時代周刊全球年度 10 大電子產品及全球年度 25 大創(chuàng)新發(fā)明等殊榮。
10 月 28 日，在杭州未來科技城聯合《麻省理工科技評論》共同舉辦的世界科技青年論壇上，清華大學智能產業(yè)研究院（AIR）副教授周谷越入選新一屆亞太區(qū)“ 35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人”。
民用無人機的智能時代
在周谷越教授看來，智能化是民用無人機產業(yè)高速發(fā)展的關鍵推動因素。“智能化可以分為智能功能、智能產品和智能設計三個階段。”他在論壇上發(fā)表了以《民用無人機的智能時代》為題目的演講。

在智能功能時代，飛行功能是用戶能夠感知到的最直接的體驗。周谷越解釋說：“針對小型化無人機的低成本機載自動駕駛系統(tǒng)，我們設計了高效的異構計算架構。搭配專用的計算機視覺算法，能夠實現精準懸停、主動避障和自主跟蹤等智能飛行功能。”起初，無人機需要專業(yè)人士進行實時操控，而上述功能的實現極大地改變了以往的操作方式，普通用戶也可以安全地操控無人機，所見即所得地點擊飛行目的地。
在智能產品時代，智能化表現在包括設計研發(fā)、生產制造、用戶體驗和售后服務等在內的產品整個生命周期中。為了完成民用無人機大規(guī)模量產的目標，周谷越及團隊非常重視產品的質量?！捌焚|是一流產品的生命線。我們建立了以智能制造系統(tǒng)為核心的品質控制體系，已經完成品控環(huán)節(jié)的數字化和智能化?！彼榻B道，“在設計產品的每個功能之前，我們都會考慮其如何在制造環(huán)節(jié)被高效地標定與測試、如何在不影響用戶體驗的條件下與用戶進行數據交互以及如何提高產品返修定損定責的效率等問題?！?/span>
在智能設計時代，智能化表現在產品設計方面。近年來，由于不同行業(yè)需求的差異化逐漸擴大，標準狀態(tài)下的無人機產品無法很好地滿足不同用戶的需求。對此，周谷越說：“為了解決這樣一個開放型的問題，快速響應不同設計的制造需求，我們已經嘗試用智能算法自動生成一個由積木結構組成的原型系統(tǒng)設計，通過數字仿真技術對它的各項性能進行分析，并建立一套柔性制造體系。這有利于推動民用無人機的全方位普及，助力包括無人機在內的智能機器人進入我們的日常生活，并給我們帶來更多的便利?！?/span>
“這正是我們這代機器人科學家的使命。”周谷越堅定不移地表示。
挑戰(zhàn)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)大學控制科學與工程系；四年后，本科畢業(yè)的他赴香港科技大學電子與計算機工程系深造，并于 2014 年獲得博士學位。

2012 年初，還在求學的他加入深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司（簡稱DJI），并在八年時間里先后創(chuàng)建并負責計算機視覺、智能制造、入門級無人機和STEAM教育等技術和產品團隊。
2020 年 11 月，他再度起航，加入清華大學智能產業(yè)研究院（AIR）任副研究員兼副教授，將機器人、計算機視覺、先進制造和人機交互等作為他未來主要的研究方向。
“這些年來，我主要做的是機器人。無人機的自動駕駛系統(tǒng)是我在 DJI 做的第一個項目，也是我博士畢設的課題?！敝芄仍讲┦扛嬖V DeepTech，“這個系統(tǒng)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 年的時間才完成產品化的目標?！?/span>
周谷越介紹道：“2016 年到 2018 年這兩年時間，我開始做無人機整機，主要負責入門級無人機的產品線。無人機是包括自動駕駛、動力、相機、云臺等模塊在內的一整套系統(tǒng)。此后，我又開始做智能制造，從機器人角度來講，它屬于多機器人系統(tǒng)，也就是很多設備協(xié)同完成一個任務?！?/span>
八年的企業(yè)工作經歷給他帶來了豐富的經驗和深厚的技術積累，如今走入高校，之前的經歷是否為他順利完成轉型提供了幫助呢？對此，周谷越認為：“作為一個技術驅動型的公司，DJI 本身有點像一個大的實驗室，我們通常會先攻克先進技術，再將其產業(yè)化。如今在學校做科研，也是以需求為導向，提高從科研到產業(yè)化的效率。我覺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，我們稱之為‘指數機器人’?！庇捎诓煌袠I(yè)或不同場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，這是一個有很大挑戰(zhàn)的技術性難題。周谷越解釋說：“這之中包括設計和制造兩個部分，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，逐一攻破其中的關鍵技術?！?/span>
周谷越表示：“舉個例子，在設計方面，如果我要設計機器人，首先要將它的各個模塊數字化。接著，如何合理平衡，讓數字化后的模塊相互配合并符合要求，這就是又一個需要解決的問題。而在生產制造方面，就是做好設計端到制造端的整體打通?！?/span>
加入清華大學智能產業(yè)研究院，堅持前沿技術研究與產業(yè)升級雙向發(fā)力
隨著 5G、大數據、物聯網、云平臺、人工智能等新一代信息技術的蓬勃發(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域的世界級科學家和企業(yè)家張亞勤博士正式加盟清華大學，負責牽頭籌建清華大學智能產業(yè)研究院。一年后，面向第四次工業(yè)革命的國際化、智能化、產業(yè)化的應用研究機構正式啟動，希望利用人工智能賦能產業(yè)升級、推動社會進步。
目前，清華大學智能產業(yè)研究院主要有三個研究方向，智慧交通、智慧物聯和智慧醫(yī)療。
智慧交通，主要利用大數據等前沿技術，圍繞無人駕駛、智能路網與車路協(xié)同，構建多技術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(tǒng)，實現智能出行。
智慧物聯，希望圍繞辦公、家居、城市等應用場景，構建云端一體的智能操作系統(tǒng)和平臺架構體系，為產業(yè)數字化轉型和升級賦能的同時，孵化新興智能產業(yè)。
智慧醫(yī)療，在生命健康領域建立強大的預訓練模型來輔助相關科學計算，并加速人工智能在新****研發(fā)、個人健康、基因測序等方面的應用研究和產業(yè)發(fā)展。
“去年，經朋友推薦，我來到 AIR 并與亞勤老師第一次會面?！闭劶凹尤肭迦A大學智能產業(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，我正式來到 AIR。”
除了上述的三個研究方向，清華大學智能產業(yè)研究院還設置了大數據智能和機器人智能這兩個實驗室。“兩個實驗室支撐三個研究方向，研發(fā)出的核心技術會應用到這三個方向下不同的產業(yè)中?！敝芄仍奖硎荆把芯吭旱睦蠋焸円钥蒲袨橹?，分工不同，也會組成團隊系統(tǒng)協(xié)作，一起攻克重大項目?！?/span>
在成立之初，清華大學智能產業(yè)研究院不僅將“創(chuàng)新大學與企業(yè)雙引擎，突破人工智能核心技術，培養(yǎng)智能產業(yè)領軍人才，推動智能產業(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，并與聯想集團、百度集團、亞信集團和北京智源實驗室簽署了合作協(xié)議。
今年 6 月間，AIR與百度 Apollo 在北京舉辦聯合發(fā)布會，共同推出全球首份車路協(xié)同技術創(chuàng)新白皮書《面向自動駕駛的車路協(xié)同關鍵技術與展望》。在發(fā)布會上，周谷越圍繞如何提高自動駕駛的安全性、自動駕駛的量化安全評價指標、車路協(xié)同的感知模型和車路協(xié)同自動駕駛需要高等級智能道路四個部分發(fā)表了主題演講。
提到自動駕駛，安全是至關重要且無法忽視的一個維度?！霸诎俣溶嚶穮f(xié)同這項工作中，我主要參與的是安全這部分?！贬槍θ绾翁岣咦詣玉{駛的安全性這個問題，周谷越闡述了他的觀點，“一，車路協(xié)同會提升自動駕駛安全性；二，車路協(xié)同自動駕駛需要高等級智能道路。從整體上看，車路協(xié)同是大趨勢，會加速自動駕駛的落地，也會讓自動駕駛落地更安全。”
談及與企業(yè)的合作，周谷越表示：“因為研究院是科研機構，產業(yè)真正落地時還是要找企業(yè)伙伴來共同推進，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)共同推動產業(yè)落地、行業(yè)升級，希望能夠更多地造福社會。”
談到目前主要的工作內容，周谷越說：“我主要負責組建與經營AIR的協(xié)同視覺與機器人（DISCOVER）實驗室。因為實驗室今年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(yǎng)一批博士生，積累一些基礎性的平臺技術，逐步培養(yǎng)他們的科研能力。明年實驗室會逐步發(fā)布一些相對系統(tǒng)的且有影響力的成果。未來則以攻克‘指數機器人’問題為目標，并逐步將技術成果應用在賦能產業(yè)升級和推動社會進步上，例如在智慧物聯領域進行升級智能硬件產業(yè)、提高制造效率、減少庫存等相關的嘗試?！?/span>