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自动化专业在未来将大有可为

  管晓宏,清华大学自动化系系主任,长江特聘教授,国际电气电子工程师协会会士(IEEE Fellow)。曾获得国家杰出青年基金、国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖、美国李氏基金杰出成就奖等重大奖项。

  记者:中国有句古话“欲善其事,先利其器”,用这句话来形容信息科学在中国现代化发展中的重要作用是再恰当不过了。自动化是信息学科中十分重要的一部分,您能否通俗地介绍一下,什么是自动化?

  管晓宏:所谓自动化,简单地说就是指各种智能装置,包括计算机、受控对象和执行机构组成的系统按照一定的规律完成系统的控制、优化、决策等等的功能。比如 “神舟六号”飞船,它要按照设计发射出去,严格按照设计的轨迹进入太空轨道,然后在太空中保持一定的姿态平稳地运行,最后完全按照指令和要求按照预定的轨道返回地球,非常精确地到达预定的地点,这就是一个非常复杂的控制系统。这个控制系统的复杂过程都是自动化学科专业要完成的任务。

  记者:您曾撰文论述过未来几年或是几十年将是自动化再次蓬勃发展的时期,这是不是可以理解为自动化学科未来的发展前景非常好?

  管晓宏:的确如此。发射探索更远太空的飞船、建造飞得更快更安全的飞机、制造跑得更快更安全的高速列车、制造航行更远更快的舰船……这些都离不开自动化。自动化学科是在第二次世界大战以后在实际需求牵引下发展起来的。我国目前正处于工业化和信息化并行的特殊时期,国家提出用信息化带动工业化改造传统产业,反过来促进信息化的发展思路。自动化学科在这之中是一个承上启下的学科,起到接口的作用。所以自动化学科在未来是大有作为的。

  记者:但是也有人提出这样的问题:自动化技术已经非常普及了,机械有机械自动化,电气有电气工程自动化,能源有能源自动化。那么自动化学科和这些学科之间有什么相同或者不同处?

  管晓宏:我很高兴自动化学科专业能在其他行业、其他学科中得到发扬、推广。但是自动化学科有自身的规律。

  从清华自动化学科的发展情况看,清华的自动化学科有非常悠久的历史,可以追溯到自动化学科、控制论发源的源头。1936年美国麻省理工控制论的创始人维纳教授在自己后来写的一本书《我是一个数学家》中明确提出,他的控制论创始的工作实际上是源于在清华工作的那段时间。另外,1935年钱学森教授考取了清华的公费出国名额到美国留学,后来在美国创立了工程控制论。上世纪50年代以后清华好几个系都成立了跟自动化相关的专业,所以很多国内的著名学者,像钟士模教授、常迵院士、郑维敏教授、方崇智教授、童诗白教授……都是自动化学科的。

  可以说,清华的自动化学科的发展体现出以下特点:一是要充分考虑信息科学技术的新成果,研究信息的获取、信息的处理、系统的建模、优化的新理论和新方法;二是要针对不同行业出现的新问题加以研究,开拓新的研究方向,追求学科发展的制高点,比如说我们研究网络和网络化系统,研究复杂系统,研究传感器网络,研究信息融合,研究生物信息学,研究量子控制等等这些非常新的研究方向。

  因此,可以说,自动化学科有两种办学方向,一是按照自身的规律进行,二是按照一个产业或行业的背景来进行。清华自动化学科的是按学科自身规律进行办学的,并有自己的鲜明特色:一是实践性,自动化学科是从实践当中来的,是由实际需求牵引的;二是基础性,我们的基础主要是应用数学和应用物理学的基础,应用数学还有研究系统的规律等都需要数学方程的描述,物理学原理帮助我们进行系统物理量的检测,所以也要大量应用物理学原理;三是时代特色,自动化学科永远要研究新问题,总是在研究各类系统出现的新问题;四是综合性,自动化学科总是从一个系统的全面的角度来看待、分析、研究各类的目标;五是学科交叉特色明显,自动化学科与计算机学科、电子通讯学科,以及与很多传统的学科,比如力学、机械学、化工等都有交叉。特别是最近一些年来,自动化跟生物学科也有非常密切的交叉关系。

  记者:自动化大概有哪些学科方向?主要研究对象是什么?

  管晓宏:自动化系招生的本科专业名称是自动化,学科的正式名称叫控制科学与工程,下设五个大的方向,或者叫二级学科:一是控制理论与控制工程,主要是研究控制系统,比如说各类各样的机器人的控制,包括拟人机器人的控制;二是模式识别与智能系统,研究信息智能处理、模式识别的问题,比如说指纹的识别系统、人脸识别系统都是这个学科研究的主要内容之一;三是检测与自动化装置,研究各类的传感器对物理量的测量,比如说飞机、宇宙飞船的速度、加速度、姿态等物理量的测量;四是系统工程,它主要从一个系统的大的范围内研究系统规划、设计、优化等等,比如说智能交通系统研究系统的设计,研究系统运行时的优化控制,使得尽量减少交通堵塞;五是导航、制导与控制,主要是研究飞船、飞机、舰船的导航,姿态的控制,轨迹的控制等等。

  记者:在这些方向和领域,清华都取得了哪些进展?

  管晓宏:改革开放以来,清华自动化系先后承担了数百项的科研项目,取得了十多项国家级奖项,包括去年刚刚获得的国家科技进步二等奖。同时自动化系还获得了美国制造工程师协会(ESME)1994年颁发的“大学领先奖”。在刚刚进行的国家一级学科评估中,清华大学的控制科学与工程学科(自动化)全国第一;控制理论与控制工程和模式识别和智能系统两个二级学科在上一次的重点学科评估当中也是排名第一。清华信息科学与技术国家实验室很重要的一个组成部分就是自动化学科的相关研究部。另外,国家集成制造CIMS工程研究中心就设在清华自动化系。可以说,清华自动化学科自成立以来取得了很大的成就,也为国家做出了一定的贡献。

  记者:听说清华自动化系的国际学术交流与合作也非常频繁。

  管晓宏:是的。自动化系同国外一流大学,如哈佛大学、美国麻省理工学院(MIT)、美国伯克利加州大学、耶鲁大学、康奈尔大学每年都派学者互访,年轻学者经常到这些学校去讲学、进修。自动化系还有国际合作学生的派出计划,与国外大学联合培养学生,使本科生和研究生有机会到这些大学去学习。

  自动化系还常常举办许多有影响的国际会议,如2004年举办的国际智能与网络化系统的研讨会,邀请了四位美国工程院院士以及国内十几位院士和著名学者参加研讨会。

  同时自动化学科还与国际知名的跨国公司合作建立联合实验室,比如说微软、Google、IBM、西门子、罗克韦尔等一些著名跨国公司。最近还正在同美国的UCC公司商谈建立联合研究院。

  记者:自动化系的师资力量也非常强,很多国际知名学者,比如像您,都本科生讲课。您能否详细介绍一下?

  管晓宏:是的,我不仅给本科生讲课,也带本科生的毕业设计。不仅仅在自动化系,清华许多有名教授都是这样做的。自动化系有100多位专职教师,其中大部分人都有博士学位,很多还拥有国外知名大学的博士学位。我们的教师队伍当中有中国科学院李衍达院士,中国工程院吴澄院士,有2位长江学者特聘教授,有2位长江学者讲座教授 ,有4位“国家杰出青年基金”的获得者,有9位教育部“新世纪人才”的获得者。另外,自动化系还聘请了国际知名学者、美国哈佛大学何毓琦教授担任讲席教授,在他的带领下,邀请了其他5位国内外知名学者担任讲席教授组成员。

  记者:自动化系不仅师资力量雄厚,学生培养也非常有特色,比如说非常强调基础,创新等等。

  管晓宏:自动系在学生培养方面可以简要概括为以下几个特点:

  一,非常注重对学生基础理论的培养,注重基础课的学习。例如,自动化系本科生在历年北京市举办的非物理专业的物理竞赛上取得的成绩在北京市一直名列前茅。

  二,注重对学生动手能力的培养,注重创新能力的培养。自动化系在“挑战杯”科展上一直都有不俗的表现。自动化系还实施了SRT引导计划,引导同学尽快进入课题组研究课题。另外,自动化系在国际智能机器人大赛上取得了好成绩,在Freescale智能车大赛上自动化系的代表队获得了一等奖。

  三,注重对学生全面素质的培养。比如,自动化系国防班学生自己作曲填词的节目《追梦》,表现了追求真理、追求知识的积极向上的精神。体育活动也是自动化系的另外一个传统强项,在校运会“马约翰”杯的比赛中多次获得冠军。通过这样的文体活动,激发了同学们积极向上的精神,创造了一种非常健康向上的文化。

  记者:自动化系毕业生的就业情况如何?

  管晓宏:自动化本科生约70%直接免试推荐攻读研究生,约5%通过考试进入研究生阶段的学习,约15%出国继续深造,另外约10%直接就业。本科生和研究生就业单位包括了高等院校、科研院所、重点企业、外资企业、政府机关、部队、金融机构等等。因为自动化系的学科专业强调了基础、综合、交叉,所以自动化系毕业生就业范围很广,学生的适应力很强。

  记者:您1982年清华自动化本科毕业,1985年清华自动化系硕士毕业,之后出国学习工作后又选择了回国。作为自动化系的杰出学长,请您谈谈清华对您最大的影响是什么?

  管晓宏:清华对我最大的影响首先是两种精神,一种是立志创新、追求卓越的精神,对我而言无论是学术还是人生的发展都受益无穷;另一种就是对祖国、对人民、对社会的责任感。我记得我入学时候是刚刚粉碎“四人帮”全国百废待兴的时候,进校的时候校领导跟我们说:“清华大学是重点中的重点,同学们都是百里挑一、千里挑一进去的,所以你们责任感很重。”我们对清华大学对我们的培养一直铭记在心。另外清华大学特别注重培养学生的社会工作能力,我曾经担任过班干部,也在校团委做过社会工作,这对我以后的发展当中培养自己的团队合作精神、组织协调能力起了很大的作用。

  记者:听说自动化系向您这样杰出的毕业生非常多。

  管晓宏:自动化系专业面宽、适应力强,所以在各行各业都有一大批非常杰出的系友,为我国现代化事业做出了贡献。例如,上世纪60年代培养的毕业生当中包括了著名的航天控制专家吴宏鑫院士,也包括中央政治局的两位常委吴官正同志和黄菊同志。在1977年恢复高考以后,在学术界有北京大学著名的控制理论专家王龙教授、东南大学田玉平教授,他们都是长江特聘教授、国家杰出青年基金的获得者。同时,一些非常杰出的系友活跃在海外的学术界,比如说美国康奈尔大学的童朗教授,他是国际上知名的通信与控制专家;美国南加州大学的秦泗钊教授,他是著名化工控制专家;加拿大阿尔伯特大学的陈通文教授,他是著名的控制理论和信号处理专家;香港中文大学的严厚民教授,他是著名的系统工程专家;香港理工大学的张大鹏教授是著名的模式识别、人工智能专家。在国防院所工作的校友包括了原空一所的所长张鸿元大校;空军第四研究所的副所长刘宝生大校;航天科技集团五O二研究所的胡军博士,他曾经是“神州六号”飞船分系统的总师。在政府机关和金融界也有非常优秀的系友,如现任中国人民银行行长、自动化系的第一位博士生周小川。

  记者:那么如何从人生规划看专业选择?

  管晓宏:我国正在经历一个前所未有的发展时期,我们正在实现我们中国多少代志士仁人梦寐以求的现代化。现代化呼唤自动化,需要一大批从事自动化科学与技术的专门高级人才。所以,从家国家发展的大视野中规划自己的人生是大有可为、前途无量的。我们非常真诚的欢迎有志者到清华大学自动化系来学习,为我们国家的自动化科学和技术事业的发展贡献自己的力量。(通讯员杨悦 编辑 顾淑霞)

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2007-06-11]
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