教学内容包括计算机学科各个研究方向的特邀专家讲座、学生自由提问、教师精彩点评、课堂交流互动、技术细节复现、结果汇报演示和优秀作品评比等环节,旨在为开yun体育官网入口登录苹果所有研究新生们打造浓厚的学术交流氛围,可以根据自己的学习兴趣奠定良好的科研起点,扩宽视野,提升素养。同时让同学们有机会碰撞思想、头脑风暴,切实从吸收信息、选择问题、理解方法入手,到实际动手复现、深刻领悟,最后真正有收获、有成就感,树立更远大的科研目标,为今后从事科研工作打下坚实基础。
随着计算机技术日新月异的快速发展,企业和科研机构等用人单位对于计算机最新技术的需求日益迫切,有必要把计算机领域最前沿的研究问题、技术成果、热点内容介绍给研究生,扩展其知识面,特设立计算机前沿技术研究生创新示范课程,拟对计算机前沿技术进行前瞻性阐述,并让研究生对相关方向的研究成果进行学习和复现。课程目标是培养研究生创新精神和动手能力,了解最新计算机前沿技术,营造良好学术氛围,丰富研究生科学研究方法,提高研究生培养质量,提升研究生科研水平。
教学内容包括计算机学科各个研究方向的特邀专家讲座、学生自由提问、教师精彩点评、课堂交流互动、技术细节复现、结果汇报演示和优秀作品评比等环节,旨在为开yun体育官网入口登录苹果所有研究新生们打造浓厚的学术交流氛围,可以根据自己的学习兴趣奠定良好的科研起点,扩宽视野,提升素养。同时让同学们有机会碰撞思想、头脑风暴,切实从吸收信息、选择问题、理解方法入手,到实际动手复现、深刻领悟,最后真正有收获、有成就感,树立更远大的科研目标,为今后从事科研工作打下坚实基础。
课程计划每周邀请两位国内外计算机专家,对发表在计算机顶会顶刊的最新研究成果进行技术报告(线上/线下混合),并和学生交流互动。学生线下集中上课,课程组老师现场组织。
日期 | 课程方向 | 讲者 | 题目 |
---|---|---|---|
09月24日 | 计算机图形学 | 陈宝权(北京大学) | 面向现实世界仿真的智能影像生成 |
胡事民(清华大学) | “计图”深度学习框架新进展 | ||
10月08日 | 计算机视觉 | 查红彬(北京大学) | 动态视觉与SLAM:在线学习的途径 |
乔宇(上海人工智能实验室) | 通用视觉方法:进展与挑战 | ||
10月15日 | 多媒体技术 | 朱文武(清华大学) | 多媒体智能 |
黄华(北京师范大学) | 噪声建模与降噪 | ||
10月22日 | 高性能计算 | 肖侬(中山大学) | 高性能网络计算技术 |
翟季冬(清华大学) | 大规模预训练模型的并行训练加速 | ||
10月29日 | 计算机网络 | 李克秋(天津大学) | Serverless计算系统软件栈思考 |
罗洪斌(北京航空航天大学) | 系统观念指引互联网体系结构创新 | ||
11月05日 | 智能物联网 | 陈积明(浙江大学/浙江工业大学) | Emerging Technologies for IoT Applications |
李向阳(中国科学技术大学) | 工业物联网:智能感知、边缘计算、与安全初探 | ||
11月12日 | 智能系统 | 孙富春(清华大学) | 人工智能的前沿思考 |
张正友(腾讯) | 智能机器人与人的智能系统 | ||
11月19日 | 数据科学 | 文继荣(中国人民大学) | 多模态基础模型训练和应用 |
高云君(浙江大学) | 大数据治理:现状与展望 | ||
11月26日 | 信息安全 | 侯锐(中国科学院信息工程研究所) | 处理器芯片安全 |
操晓春(中山大学) | "ILL-Posed" Computer Vision Tasks | ||
12月03日 | 软件理论 | 詹乃军(中国科学院软件研究所) | Formal Design of Safety-critical Embedded Systems |
田聪(西安电子科技大学) | 可信软件 | ||
12月10日 | 交叉方向 | 公茂果(西安电子科技大学) | 深度神经网络结构优化 |
刘奕群(清华大学) | 面向司法公开的智能信息获取技术 | ||
12月17日 | 成果复现入围赛名单 | 马雪奇、陈思绵、辛杨、许育瑜、袁佳楠、陆文胜、张瑞铧、王湖勇、梁宇、陈修建、刘俊伟、邓松鹤、贺旺泉、宁思琪、张清望、刘紫琪、陈纪禧、刘欣桐、钟宁宇、林镕桢、许聚展、黎家洛、莫昌康、邱献旭、刘晓思、萧畅达、董桢洵、陈龙腾、葛云清、王芮、汤荣亮、黎天乐、庄永祺、杨超华、张伟、卓凡、王秋恒 | |
12月24日 | 成果复现总决赛 TOP 9 | 马雪奇、陈思绵、辛杨、王湖勇、许聚展、黎家洛、莫昌康、邱献旭、杨超华 |
计算机图形学9月24日
个人简介:北京大学博雅特聘教授、智能学院副院长、IEEE Fellow、中国计算机学会会士和中国图像图形学学会会士。研究领域为计算机图形学、三维视觉与可视化,在ACM SIGGRAPH、IEEE VIS、ACM TOG等国际会议和刊物发表论文200余篇。曾担任973项目“城市大数据计算理论与方法”首席科学家。担任爱思唯尔Computer & Graphics期刊编辑指导委员会成员;曾任ACM Transactions on Graphics (TOG)和IEEE Transactions on Visualization and Graphics (TVCG)编委,并多次担任计算机图形与可视化领域几乎所有重要国际会议的PC成员;曾任 SIGGRAPH ASIA和IEEE VIS指导委员会委员,SIGGRAPH ASIA 2014和IEEE Visualization 2005会议主席及IEEE Visualization 2004程序委员会主席。获2003年美国NSF CAREER Award、2005年IEEE可视化国际会议最佳论文奖、2014年中国计算机图形学杰出奖,入选2008年中科院百人计划、2010年国家杰出青年科学基金资助、2015年长江学者特聘计划、2016年领军人才、2019年IEEE Fellow和2021年IEEE Visualization Academy。曾任中国计算机学会(CCF)常务理事和青工委主任,第七届教育部科技委信息学部委员,兼任北京电影学院未来影像高精尖创新中心首席科学家。任中国图像图形学学会CSIG三维视觉专委会主任。个人网页: https://cfcs.pku.edu.cn/baoquan/
讲课内容:面向现实世界仿真的智能影像生成
现实场景的三维捕获、重建与模拟仿真在深度学习与人工智能的推动下正在发生革命性的改变,反映在物理逼真且实时交互的视觉效果生成。本报告将介绍三维场景的获取、物理现象的模拟与人体动作的控制等影像生成技术的前沿进展。这些将给影视制作、虚拟现实、增强现实与数字孪生等应用领域带来新的机遇,特别有意义的是,将为人工智能的模型设计提供参考,对训练学习提供虚拟仿真环境。
个人简介:清华大学计算机科学与技术系教授,主要研究方向为计算机图形学、虚拟现实、智能信息处理和系统软件等。在ACM TOG/SIGGRAPH、IEEE TPAMI、IEEE TVCG、IEEE TIP、CAD、 IEEE CVPR等重要刊物和国际会议上发表论文100余篇。现为中国计算机学会副理事长,亚洲图形学学会主席,并担任Computational Visual Media主编和CAD、Computer & Graphics和中国科学等多个期刊编委。
讲课内容:“计图”深度学习框架新进展
计算机图形学从60年代开始逐步发展为计算机科学中的重要学科方向,并成为虚拟现实、数据可视化、智慧城市等领域的共性基础。计算可视媒体作为图形学的发展和延伸,强调与视觉感知、人工智能和几何学的结合,为人类研究现实世界提供重要手段,蕴涵着无数影响人们认知方式和生活方式的应用。本报告从可视媒体内容生成出发,分析内容生成的三个发展阶段,以及深度学习、特别是生成对抗网络的演进。接着介绍神经网络研究依赖的深度学习框架的现状、Jittor框架的创新与新进展、Jittor框架的国产化生态的构建,以及SubdivNet、Recursive-NeRF等基于计图的创新研究。
计算机视觉10月8日
个人简介:查红彬,北京大学信息科学技术学院智能科学系教授,机器感知与智能教育部重点实验室主任。主要从事计算机视觉与智能人机交互的研究,在三维视觉几何计算、三维重建与环境几何建模、三维物体识别等方面取得了一系列成果。出版学术期刊及国际会议论文350多篇,其中包括IEEE T-PAMI, IJCV, IEEE T-VCG, IEEE T-RA, IEEE T-SMC, ACM T-IST, JMLR, PR等国际期刊以及ICCV, ECCV, CVPR, CHI, ICML, AAAI, ICRA等国际学术会议论文120多篇。
讲课内容:动态视觉与SLAM:在线学习的途径
三维视觉的一个主要任务是利用传感器视点的变化与成像几何的约束来实现三维场景的几何与结构重建。因此,伴随传感器移动的动态视觉与3D视觉的关系愈加密切,SLAM(Simultaneous Localization and Mapping:即时定位与地图构建)技术再度成为3D视觉领域的研究热点。为了提高动态视觉系统在真实复杂场景中的应用能力,我们应充分强化视觉系统的环境自适应性,而在线学习方法是实现这一目标的有效途径。该报告将围绕基于在线学习的SLAM问题,介绍我们近来的一些想法和尝试,主要内容包括:面向自监督视觉里程计的序列对抗学习方法;具有在线自适应能力的自监督SLAM学习。
个人简介:乔宇,上海人工智能实验室主任助理、教授,中国科学院深圳先进技术研究院研究员。研究领域为计算机视觉、深度学习等,近年来聚焦通用视觉方法的研究。入选国家级人才计划、中科院百人计划、广东省科技创新领军人才等。发表学术论文300余篇,谷歌学术引用3.6万余次,h-index为74;授权专利56项。以第一完成人获广东省技术发明一等奖、中国人工智能学会吴文俊人工智能科技进步二等奖,获中科院卢嘉锡青年人才奖、AAAI 2021杰出论文奖等。
讲课内容:通用视觉方法:进展与挑战
当前人工智能发展进入从单一任务向多任务协同演进、从感知智能到认知智能跃进的关键阶段。计算机视觉是人工智能的核心领域,应用广泛。目前的视觉方法面临依赖大规模数据、学习效率低,泛化能力弱、鲁棒安全性差等瓶颈。针对这些挑战,我们提出发展通用视觉方法,旨在构建一个模型谱系支持多种任务多种模态和多种场景,并提升模型的数据效率、认知推理、可信安全等能力。我们训练构建了“书生”基模型,可全面覆盖图像视频分类、目标检测、语义分割、深度估计四大视觉核心任务。在 ImageNe等20多个最具代表性的下游场景中,“书生”模型广泛展现了极强的通用性和优异的性能。在这个报告中,我将以书生模型为例,介绍通用视觉方法的进展与挑战。
多媒体技术10月15日
个人简介:计算机系教授,信息科学与技术国家研究中心副主任,清华大学人工智能研究院大数据智能研究中心主任,国家973项目首席科学家,国家基金委重大项目负责人,AAAS Fellow、IEEE Fellow和SPIE Fellow。担任IEEE Transactions on Multimedia指导委员会主席,中国计算机学会多媒体专业委员会主任。曾任IEEE Transactions on Multimedia主编,IEEE Transactions on CAS for Video Technology常务主编。主要从事网络多媒体计算等研究,发表论文380余篇,10次获国际最佳论文奖,授权发明专利80余项,出版5本国际专著,获国家自然科学二等奖两项(排名1和2)。
讲课内容:多媒体智能
在过去的十年里,大量新兴多媒体应用和服务的出现,产生了海量多媒体数据,极大地促进了图像/视频内容分析、多媒体搜索与推荐、多媒体流化与内容分发等的迅猛发展。与此同时,人工智能(AI)在近十年经历了一波“新”的发展浪潮,取得了巨大成功和应用。本报告介绍多媒体智能这一概念,从以下两方面探讨多媒体与人工智能的相互影响:1)多媒体驱动人工智能向可解释性的研究范式发展; 2)人工智能反过来为多媒体的研究注入了新思维。多媒体和人工智能交互式地彼此增强,共同形成一个闭环。最后,我们探讨多媒体智能的发展趋势。
个人简介:北京师范大学人工智能学院教授,国家基金委杰出青年基金获得者,国家科技创新领军人才计划入选者,中国青年科技奖获得者。分别于1996年、2001年和2006年在西安交通大学获得学士、硕士和博士学位。研究领域为图像/视频处理、计算机图形学。部分成果在华为、快手及国防工业领域落地。近期主要研究兴趣为计算摄像学、红外成像增强、内容生成等。
讲课内容:噪声建模与降噪
降噪是成像和图像处理领域的经典问题之一。噪声模型与噪声参数是决定降噪效果的核心问题。真实噪声来源复杂且各传感器各不相同,而不同的传感器拥有不同的噪声模型与噪声参数,因此,准确建模真实噪声十分困难。真实场景中的噪声具有复杂、未知的特点,对图像分析并有效估计噪声分布及其参数也十分困难。本报告将分享噪声建模与降噪的问题、挑战、关键点,以及近年来的进展和本团队的研究工作。
高性能计算10月22日
个人简介:博士、中山大学计算机学院教授、博导,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者,CCF Fellow。研究方向为高性能网络计算与云计算、新型存储和系统结构,是我国高性能网络计算技术研究的先行开拓者之一。获得国家科技进步二等奖2项、省部级科技奖6项,发表论文200多篇。
讲课内容:高性能网络计算技术
网络计算技术是目前计算机技术发展的一个重要计算模式,也是大数据和智能计算的支撑系统技术,我们将重点介绍多种网络计算模式与特点,以及我们的工作和发展趋势。
个人简介:清华大学计算机系长聘副教授,博士生导师。现为清华大学计算机系高性能所副所长,ACM中国高性能计算专家委员会秘书长、北京智源青年科学家。主要研究方向包括高性能计算、性能评测和编译优化等。研究成果发表在相关领域顶级学术会议和期刊——SC、ICS、PPOPP、ASPLOS、MICRO、OSDI、ATC、IEEE TC、IEEE TPDS等。研究成果获ACM ICS 2021最佳学生论文奖、SC 2014 Best Paper Finalist、ICDCS 2020 Best Paper Honorable Mention奖。担任NPC 2018程序委员会主席、IEEE Cluster 2021领域主席、SC 2022领域副主席,SC、ICS、PPOPP、PACT等国际学术会议程序委员会委员。目前担任IEEE TC、IEEE TPDS、IEEE TCC等多个国际学术期刊编委。担任清华大学学生超算团队教练,指导的团队十二次获得世界冠军。在2015年和2018年包揽了SC、ISC、ASC三大国际超算竞赛的总冠军,实现“大满贯”。其中,SC15冠军是大陆高校在该项赛事中首次获奖。获教育部科技进步一等奖、中国电子学会科学技术一等奖、中国计算机学会优秀博士学位论文奖、IEEE TPDS杰出编委奖 (Editorial Excellence Award)、国家自然科学基金优秀青年科学基金、CCF-IEEE CS青年科学家奖。
讲课内容:大规模预训练模型的并行训练加速
随着预训练模型参数量不断扩大,以混合专家(MoE)为代表的具有稀疏、动态性的结构成为当前研究热点。在新一代国产神威超级计算机上,我们从底层算子库、混合并行方式、负载均衡和混合精度训练等多方面对 MoE 结构的大模型进行了深入性能优化,最终开发出了“八卦炉”大模型训练系统,训练了世界最大规模 -- 百万亿级参数的预训练模型,达到了 EFLOPS 的训练吞吐量。针对 MoE 模型,为了更好优化其在不同平台上的分布式训练效率,开发了 FastMoE 系统,提升了 MoE 模型在通用异构平台上的训练效率。
计算机网络10月29日
个人简介:天津大学教授、博士生导师,IEEE Fellow,国家杰青,国家领军人才,天津市先进网络技术与应用重点实验室主任,天津市区块链技术创新中心执行主任。主要研究方向包括云计算、物联网、区块链。主持重大研发计划课题、国家自然科学基金重点项目等各类科研项目20余项。研究成果获得天津市科技进步特等奖,辽宁省技术发明一等奖。中国计算机学会常务理事,ACM中国理事会常务理事,中国计算机学会网络与数据通信专委会主任,天津市计算机学会副理事长。
讲课内容:Serverless计算系统软件栈思考
服务器无感知(Serverless)计算近年来发展迅速,正日益成长为云计算发展的新增长引擎,各大云服务提供商也都陆续推出了各自的Serverless计算平台。Serverless计算应用具有显著的小而短特征,为保障小而短函数应用的性能需求,云端厚重的软件栈面临资源效率的巨大挑战。本次报告,我们将讨论Serverless计算系统软件的已有研究,并讨论未来发展趋势。
个人简介:北京航空航天大学教授、博导,长期从事新型网络体系结构与关键技术方面的创新研究与教学工作,主持国家重点研发计划课题、973计划课题、国家863计划课题、国家自然科学基金等项目十余项,在IEEE ToN、JSAC、TPDS等国际权威期刊和会议发表论文60余篇,获国家授权发明专利30余项(其中24项已转化)。曾获国家技术发明二等奖、中国电子学会科学技术奖一等奖、教育部技术发明一等奖、北京青年五四奖章、全国百篇优秀博士学位论文提名奖等奖励,2012年入选教育部新世纪优秀人才支持计划、2014年获国家优秀青年科学基金,2022年获国家杰出青年科学基金。
讲课内容:系统观念指引互联网体系结构创新
创新互联网体系结构,从根本上解决互联网在安全性、规模可扩展性、可演进性、可管理性等方面的问题,是信息网络领域数十年来悬而未决的国际学术难题。针对互联网是开放复杂巨系统的特点,本报告首先运用马克思辩证唯物主义的系统观念,揭示互联网的功能本质和网间互联本质,分析互联网体系结构创新需要遵循的原则;在此基础上,介绍一种基于上述本质和原则对互联网体系结构的创新探索--共生网络。
智能物联网11月05日
个人简介:
2000和2005年分别获浙江大学获学士和博士学位。2008-2010在加拿大滑铁卢大学访问。现任浙江大学学术委员会委员、工业控制技术国家重点实验室副主任、浙江大学工业控制研究所所长,曾任浙江大学信息学部副主任、浙江大学学位委员会委员。2010年12月起被聘为浙江大学教授,2015年入选教育部长江学者奖励计划。曾获国家科技进步二等奖、教育部自然科学一等奖、教育部科技进步一等奖、中国青年科技奖、教育部霍英东青年教师奖、IEEE通信学会亚太区杰出青年研究学者奖等,是IEEE 车载技术学会Distinguished Lecturer(2015-2020)。2019年当选为IEEE Fellow,同年当选为中国自动化学会会士。2021年入选浙江省特级专家。2021年4月起,任浙江工业大学副校长。
讲课内容:Emerging Technologies for IoT Applications
This talk will introduce the cutting edge technologies of Internet of Things, including the recent advance of typical sensing methods and technologies, the low power wide area transmission technologies, such as narrow-band IoT and Lora. Some data-based applications and IoT cases also will be introduced in detail.
个人简介:
中国科学技术大学计算机科学技术学院教授,执行院长, ACM/IEEE Fellow,ACM杰出科学家。ACM中国前联合主席,ACM理事会常务理事,新创讲席教授,基金委杰出青年基金获得者,国家重点研发计划物联网安全项目首席科学家,曾担任美国伊利诺伊理工大学助理教授、副教授、教授,清华大学EMC讲席教授,微软亚洲研究院访问教授。获伊利诺伊大学计算机硕士、博士,清华大学计算机本科、工商管理双学位。一直从事智能物联网、物联网和数据安全隐私、数据共享和贸易等方面的研究。
讲课内容:工业物联网:智能感知、边缘计算、与安全初探
工业互联网是工业生产系统与互联网深度融合形成的新一代智能网络,其核心是感知、通信、分析、决策、控制一体化的信息与物理系统深度融合应用。工业互联网作为下一代工业基础设施,将重塑整个工业生产制造体系,形成设备上网、企业上云、远程管控的新型智能制造体系,助力工业生产的数字化、网络化、智能化。智能物联网作为工业互联网的核心支撑之一,正在深刻地改变着工业生产的方方面面。物联网的核心任务是无处不在的低功耗深度感知、以无线为主的万物互联、以及智能化的数据共享计算。在这个报告中,我将和大家分享工业互联网的一些挑战,尤其是体系结构、智能感知、边缘计算、安全四个方面的挑战,并分享我们团队在智能物联网方面的一些初步研究成果和探索,包括基于低功耗和无源的智能感知,大规模无源低功耗网络,智能边缘计算,和智能物联网的安全隐私保护。
智能系统11月12日
个人简介:清华大学计算机科学与技术系教授,博士生导师,IEEE/CAAI/CAA Fellow, 国家杰出青年基金获得者; 兼任清华大学校学术委员会委员,计算机科学与技术系长聘教授委员会副主任,清华大学人工智能研究院智能机器人中心主任。兼任担任国家重点研发计划机器人总体专家组成员,中国人工智能学会(CAAI)副理事长,中国自动化学会(CAA)和中国认知科学学会(IACS)常务理事,中国计算机学会(CCF)智能机器人专业委员会主任。兼任国际刊物《Cognitive Computation and Systems》主编,中国人工智能学会会刊《CAAI Artificial Intelligence Research》执行主编,国际刊物《IEEE Trans. on Cognitive and Development Systems》,《IEEE Trans. on Fuzzy Systems》、《IEEE Trans. Systems, Man and Cybernetics》和《International Journal of Control, Automation, and Systems (IJCAS)》副主编或领域主编,《Robots and Autonomous Systems》,《中国科学:F辑》编委。
讲课内容:人工智能的前沿思考
人工智能历经60多年发展,已在理论、技术到应用,取得阶段性的重大进展。然而,人工智能需要解决的三大根本性问题:智能如何产生、智能如何评定、智能如何应用?是一个大家关心的问题。首先,报告人从图灵测试的发展角度,分析了多方安全计算,这个由中国人从源头提出并可能引领的安全机器学习新方向。其次,分析了以深度学习为代表人工智能存在的问题,重点讨论了卷积神经网络为代表的深度学习是否真正实现生物视觉的识别功能?并进一步讨论了强化学习、跨/多模态学习、迁移学习、对抗学习的问题。最后,展望了人工智能的未来发展。
个人简介:腾讯首席科学家,腾讯 AI Lab 及腾讯 Robotics X 实验室主任。ACM Fellow(国际计算机学会院士)和 IEEE Fellow(国际电气电子工程师学会院士),2022年度“全球前2%顶尖科学家榜单”世界排名1002,中国排名Top10。在立体视觉、机器人导航,三维重建、运动分析、图像配准、摄像机自标定、人脸表情识别,语音增强与识别,沉浸式远程交互,视频会议系统等方面都有开创性的贡献,参与了多项欧洲及微软的计算机视觉、多媒体和机器人重大项目。他在国际顶尖会议和杂志上发表论文250余篇,论文引用次数66000多次, h-index 100,200多项专利。他发明的平板摄像机标定法在全世界被普遍采用,被称为“张氏方法”,2013年因此获得 IEEE Helmholtz 时间考验奖。
讲课内容:智能机器人与人的智能系统
随着AI、VR、AR、XR等数字技术的飞速发展,以及几乎无处不在的移动宽带互联网的覆盖,我们正在进入一个虚实集成世界(Integrated Physical-Digital World,IPhD),也即虚拟世界(数字世界)与真实世界(物理世界)的紧密结合。虚实集成世界(IPhD)需要具有四大关键技术:现实虚拟化、虚拟真实化、全息互联网、智能执行体。智能执行体包括智能数字人和机器人,他们在数字世界和物理世界之间穿梭。在本次课程中,我们将描述机器人技术,包括A2G理论 (AI, Body, Control, Developmental learning, Emotional intelligence, Flexible Manipulation, Guardian angel),以及在此理论指导下我们的进展。另外,我们需要面对未知、充满挑战的“新世界”,那如何提升我们人的智能系统呢?我将分享我总结的做好研究和技术需要的工匠精神(“W.T.O.”理论)。“W”就是一万小时定律,即使是天赋很高的人也需要一万小时的锤炼才成为世界级大师;“T”也被称为钉子理论,要往深的地方钻下去,成为不可替代的专家;“O”来描述一个人的认知边界,要对未知世界保持好奇,不断拓展,同时聚焦,并提高获得能力的能力,终身学习。这个W.T.O.理论是有认知科学和脑科学实验支持的。
数据科学11月19日
个人简介:教授,现任中国人民大学信息学院院长、高瓴人工智能学院执行院长。长期从事大数据和人工智能领域的研究工作,担任国际会议SIGIR 2020程序委员会主席、国际期刊ACM TOIS和IEEE TKDE编委等。曾任微软亚洲研究院高级研究员和互联网搜索与挖掘组主任。到中国人民大学工作后,积极致力于推动人民大学人工智能和大数据的研究和教学,特别是新技术与相关学科的交叉。2013年入选国家“海外高层次人才计划”特聘专家,2018年入选首批“北京市卓越青年科学家”,2019年担任北京智源人工智能研究院首席科学家。
讲课内容:多模态基础模型训练和应用
人类的孩子在多模态环境下进行学习,多模态基础模型是AI在多模态环境中学习世界表示和语言的探索。我将介绍我们在多模态基础模型训练方面的工作,揭示其强大的语义表征和模态融合能力,以及在下游任务上的优秀性能。
个人简介:浙江大学求是特聘教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者(2020)、国家优秀青年科学基金获得者(2015)。研究方向为数据库、大数据管理与分析、DB与AI融合,已发表CCF A类中英文学术期刊或会议论文110余篇,出版中英文学术专著4部,授权发明专利17项,登记软件著作权3项,并获ICDE 2022最佳论文、ICDE 2019优秀论文、APWeb-WAIM 2018最佳论文、SIGMOD 2015最佳论文提名、ICDE 2015优秀论文等。主持国家级科研项目/课题10余项,并获省部级或全国性学会科技进步特等/一等奖3项。现为ACM中国SIGSPATIAL分会副主席,浙江省大数据智能计算重点实验室副主任,浙江大学软件学院副院长。曾/现担任TKDE、JCST、FCS、DAPD、DSE、《计算机研究与发展》等顶级/重要学术期刊(青年)编委/副编辑(Associate Editor),VLDB、SIGSPATIAL、WISE等10余个顶级/重要国际学术会议程序委员会/Workshop/Tutorial/宣传/出版/本地(共同)主席,TODS、VLDBJ、TKDE、《软件学报》、《计算机学报》等10余个国内外顶级学术期刊评审专家,SIGMOD、VLDB、ICDE、SIGKDD、SIGIR等10余个顶级国际学术会议程序委员会委员。培养多名博/硕士生获KDD Cup 2022风电预测(Wind Power Forecast)赛道世界冠军、中国计算机学会(CCF)优秀博士学位论文奖、ACM SIMGOD中国优博奖、浙江省优秀博士学位论文提名、浙江省优秀硕士学位论文等。
讲课内容:大数据治理:现状与展望
随着5G和物联网等技术的快速发展,人类进入了数据爆炸时代,数据成为重要的战略资源,是第五生产要素。然而,在大数据时代,普遍存在数据的质量低下、共享薄弱、监管不足等挑战,导致数据要素潜能难以充分释放,蕴含价值不能完全挖掘。大数据治理旨在提升数据质量,促进数据互联互通,保障数据隐私安全,助力国家数字经济建设。本报告针对大数据环境下的重大挑战,围绕大数据治理的主要任务,介绍大数据治理的现状与展望,并汇报讲者负责团队近年来最新的相关进展。
信息安全11月26日
个人简介:中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室副主任、研究员、博士生导师,获得国家杰青、优青项目资助。长期从事处理器芯片架构设计及芯片安全等方面的研究工作。
讲课内容:处理器芯片安全
芯片漏洞具备影响范围大、危害程度强、修复代价高的特点。尤其是近年来,层出不穷的处理器芯片安全漏洞揭示了处理器设计的经典原则、核心方法均存在安全风险。工业界和学术界对此都予以高度关注。本次报告将简要分享我们在通用处理器安全体系结构、安全微体系结构方面开展的系列工作。
个人简介:中山大学网络空间安全学院院长,国家杰出青年青年科学基金获得者,主要从事计算机视觉基础研究和网络空间内容安全应用研究。担任IEEE汇刊 TIP/TMM/电子学报编委,NeurIPS/ICCV/CVPR/IJCAI/AAAI/ICPR Area Chairs。获2019年中共中央办公厅技术进步一等奖(排名第1)。中国计算机学会优博、中国电子学会优博、中国科学院大学优博指导导师。
讲课内容:"ILL-Posed" Computer Vision Tasks
软件理论12月03日
个人简介:Distinguished research professor of Institute of Software, Chinese Academy of Sciences (ISCAS). He got his bachelor degree and master degree both from Nanjing University, and his PhD from ISCAS. Prior to join ISCAS, he worked at the Faculty of Mathematics and Informatics, Mannheim University, Germany as a research fellow. His research interests cover formal design of real-time, embedded and hybrid systems, program verification, concurrent computation models, modal and temporal logics, and so on. He is in the editorial boards of Formal Aspects of Computing, Journal of Logical and Algebraic Methods in Programming, Journal of Software, Journal of Electronics, and Journal of Computer Research and Development, a member of the steering committees of SETTA and MEMOCODE, the pc co-chairs of FM 2021, SETTA 2016, the general co-chairs of MEMOCODE 2018, MEMOCODE2019 and ICESS 2019, and serves more than 100 international conferences program committees e.g., CAV, RTSS, HSCC, FM, TACAS, EMSOFT and so on. He published more than 100 papers in international leading journals and conferences, 2 books and 4 book chapters, and edited 4 conference proceedings and 5 journal special issues. See lcs.ios.ac.cn/~znj for more details.
讲课内容:Formal Design of Safety-critical Embedded Systems
I will report our recent work on model-based formaldesign of embedded systems. In our approach, one can build a graphical model of a system to be developed with the combination of AADL and Simulink/Stateflow, called AADL+S/S, and then conduct extensive simulation. In order to formally verify the graphical model, we translate AADL+S/S models into HCSP automatically. HCSP is a formal modeling language for hybrid systems, which is an extension of CSP by introducing differential equations to model continuous evolution and several kinds of interrupts to model the interaction between continuous evolution and discrete jumps. Using Hybrid Hoare Logic and its theorem prover, the translated HCSP formal model can be verified. In order to justify the correctness of the translation, we give an inverse translation from HCSP to Simulink, so that the consistency can be checked by co-simulation. Also, we define formal semantics of AADL+S/S and HCSP with UTP so that the correctness of the bidirection translation can be proved theoretically. Finally, we propose the notion of approximate bisimulation for HCSP so that we can discretise a given HCSP process correctly in the sense of approximate bisimulation. Based on which, we define a set of refinement rules through which we can refine an HCSP process into a piece of SystemC or ANSI-C code, which is approximate bisimilar to the original HCSP process. All the above are supported by a tool chain called MARS. We have applied the above approach to design some real-world case studies.
个人简介:西安电子科技大学教授,研究生院院长,从事软件安全、程序验证及智能软件等领域的研究工作,在本领域重要国际期刊和会议发表重要学术论文100余篇,获教育部自然科学一等奖,陕西省科学技术一等奖,教育部长江学者特聘教授资助,国家优青,研究成果应用于探月工程三期等系列航空控制软件的研制中。
讲课内容:可信软件
重点介绍可信软件中的若干基础理论问题。
交叉方向12月10日
个人简介: 博士,二级教授,博士生导师,西安电子科技大学人才工作办公室主任,计算智能研究所所长,陕西省重点科技创新团队负责人,国家级领军人才,享受国务院政府特殊津贴。主要研究方向为计算智能理论与方法、网络信息感知与隐私保护、雷达与遥感智能系统,主持国家重点研发计划、国家863计划、国家自然科学基金等项目三十余项,发表论文200余篇,被引用一万七千余次,H-index引用指数70+,入选中国高被引学者,授权国家发明专利30余项,获国家自然科学奖 、教育部自然科学奖等省部级以上科技奖励5项。担任IEEE演化计算汇刊、IEEE神经网络与学习系统汇刊等期刊编委,中国人工智能学会青工委主任等。
讲课内容:深度神经网络结构优化
深度神经网络借助其深层结构,具备很强的复杂问题建模能力,在特征的自主表达学习、数据的适应性等方面表现出明显的优势,在机器视觉、语音识别等诸多领域中取得了良好效果。然而,深度神经网络在理论研究上仍然存在亟待解决的瓶颈难题。首先深度网络的结构设计困难,如网络结构、层数、节点数目等大多需要人工设定;同时,模型的表达参数对性能的影响显著,需要反复调参;而且,基于梯度的网络优化算法存在梯度弥散和陷入局部最优的缺点。本报告将介绍团队近期在解决深度神经网络结构优化难题上的一些思路和尝试,并汇报在深度神经网络应用上的一些新进展。
个人简介:清华大学科研院院长、互联网司法研究院院长。兼任中国人工智能学会副秘书长、中国中文信息处理学会信息检索专委会主任等。主要研究领域集中在信息检索、互联网搜索技术以及自然语言处理研究方面。获得国家级科技创新领军人才、中国青年科技奖、北京市科学技术一等奖、钱伟长中文信息处理科学技术一等奖等奖励,并作为项目负责人获得国家重点研发计划,国家自然科学基金委优秀青年基金和重点基金资助。
讲课内容:面向司法公开的智能信息获取技术
近年来,人工智能在司法场景中展现出了较大的实务应用潜力和学术研究价值,清华大学互联网司法研究院针对网络空间治理中面临的司法应用挑战,开展了面向互联网司法场景的大规模预训练语言模型构建、法律条款与司法文书内容理解、个人敏感信息识别与管控等技术研究,支撑了包括司法类案检索、涉法舆情处理、司法信息智能公开、法律文书自动生成与核验等方面的典型应用。本报告将介绍这方面的相关进展,并重点讨论面向司法公开的智能信息获取技术的未来研究方向。
课后回顾
学生王明阳:在这堂课中,陈宝权老师条理清晰、逻辑严谨地为我们介绍了如何对三维世界中的数据进行采集与重建,如何对现实世界中的物理定律进行仿真与模拟,进而创造一个与现实更加吻合的虚拟世界。
从场景的点云数据采集开始,历经早先的卫星图像等被动采集方式,到近期的基于车载激光雷达与无人机的主动采集,我们便可以进行场景的初步重建工作。但由于城市绿化、行人交通等因素带来的遮挡,采集到的数据质量可能不尽如人意,而再次采集则费时费力。因而基于智能机器人的智能采集方案应运而生,对于大规模的场景,多机协同更大大提升了工作质量与效率。近年来,无人机的加入为采集方案提供了更多可能。在静态场景重建之后,对于自然中数不尽的物理现象的模拟又是一个有意思的问题。真实世界的物理仿真,需要我们对对象的几何与物理特性有描述,对其背后的物理规则有理解。风吹叶落、雨打梧桐,在结合了真实世界的物理定律后,虚拟世界逐渐鲜活了起来。一个世界的真实感离不开人,如何生成更加自然的数字人,如何赋予其个性与对周围环境的感知与反应能力是一个很有难度的问题。在这方面陈老师的工作主要包括:首先通过视频,鲁棒地提取人体动作,获得时间上连续、物理上正确的人体动作数据;进而将动作的机理与不同的模型绑定;最后,提出了风格提取的概念,用于对人体动作的理解。随后,陈老师展示了其工作在电影制作,自由视点转播中令人惊叹的应用,进而引出了计算机图形学随着人工智能的发展的另一项重要应用——可视学习。如前所述的一系列工作不仅仅可以用于对真实世界的模拟,也为无人驾驶、机器人等未来情景中的智能体提供了一个可以灵活调整,充分训练的场景。而在更深远的层次,也让仿生感觉运动与具身机器人的研究充满了无限的可能。
学生马雪奇:在这堂课中,非常荣幸有机会聆听图形学的领军人物—胡事民教授关于“可视媒体内容生成与计图深度学习框架”的讲解,整节课听完之后,意犹未尽。图形学几十年来一路发展至今,从几何到动画,从影像到渲染,所涉及的范围之广,不禁让人感叹图形学的伟大。
胡事民教授从图形学出发,将我们从单纯依靠声音来传递信息的刀耕火种时代、带到了以图像、视频作为媒介的近代,然后又带到了即将到来的 VR/AR 时代。现如今,人们慢慢开始从“记录”媒体信息,逐渐更多地去追求“生成与处理”媒体内容。而利用计算机去生成一些满足人们需求的内容已逐渐成为增强人与人沟通,人与机器沟通的有效手段。在媒体内容生成与处理方面,胡教授介绍了该领域的三个发展阶段:1)基于规则的方法,该方法通过分析图像的颜色纹理,几何结构等信息,并基于一定的规则来构造能量表达式,直接或近似的对问题进行求解;2)数据驱动的方法,该方法以互联网海量的可视媒体内容作为素材,通过检索、过滤、合成的步骤,生成新的内容;3)基于深度学习的方法,该方法以卷积神经网络为工具,利用对抗训练策略,来学习训练样本中的潜在语义信息,从而用于语义分割和内容生成。
作为计算机行业的从业者,我们知道,深度学习从学术理论研究到应用的开发过程中,通常会涉及到很多不同的设置,这使得其研究和开发过程中所依赖的环境安装、部署以及测试的工作变得非常复杂和繁琐。为了能够简化这个过程,国内外的学界和业界都做了非常多的努力,开发并完善了多个基础的深度学习框架。而为了能够打破国外的技术封锁,为国内的高校和企业提供多一种选择,胡教授的团队提出了计图(Jittor)深度学习框架。计图框架创新性地提出了元算子和统一计算图,相比于国际主流平台,该框架在多种应用上性能得到了大幅提升,为从事深度学习科研工作的研究生新生,提供了非常便利以及实用的工作平台。
课上胡事民教授也介绍了很多关于计图开发团队的事迹,我才了解到,如此具有创造性和竞争力的工作,其核心开发团队仅有七八个人。胡教授的团队中很多成员为了开发完成计图框架,放弃了很多自己的时间,全天24小时在开发社区为使用者提供服务解答。听完这些之后,我不禁感慨,这些科研前辈对于科研的热情和不懈努力,敢于去埋头苦干,只为一个能够服务相关科研工作者的学习框架。这种对于科研的执着和热爱精神,我想值得我们每一位科研新生去追逐和学习。
学生苏富宝:10月8日下午,在开yun体育官网入口登录苹果南区计算机报告厅里,我非常荣幸地与其他计软学院研究新生们一起,认真听完了查红彬教授这堂精彩的云讲课。作为国内计算机视觉与智能人机交互研究的领头人之一,查红彬教授用通俗易懂的语言,内容详尽的幻灯片,给我们带来了一场关于动态视觉与SLAM的知识盛宴,字字珠玑,激发了我对这一研究方向的浓厚兴趣。
课程一开始,查红彬教授从自动驾驶、机器人避障等需求出发,引出了动态视觉的概念:从视频中实时理解环境。同时也介绍了动态视觉的难点:1)数据量太大导致人为的数据标注代价太过高昂,以至于难以用于监督学习中;2)复杂环境的理解难度大;3)实时处理需求对处理方法的性能要求苛刻。
围绕着如何解决这些问题,查老师首先向我们介绍了动态视觉的目标:SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)——同时定位与制图。顾名思义,也就是要求机器人来到新的环境后,要知道自己在哪,同时要理解周围的环境并制作一定的“地图”,从而可以进行下一步的有效操作。在介绍SLAM发展现状的同时,查老师也指出了存在的问题:1)没有充分利用数据时空连续的这一特点;2)缺少系统的实现架构。面向这两个挑战,查老师介绍了一个由四种模块组成的SLAM在线学习系统,包括数据处理、环境制图、操作预测等主要内容。在数据处理方面,查老师团队充分利用数据的时间连续特性,设计了序列式神经网络,面向源源不断的输入帧,使用LSTM让网络拥有记忆,同时使用层级网络来学习全局与局部的关系。最重要的,为克服数据无法标注这一难点,运用GAN预测下一帧,实现了无监督学习,可实际应用。在操作预测方面,用到了增量学习的思想,大量使用RNN实现了网络的虚拟记忆,同时利用注意力机制来实现序列学习。査老师团队还提出了一个使用元学习实现具有自适应能力的网络,其适应能力可以让传感器在不同环境中有着同样优秀的表现。最后,在环境制图方面,査老师介绍了概率场模型概念,概率场的优势是能够抽象地表示环境物体,易于训练,并能很方便地转化成其他三维表示。
学生李振鹏:在这堂课上,非常有幸聆听了乔宇教授关于“通用视觉方法:进展与挑战”的精彩分享。传统的视觉方法针对特定任务和场景会设计专有的网络模型,而通用视觉方法则是打开了一扇全新的大门,一个模型可以应用到若干个任务以及数百个应用场景中。从单任务单模态到多任务多模态,通用视觉方法让人兴奋、惊喜。
课堂上乔宇教授首先简要回顾了人工智能的历史,针对特定任务以及在大数据的加持下,人工智能取得了一些非凡的成就,然后指出未来模型的通用性是核心问题,通用视觉将是下一代人工智能的突破口。接下来对通用视觉的通用性进行了详细解读,包括三个方面:1)多种任务加小数据的通用性;2)不同场景和模态的通用性;3)认知推理任务的通用性。由于预训练大模型能够显著提升视觉模型的通用能力,因此例如谷歌、DeepMind、微软、华为等也都依次发布了各自的通用视觉大模型。同时大规模预训练、多模态以及自监督训练也已成为新的发展趋势。随后乔宇教授指出人工智能科研模式近年来发生了重大变革,由过去依靠顶尖学府、小团队的“农业作坊模式”,转变到如今依靠顶尖平台、大团队的“工业协同模式”,大平台协同是关键,近年来人工智能较大的突破例如AlphaGo、GPT-3等,均是依托大平台的协作取得。当然目前通用视觉大模型并不成熟,仍具备较多挑战。首先大模型不是万能的,一个模型无法解决所有问题;其次大模型在下游任务场景中的如何快速迁移部署,仍需持续深入的开展研究。课堂最后乔宇教授分享了通用视觉技术体系“书生”。一个“书生”基模型即可覆盖分类、目标检测、语义分割、深度估计四大视觉核心任务,并且在多个任务和场景下,“书生”模型展示出极强的泛化能力。
学生丁婷婷:十分有幸在计算机技术前沿课上听到朱文武教授主讲的“多媒体智能”课程,朱教授从一个全新的视角分析了多媒体与人工智能之间的关系,使我们对多媒体智能有了全新的认识和理解。
朱教授从多媒体智能的认识含义出发,分析了多媒体与人工智能的双重促进关系,指出一方面,多媒体数据丰富语义信息促使人工智能向着更具可解释性的方向发展,另一方面,人工智能中先进方法的更迭有力保障了多媒体应用的可推理性。两者的融合,形成了一个闭环,相互促进并共同发展。此外,通过知识驱动与数据驱动相协同的方式,可以更好地平衡数据学习和机器学习,最终实现可解释、鲁棒的人工智能。
朱教授通过现有较好的研究方法来说明多媒体怎样帮助AI实现其可解释性和AI怎样为多媒体数据的分析和推理提供更多解决方法。多媒体促进AI发展可分为两个方面:1)多媒体数据的多模态核心推动机器学习催生了许多新兴技术,来帮助多媒体捕捉和建模多媒体数据的异构特征;2)大量的多媒体数据使得视听语音识别、图像视频标注和视觉问答等多种多模态应用成为可能。AI推动多媒体发展包含三个重要方法:1)多步推理启发的学习,即模仿人类的多步思维过程,可以利用递归神经网络实现;2)关联推理启发的学习,除了模仿人类的多步推理过程,还利用图神经网络(GNN)来模仿人类的关系推理能力;3)感知推理一体化,大量研究将推理能力集成到深层神经网络(DNN)中,解耦DNN底层的表示能力,级联不同层的感知过程来模拟高级的、人类可理解的认知,以期实现真正的强人工智能。朱教授最后对多媒体智能发展提出了三点展望:1)多媒体自主学习,即环境自适应的自主学习;2)多媒体因果推理,即将因果推理引入到多媒体学习中去;3)类人认知,借鉴人类学习推理模式,旨在让计算机像人一样认知、学习和推理。
学生张润泽:10月15日下午,在开yun体育官网入口登录苹果计算机前沿技术第6节课上,黄华教授深入浅出的为我们介绍了噪声建模与降噪领域的前沿工作,其具体生动的讲解让我这样一名非相关领域研究生,也对噪声研究产生了极大兴趣。
纵览此次讲课,黄华教授首先用例子引出图像降噪与噪声建模的重要性,接下来为我们介绍图像降噪与噪声建模之间相辅相成的关系,此后对此领域的前沿工作进行简要而又不失重点的点评,最后总结此领域挑战,展望此领域发展。黄华教授逻辑清晰、内容丰富的输出让整个课堂刮起了头脑风暴。
讲课中,黄华教授首先介绍照片的生成原理:光信号转化为电信号,经过放大器后转化为电压,再通过数模转换才形成了数字图像。接下来提到正因存在光电转化过程,生成的图像一定会有噪声存在,为得到更高质量的图像,图像降噪这一研究领域应运而生。而想要取得良好的降噪效果,噪声模型必不可少,黄华教授的近期主要研究工作正是集中于解决构建噪声模型这一问题。不同于仅仅利用深度神经网络进行噪声建模,黄华教授团队考虑了噪声的物理特性,根据物理过程假定噪声符合某一分布,并据此构建噪声模型。课程最后,黄华教授展示了团队近些年在此领域的优秀研究成果,再次强调了图像降噪与噪声建模强相关互促进的耦合关系。
本次讲课的很多观点都让我印象深刻,特别是结合物理特性进行噪声建模这一黄华教授反复提及的思想,让我不禁想到:一些很难解的方程,我们是否可以利用真实世界这一天然大型“解方程计算机”来进行求解呢?假设一个图像P的噪声分布为D,如果再在P上加一个噪声U得到图像P’,那么U与D的相关性和P’与P的相似度是否总是负相关或者正相关呢?如果确实存在正负相关,那么可否构建一个自动噪声生成器,并且不断作用于P上,从而构建一个优化问题(最小化或者最大化P与P’的相似度)进而得到更高级的噪声模型?
学生陈家贤:十分有幸能在计算机前沿技术课程中,听到肖侬教授的“高性能网络计算技术”。肖教授在本次课程中讲解了网络计算技术的演化过程,针对大数据带来的带宽瓶颈挑战,着重介绍了基于内存计算的网络计算技术。
肖教授从现有的百花齐放的网络应用中引出了网络计算技术,并进一步介绍了网络计算的演化过程。网络计算是基于网络资源的计算,传统的网络计算包括客户/服务器(C/S)计算、对等(P2P)计算,集群计算、网格计算和云计算。其中,客户/服务器计算和对等计算模型是初期网络计算技术的应用,他们分别解决可靠远程通信和单点服务等问题。过去十几年中,各种应用服务对存储和计算资源的需求又催生了更多网络计算技术。其中,科学计算应用对高性能计算的需求,使得集群计算得到广泛应用。集群计算的出现解决了单个服务器的性能瓶颈和可扩展性等问题。不同于集群计算,网格计算将网络上地理分布的各种资源聚合为一体,形成一个高性能的虚拟计算系统来解决计算基础设施问题。进一步的,为了解决商业化计算基础设施的问题,云计算技术应运而生。云计算提供了数字化的基础设施中心服务。
为了应对大数据的挑战,内存计算成为了近年来的热门网络计算技术。内存计算是以大容量DRAM和新型非易失性存储器为基础构建的大内存计算系统,它能够使得数据在内存中进行缓存与计算,加速大数据的处理。其中,新型非易失性存储器是内存计算技术的关键,它具有高性能、大容量等优点,可以有效解决大数据处理中的带宽瓶颈问题。同时,肖教授还展望了网络计算技术的未来趋势。肖教授认为计算存储耦合是应对大数据挑战的又一“利器”。在存储计算耦合的系统中,数据直接在内存或非易失性存储器内部进行计算,可以减少数据的迁移,有效提高系统的性能。
学生袁佳楠:开学伊始,有幸聆听清华大学翟季冬老师分享的《大规模预训练模型的并行训练加速》学术报告,收益匪浅。我在本科阶段参加过ASC、PAC等超级计算机竞赛,做过一些AI+HPC模型的优化工作,因此对本次讲座充满期待。
翟老师由浅入深给我们介绍了他的研究工作:在新一代国产超级计算机上实现了完整的、百万亿参数预训练模型的训练。翟老师介绍了他的团队在使用高性能计算训练模型时遇到的多种挑战,介绍了应对这些挑战所采用的技术手段,以及从训练AI大模型过程中得到的一些启发。
讲课中,翟老师首先介绍了预训练模型,说明了其存在的必要性、发展历程及模型计算结构。接着,翟老师讲述了数据并行训练和模型并行训练技术存在的不足,从而引出了混合专家系统(Mixture of Experts,MoE)并行训练技术。这种训练技术,在并行策略的选择、高效数据存储、数据精度设计和动态负载均衡面临挑战。如何克服这些难题?翟老师团队把目光聚焦在了新一代超级计算机上。超级计算机PB级的内存空间、EFLOPS级计算能力、灵活可控的网络和通信接口,分别契合了大模型的存储、计算和通信需求。翟老师团队在国产神威超算平台上,研究名为“八卦炉”的脑规模预训练模型的高性能训练。基于E级超级计算机,“八卦炉”采用混合数据并行与MoE并行的高效并行策略,研发了针对大规模MoE模型的分布式参数更新策略,提出了分层混合精度方法和轻量级高效负载均衡策略,取得了良好的训练效果。
大规模预训练模型是HPC和AI的一次碰撞,是算法和系统协同设计的范例。围绕对“八卦炉”模型训练的思考,翟老师团队还基于PyTorch,研发了分布式MoE训练系统——FastMoE。此外,对FastMoE负载不均、低效率粗粒度操作及网络拥塞问题进一步优化,提出了FasterMoE,其单轮迭代性能和收敛时间取得了明显的优化。
学生孔碧滢:非常有幸今天可以在计算机前沿技术课程中,学习李克秋教授讲授的Serverless计算的课程。课堂上,李教授积极耐心介绍了相关研究和未来发展趋势,引导我们对Serverless计算系统软件栈进行思考、讨论。
李教授通过云计算的基本特征和3种服务模式引出Serverless计算技术。Serverless计算是一种用户只专注于应用本身,而有关的资源预留、管理分配、自动扩容等任务交给云服务提供商进行处理的计算模式。同时,Serverless可以做到精确测量,按实际使用计费,降低了部署成本。李教授在课上提到了Serverless是FaaS 和 BaaS的结合。其中,FasS(Function-as-a-Service),指面向用户,以函数为基本单位程序服务;BaaS(Backend-as-a-Service),指为了支撑函数的运行,云服务提供商提供的软件栈系统服务。
在实际应用中,为支撑高密度高动态函数执行,Baas设计面临着些许挑战,首先是高扩展性问题,海量小函数在大集群上运行,扩展性要求更高;其次是性能保障,函数的每次调用都需要冷启动,函数间的数据传递依赖和第三方转发,二者都导致应用延迟大幅上升;然后是资源效率问题,函数越小,资源分配粒度越细,为了维护函数运行产生的额外资源开销越多,控制成本也越大;最后是虚拟化效率问题,虚拟机太厚重启动太慢,容器虽然轻但是安全性不佳。对此,李克秋教授提出了两点解决方案并取得了有效成果:高密度函数调度—Gsight 和扁平化推理系统—INFless。Gsight利用资源细粒度分配,提高吞吐量;INFless利用扁平化设计,减少跨层性能损耗。相比之前的BATCH方法,可提高系统吞吐量2-5倍。
李教授在课上提出过关于Serverless在硬件层面的一个挑战:如何设计面向Serverless的异构硬件管理机制,以及新对硬件的适配问题?这引起了我对两者的思考,如果在边缘计算场景下,由于的计算机配置通常比较低,那么,涉及到CPU、内存、磁盘的调用时,对应用效率的要求是Serverless所面临的挑战,同时也是Serverless 的优势。
感谢李克秋教授的精彩讲解,一步一步引导学生深入思考,令我对Serverless技术有了更深刻的认识和理解,受益匪浅,对研究方向有了新的思路。
学生苏晓鑫:非常荣幸能在计算机前沿技术课程中,听到罗洪斌教授的“系统观念指引互联网体系结构创新—兼谈共生网络”。罗教授在本次课程中讲解了创新互联网体系结构的原因,从系统观念的角度看待互联网体系结构,最后介绍了基于系统观念构建的共生网络。
在过去50多年里,互联网已经发展成为影响世界的重要力量,是支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新最重要的信息基础设施。然而,现有的互联网体系仍然存在着诸多严重的弊端,罗教授从安全、可扩展性、可管理性、可演进能力、移动性支持能力等角度介绍了当前互联网体系的不足,而导致这些问题的主要原因就是支撑互联网运行的TCP/IP网络体系结构在设计之初没有考虑到前述的功能需求。从系统科学的角度来说,结构决定功能,功能选择结构,要克服上述功能的弊端,就必须要改变互联网的体系结构,但现有的两种改变方式(补丁式和革命式)都无法彻底解决问题,因此,罗教授从系统观念的角度看待互联网体系结构以实现真正的创新。
系统观念要求我们运用系统思维的原则和方法,从系统观点出发去把握事物本质及其发展规律,运用系统观点洞察问题、分析问题和解决问题。系统观点主要从四个角度分析问题:整体性、结构性、层次性和开放性。整体性是系统观念的首要观点,把系统的整体效益和功能作为根本归宿和出发点,确定互联网体系结构中必须支撑的功能和次要的功能。结构性要求互联网体系结构中的各个要素间(网络与网络、网络与终端、终端与终端)发生相互连接,并产生信息流动。层次性则是考虑互联网与各个网络不在同一层次,且各个网络的环境与特点也不完全相同,因此应该允许不同网络根据自身特点采用合适的网络体制,因地制宜。开放性强调互联网应该保持开放,允许网络层技术升级换代,释放创新活力。
基于上述分析的系统观念,对互联网网络体系结构进行创新,设计了共生网络。根据互联网传输的信息的自然属性,构建了多维名字空间,实现了网络空间描述由单维到多维,由分散到统一的根本转变,共生网络实现了网络的可扩展性、可演进性、可管理性、可用性和传递多维的信息,并且允许根据环境设计合适的组网机制,能充分发挥各种网络环境的优势。
罗洪斌教授的精彩讲解让我受益匪浅,对于互联网网络体系结构有了更加深入的理解,学习到从系统观念的角度去看待网络体系,更多了解网络体系结构所必须具备的功能和特点,帮助我为未来的互联网体系结构进行创新设计与开发。
学生李嘉泓:“衣服会告诉洗衣机对于水温的要求,公文包会提醒主人忘记带什么东西…物联网时代的来临会使人们的日常生活发生翻天覆地的变化。” 这是陈积明教授讲座上的一小段话,却给我们带来了对物联网未来发展的无限憧憬。能够在第11节计算机前沿课程中听到陈积明教授对于物联网技术的发展介绍以及相关工作的前景展望,不仅加深了我们对于物联网的认识和理解,更激发了我们对于物联网前沿技术的探索兴趣。
陈教授从当今物联网的发展情况出发,通过引用Google和Gartner的数据以及相关的论文,有力地向我们例证了现在物联网势不可挡的发展趋势,以及物联网与很多领域例如Multiple AI、Digital Twin都具有相当高的相关性。不仅如此,陈教授还通过图片示例向我们讲述了IoT的历史以及它的特征与愿景,使我们了解到物联网技术的最大特点是在于其一般性,在于其可以为我们的日常生活提供便利性。通过陈教授对RFID、pervasive computing、Wireless Sensor Network、AIoT 的简单介绍,我们可以更好的了解如何利用物联网技术解决不同方面的问题。
接下来,陈教授从物联网的结构入手,分别从端、管、云这三个方面对物联网的体系进行了详细的讲解。首先是数据感知角度,现在感知技术的发展趋势分为三点,分别是感知节点的微型化、能量提供方式的无源化以及感知方向的多样化。详细而言,无传感器的感知技术可以通过Wi-Fi雷达的信号进行体征的监测,通过毫米波雷达识别语音,群策感知技术可以利用多设备的信息进行感知,以及Battery-free Sensing可以通过天线收集无线信号并利用这些信号进行计算以及感知。紧接着,陈教授展示了一些物联网的现行技术,从网络层的角度,向我们介绍了低功耗广域技术、NB-IoT以及Lora,通过结合图示以及案例,生动形象地向我们解释了物联网设备对于低宽带、低功耗、低成本、广覆盖的网络的需求,指明了物联网未来发展的方向。课程的最后,陈教授展示了他的团队近些年许多优秀的研究及成果,展现了物联网的研究潜力以及发展的蓬勃生机。
本次课程令我印象深刻,同时也使我对于物联网的未来发展充满了信心。通过这堂讲座,使我对于物联网的现状以及发展方向有了更加深刻的认识。能够在研一这一研究初始阶段听到这样一堂课,我深感荣幸!
学生宁思琪:非常有幸在今天的计算机前沿技术课程中,学习李向阳教授题为《工业物联网:智能感知、边缘计算、与安全初探》有关工业物联网的讲座。在讲座中,李向阳教授对工业物联网的这三个方面的现状挑战,以及他们团队的解决方法以及效果进行了展示。个人在这次的讲座中开阔了眼界,受益匪浅。
李向阳首先向我们介绍了当今中国正在进行数字产业化和产业数字化,这是一场势在必行的革命。然而产业需求侧与技术供给侧存在一定的脱节,这让我们的数字化转型落地面临着一系列的挑战,如信息化程度低,数据维度不够,自动化改造成本高等问题。李教授的团队着眼于未来,立足于实际,进行了一系列的相关的研究。不难看出其工作兼具实用性和技术性。本次讲座立足与工业物联网技术这一基点,为我们展现了一个优美的技术体系。
智能感知这一小节主要围绕了RFID这一技术如何适应更高层次的感知这一主题。李向阳教授介绍了其团队的一系列工作,通过RFID标签实现物体的高精度定位和跟踪,从静态发展到动态高速,从单物体到多物体,从粗粒度到细粒度的精细化识别,并做到了非接触式。展示了在供电厂,水厂等实际应用场景的效果。
低耗互联技术这一小节着眼于解决突破电池电源的瓶颈,创新能量获取与网络模式,拓展物联网应用场景。李教授团队提出多设备磁谐振无线充电技术,反射通信方法让无源的设备进行通信。展示视频的出色效果令我印象深刻。
端边云协同计算这一小节给我们展示了边端云计算的主要架构和面临的挑战,其主要发展方向是“以数据为中心”,“业务多样化”。李教授针对工业物联网新计算架构、弱终端大模型场景下的低耗智能计算、智能模型在线调度等问题,提出了自己团队的独特见解和专业解决方案。
在安全隐私保护这一小节则是让我们了解了图像视频安全和隐私的多种技术路线。应用场景多样:车底裂纹检测,安全生产监控等。
感谢李教授的精彩讲解,内容丰富充实,条理清晰明确,讲解引人入胜,让我对工业物联网的多个方面都有了更清晰的认知!
学生田欢:人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,正在推动着传统产业升级换代,驱动“无人经济”快速发展。11月12日下午在南区计算机报告厅,孙富春教授围绕人工智能的背景与发展、深度学习主导人工智能和人工智能的最新发展等方面报告了人工智能的前沿发展,并展望了人工智能的未来发展。
首先,孙富春教授指出了人工智能需要解决的三大根本性问题:(1)智能如何产生;(2)智能如何评定;(3)智能如何利用。并对这三大问题进行了详细的回答,目前人工智能的产生主要包括量子智能、光智能、材料智能等前沿技术,在其应用领域都有着独特优势。对于如何评定智能,孙富春教授介绍了图灵测试、塞尔中文屋和零知识证明等方法。同时从图灵测试的发展角度介绍了两个可能由中国人引领的机器学习新方向:多方安全计算平台和联邦学习。
其次,孙富春教授分析了深度学习主导人工智能存在的问题,深度学习为什么有效—依赖的是数据、计算力和开源的计算平台。深度学习促进了人工智能的发展,但是辛普森悖论的实际存在,导致对于客观和真实的数据,不同的人可以用同样的数据讲出不同的故事,两种变量(比如新生录取率与性别)之间并不一定具有相关性,使得可解释的人工智能具有非常重要的意义。随后重点讨论了以卷积神经网络为代表的深度学习是否真正的实现了生物视觉的识别功能,指出卷积神经网络只是实现了平移不变性,无法满足旋转不变性和尺度不变性。在此基础上,群卷积神经网络能够满足旋转不变性,人工智能在真正实现生物视觉的识别功能的道路上更进了一步。此外,还进一步讨论了跨/多模态学习、迁移学习、对抗学习和强化学习中存在的问题,同时介绍了相关方向的最新发展。
最后,孙富春教授从多个认知体如何协同工作、如何在动态环境下实现和机器协同、如何实现云边端的分布式感知与行为学习、如何在BCENT框架下实现非马尔可夫过程的决策、预训练模型如何迁移到机器人的动作学习等五个挑战展望了人工智能的未来发展。并以一首自作的诗赋结束了本次课程讲座,表达了孙富春教授对我们的殷切祝福和期望。
孙富春教授的讲座让我受益匪浅,人工智能历经六十多年的发展,虽然已经取得了阶段性的重大进展,但是人工智能领域的研究与应用仍然任重而道远。这更加坚定了我扎根在自己研究邻域的信心,正如孙富春教授诗中所言“求真创业追索梦”,“自强不息创明天”。
学生巫文鹏:当今世界的发展日新月异,随着人工智能、虚拟现实和移动互联网的发展,我们正逐步进入一个虚拟集成世界(Integrated Physical-Digital World,IPhD)。在这堂座无虚席的课中,我很荣幸能在腾讯首席科学家张正友博士的面授之下,了解智能机器人的前沿技术、探索人的“智能系统”。
课堂上,张老师首先阐述了计算平台的发展过程以及人机共存的必然趋势。虽然目前已有很多自动化的机器人在工业界使用,但是这些都是在已知的环境中完成任务。如何让智能机器人在变化的环境中自主的学习适应是更加值得学习的课题。智能机器人的自主应该具有反应式自主和有意识的自主,对此,张老师提出了SLAP(Sensing,Learning,Action,Planning)范式来实现智能机器人的自主学习。其中Sensing和Action紧密相连以实现反应式自主,Action和Planning实现智能机器人的有意识的自主。在具体的机器人设计方面,张老师认为机器人(Robot)并不等于人形机器人(Humanoid),应该超越仿生,拥抱更多的可能性,才能探索出最适于为人类服务的机器人形态。张老师和腾讯Robotics X团队依据A2G的理论来设计新一代智能机器人,视频中展示的多模态四足机器人Max以及全新双足机器人Ollie正是依据此理论设计的,它们灵敏的反应和丝滑的运动过程震撼了在场所有学生们。
对于如何做好科研,成为一个合格的科研人才,张老师提出了他的W.T.O理论。“W”代表的是1W小时定律,这是在告诉我们“天才出于勤奋”,即使是天赋很高的人也需要一万小时的锤炼才能成为世界级大师。同样的,科研上灵感的迸发源自于漫长的苦思冥想的积累。当然,付出努力也不是如无头苍蝇一般瞎忙活,要专注而高效地利用时间。“T”代表的是钉子型人才,它给我的启发是在学习过程中要先深度后广度,一开始就只追求广度就只会停留在皮毛,不能够深入,要先要往深的地方钻下去,到一定程度以后再扩展自己的广度。当然,精进深入是很难的,所以我们要找到自己热爱的事情才能坚持的做下去。“O”代表的是我们的认知边界,当学到的知识越来越多的时候,我们就越能体会到不会的东西也很多。有句话叫做“无知者无畏”,但我们不能做井底之蛙,我们应该提高获得能力的能力,学会对知识建模,将问题归纳,提高泛化能力来应对不确定的世界。最后,张老师还告诉我们,优秀的人也是需要机遇的,要感恩机遇、耐心等待机遇。
非常感谢张老师在百忙之中亲临现场给我们授课,这场课程盛宴让我获益匪浅。不仅让我了解到了未来的一种发展趋势,还解答了我在科研之路上“拔剑四顾心茫然”的困惑。
学生许育瑜:我们生活在一个多模态的交互环境中,听到的声音、看到的实物、闻到的味道等,不同的模态信息让我们更全面和高效地了解周围的世界。人类从刚出生的婴儿时期,就可以通过多个感官来感知理解这个丰富多彩的世界,那么人工智能是否可以像孩子一样通过多模态学习来认识理解世界呢?本次计算机前沿课程上,中国人民大学文继荣教授深入浅出的介绍了他们团队在多模态学习研究领域的前沿进展。报告内容丰富,生动精彩,受益匪浅。
首先,文教授介绍了他们团队在大规模中文多模态预训练模型研究上的最新进展。团队研究员通过“观察”人类大脑处理多模态信息的机制,提出文本与图片之间的弱语义相关假设,赋予了模型足够的想象能力和泛化能力,从而帮助人工智能应用快速有效应对各类认知任务。自2020年至今,文教授团队提出的“悟道·文澜”的模型已从版本1.0进化到到3.0。该模型支持图像文本和视频文本,在语义理解、视觉-语言检索等任务上达到了业界领先水平。
然后,文教授为我们详细介绍了“悟道·文澜”模型的结构以及相关的性能分析结果。文教授不仅介绍了模型从“单塔”结构向“双塔”结构的转变,还介绍了如何基于对比学习实现文本模态和图像模态之间的特征融合。并通过系列实验结果呈现,生动有趣且详实地证明了“悟道·文澜”模型在新闻分类、视觉问答、图文检索、图像生成等任务上的高效性。此外,“悟道·文澜”模型在实际生活亦有诸多应用,包括“无障碍图像”、“视频剪辑”和“文生成国画”等。其中,他们与oppo公司合作的“无障碍图像”App,令我心生敬佩。盲人通过这个App所拍的照片将会被自动转换成语音进行场景提示,实现了“以AI为眼”的效果。这种让AI赋能人类美好生活的方式,正是“科技改变生活”的体现。我们应该去创造一些有温度的、“向上且向善”的人工智能应用。
最后,文教授介绍了该领域未来非常有价值的研究方向,以及所面临的风险与挑战。比如,如何创建一个通用的跨模态的网络训练框架,在引入一个新模态的时候,仅通过参数共享或者微调训练就可以提高模型性能;如何在寻找到不同模态之间的共性,来协同高效解决问题的同时,能够保留模态的特性,提高在单模态任务上的性能。同时,文教授也友善地提醒我们,现在有很多基于AI模型生成的虚假图片,我们应该提高警惕意识,防止上当受骗。
通过文教授的精彩讲座,我认识到多模态学习将是未来人工智能发展的一个重要方向。尽管人工智能的多模态学习还面临着很多风险与挑战,但相信通过科研工作者们的不懈努力,未来的我们能够迎来更加通用的人工智能,我们的生活也将会有更多的便利与精彩。
学生肖江枫:非常荣幸能在深大计软院报告厅听到浙江大学高云君教授的学术讲座。本次课程的方向是数据科学,高教授以《大数据治理:现状与展望》为主题,为我们讲解了如今数据成为重要战略资源的大数据时代下的挑战,引出了大数据治理的概念与主要任务,并罗列了当前面向各种挑战而产生的相关研究工作,展示了教授所属团队的多项研究进展。
讲座伊始,高教授介绍了大数据治理的研究背景及意义。当前数据具有规模庞大、价值巨大、类型多样、增长迅速的特点,无处不在的数据已然成为重要的战略资源。但是大数据时代普遍存在着数据质量低下、数据共享困难、数据监管不足等挑战,因此需要进行大数据治理的相关研究,以提升数据质量、促进数据互联互通、保障数据安全。大数据治理不仅是学术前沿热点和行业重大需求,更是国家重大战略,能推动国防、政务、工业、医疗等国计民生重大领域的数字化转型与高速发展,助力国家数字经济建设。
接下来高教授针对上述的三大挑战,分别介绍了对应数据治理的关键技术,而且这些技术均面向类型多样的数据,也就是多源异构大数据。面对数据质量低下的挑战,产生了数据质量管理的研究内容,主要研究规则挖掘和数据清洗;面对数据共享困难的挑战,产生了数据关联共享的研究内容,主要研究实体解析和数据融合;面对数据隐私与数据安全问题,产生了数据安全保障的研究内容,主要研究隐私保护和安全加密。介绍前四种研究方向时,高教授均以关系型数据和图数据(知识图谱)为例阐述其概念并简介具体工作。对于数据的安全问题,高教授介绍了数据加密和数据扰动这两种隐私保护的主要策略,以及同态加密这个在联邦学习和多方安全计算等领域中已得到广泛应用的安全加密技术。
最后高教授展示了他们团队的六个代表性成果,分别对应前面的三项研究内容。其中基于混合策略的数据清洗框架,和基于联邦学习的跨源数据错误检测方法,这两个数据质量管理的工作给我留下了深刻印象:前者的核心在于规则增强,根据人工标记的正确规则生成潜在规则,并用众包数据划分的算法缩小脏数据的搜索范围,提升数据清洗的准确性;后者则实现了拥有基于图的特征学习功能的两个数据参与方,在跨源数据不出本地的前提下,进行错误检测协同训练的信息无损算法。其他关于实体解析、差分隐私、联邦学习的研究也很有启发性,都是充满着实际意义的研究工作。
这堂学术讲座从宏观角度综合阐述了大数据治理的研究背景及进展,细节上又举例介绍了具体研究工作的目标和内容,详略得当,干货满满。我本人所在的实验室也致力于数据科学的研究工作,能在这堂课中了解到数据治理研究领域的概况,并加深对各个研究方向具体内容的理解,实在是受益匪浅!
学生孙考毅:安全是网络空间发展的基础,是网络空间人类命运共同体的保障。近年来,随着处理器芯片的漏洞被逐步披露,处理器芯片安全成为了网络空间安全研究中的一个重要内容。本次计算机前沿课程中,中国科学院信息工程研究所侯锐老师针对网络空间安全面临的挑战和处理器芯片安全方面的研究成果做了深入精彩的讲解。
课程之初,侯老师基于现实中存在的问题引出了网络空间安全这一概念,并指出网络空间安全包含大数据安全、网络安全、处理器芯片安全等。网络空间安全的攻防博弈已经向芯片底层演进,现有主流芯片需要抵御如“幽灵”漏洞等安全问题。侯老师还强调虽然国产芯片可以自主可控,但自主可控并不意味着芯片不存在安全问题。因此,研究处理器芯片安全对进一步提升我国网络信息安全具有重大意义。
接着,侯老师分析了处理器芯片漏洞,并分享了他在处理器安全领域做的工作。为了提升处理器性能,几乎所有现代处理器都采用了“推测执行”技术,但该技术本身存在安全漏洞,可能被别有用心的黑客利用。此外,经典设计原则中的资源共享策略也存在安全风险,如共享Cache导致侧信道信息泄露、页表与普通数据共享Cache导致ASLR失效等。这些安全漏洞都是当前主流攻击手段的目标。侯老师总结,芯片存在安全漏洞的主要原因在于芯片设计目标总是以性能、成本优先,没有对安全予以足够的重视。芯片安全是体系结构新黄金时代的核心特征,芯片安全已成为体系结构和安全两大学科的研究热点。侯老师通过对通用CPU、XPU和领域定制安全芯片自身的安全性,以及这些芯片给软件提供的安全功能进行分析,总结了如侧信道、暂态执行、AI安全架构等热点方向及研究成果。
随后,侯老师从商业处理器安全、硬件安全结合上层应用、异构架构安全、计算与防御深度融合、支持模型鲁棒性的XPU这五个方面对芯片安全领域的发展趋势予以了讲解。最后,侯老师再次强调了研究芯片安全的重要性,并号召大家从体系结构角度出发来开展相关研究。
侯老师的汇报让我认识到网络空间安全不只是网络通信的安全,还包括芯片设计与实现的安全。我们生活在处处依赖网络空间的环境,大到国与国之间的博弈、小到民与民之间的信息交互,网络空间安全都扮演着至关重要的角色。此次讲座使我受益匪浅,收获颇丰。作为一名体系结构方向的学生,我将结合自身所学扎根自己的领域,力争为我国处理器芯片安全研究略尽绵薄之力。
学生陈岱杰:适定问题(Well-posed problem)是来自数学领域的一个术语,其成立需要满足三个条件:1)存在解;2)解必须唯一;3)解能根据初始条件连续变化不发生跳变,是一个稳定解。但在计算机视觉领域之中,我们面临的大多数问题都属于不适定问题(ILL-posed problem)。对于不适定问题的研究是当今计算机视觉领域的一个前沿研究热点。在本次的计算机前沿技术课程中,中山大学操晓春教授为我们详细地介绍了他们团队在该方向上的研究进展,内容丰富多彩,让我学习到了许多该方向上的前沿知识。
在课程开始之际,操晓春教授给我们介绍了适定问题的三个条件,并且指出大部分计算机视觉算法的输入为连续或者稠密的图像数据,输出的结果则为人们认知中的物体类别、位置、深度等语义信息,由于定义域和值域集合基数大小不一致导致这些计算机视觉算法不满足适定问题的第二或者第三个条件,是典型的不适定问题。
接下来,针对大部分计算机视觉任务中出现的不适定问题,操晓春教授提出一些值得思考的问题,例如,正则化方法是否对模型结果有帮助、人们设置的样本标签是否与真实值存在出入等。然后以问题为导向,给我们介绍了他们团队的多个主要研究方向:通过加入烟雨雾霾等复杂扰动信息实现对模型鲁棒性的提升;通过加入水印等有意义的扰动实现对机器识别的欺骗;通过加入面部属性混淆的扰动实现对人眼的欺骗;通过添加扰动实现对模型偷盗的防御等,深入浅出的为我们介绍了不适定问题可以研究的大量不同方向,相关的研究十分具有启发性。最后,操晓春教授以消除雨滴扰动的实验为例,指出该领域的研究仍然具有一定的挑战性和未知性,值得我们进一步的研究和探索。
不适定问题可以看作一个问题存在有多个合理的解,而不适定问题的结果可以看作是从多个输出中选出最合适的那一个。感谢操晓春教授的精彩讲座,让我对计算机视觉领域的研究有了更深刻的了解,学习到了如何从新的角度去看待和分析研究的结果,启发我对现在的研究方向有了些新的思路。
学生江嘉诚:信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems)是一种综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统。通过计算、通信和控制与物理世界交互并扩展其作用的能力是未来技术发展的一个关键因素。但设计安全可靠的复杂嵌入式系统是控制理论和计算机科学的一个巨大挑战。在本次计算机前沿技术研究生创新示范课程中,詹乃军教授针对模型驱动的复杂安全攸关的嵌入式系统形式化设计理论及开发环境做了深入精彩的讲解。
首先,詹老师介绍了基于模型的设计和开发环境。AADL是一种基于模型驱动的系统架构设计语言,被广泛应用于航天航空等工业设计领域,Simulink/Stateflow是嵌入式系统设计开发的一个标准平台,能够模拟动态系统中复杂的离散和连续行为。利用AADL和Simulink/Stateflow的组合为待开发系统建立一个图形模型,再进一步仿真。
接着,为了形式验证图形模型,詹老师指出将AADL+S/S模型自动翻译成HCSP。HCSP是一种混合系统的形式化建模语言,它是CSP的扩展,通过引入微分方程来模拟连续演化,并引入几种中断来模拟连续演化和离散跳跃之间的交互,这样就能借助混合Hoare逻辑及其定理检验器来验证翻译后的HCSP形式模型。詹老师还重点讲解了其中的完备微分不变式生成。
然后,詹老师又简洁扼要地介绍了代码自动生成,通过定义一套细化规则,将一个HCSP过程细化为一段SystemC代码,这段代码能够与原始HCSP过程近似互模拟。詹老师还分享了一个关于嫦娥-3着陆器控制程序的实际例子,通过将这些方法应用于嫦娥-3着陆器控制程序,就可以保证程序运行的可靠性和安全性。
最后,詹老师还介绍了目前正在开展的工作,例如在建模和规约方面扩展AADL和Simulink/Stateflow的组合开发环境、扩展HCSP和HHL以处理信息安全和隐私、在验证方面对时延、概率和随机混成系统的验证、非线性混成系统的抽象、混成系统不变式高效生成、可达集和吸引域的高效计算,在代码自动生成方面通过HCSP自动生成RUST代码等等。
詹老师的传授让我意识到软件安全并不只是我们在计算机上所运行程序的安全,还包括了嵌入式系统中软件设计与实现的安全。这堂课发人深思,如开茅塞,令我受益匪浅。作为一名软件测试方向的学生,我将继续深耕于自身所处的领域,为国家软件安全尽一份绵薄之力。
学生漆园:信息物理融合系统在我们日常生活中时常被视作安全攸关的系统,其中的任何一个错误都可能导致灾难性的后果。在本次课程中,詹乃军教授针对如何设计一个安全可靠的复杂嵌入式系统这一问题进行了深入的讲解。
首先,詹乃军教授阐述了设计安全可靠的复杂嵌入式系统所面临的挑战。他指出,模型驱动的方法已经成为设计安全可靠的信息物理融合系统的主流方法。但由于系统的复杂性、环境的多变性,以及对于可靠性的要求,其面临复杂性和可靠性的挑战。目前解决复杂性和可靠性的主流方法是基于模型的设计。但基于模型的设计的两种设计风范(基于仿真的设计、形式化设计)分别具有不完备和难掌握的缺点。
对于这个问题,詹乃军教授提出将两种常用的设计风范结合起来,使之既能使工程师方便地使用,又能够提供安全攸关系统设计严格性的保证机制。在这一部分,詹乃军教授从建模、形式验证和代码生成三个层次详细介绍了相关的理论框架以及基于理论框架的工具实现。该理论框架将AADL和Simulink/Stateflow两种常用的图形建模方式组合起来,提出基于AADL+Simulink/Stateflow和HSCP的层次建模方法及仿真。针对复杂嵌入式系统缺乏具有较强表达能力的规范逻辑问题,将传统的Hoare逻辑扩充到混成系统,建立混成Hoare逻辑(HHL),提出基于混成Hoare逻辑的CPS验证理论和不变式生成技术。詹乃军教授还指出,其中最困难的地方在于不变式生成。最后对已验证的形式模型进行代码生成,提出从HCSP到SystemC的代码生成理论。此外,詹乃军教授表示,他们的团队对于系统中包括时延、概率、随机、容错等很多复杂行为也进行了大量的相关研究。
最后,詹乃军教授以航天器嫦娥‐3软着陆控制软件为例,介绍了上述理论成果在国家重大战略需求中的实际应用。
詹乃军教授从理论部分和工具实现部分深入浅出地讲解了安全可靠的复杂嵌入式系统设计中存在的主要挑战和解决方案,我获益匪浅。复杂实时和嵌入式系统广泛应用于国民经济发展和国防建设等众多重要领域,如何设计安全、可靠的实时和嵌入式系统这一问题很值得我们在未来深入探索和研究。
学生张彬:在这节课上,非常有幸能够聆听田聪教授对他们团队研究成果的介绍。田老师用通俗易懂的语言和细致生动的幻灯片向我们介绍了可信软件中的一些基础理论,并展示了他们团队在这些理论基础上实现的成果。
首先,田聪教授从可信计算理论与技术的应用领域出发,介绍了该领域研究对我国的重要性,包括航天控制系统生产、基础软件开发方法以及芯片设计EDA软件和其他各种工业大型软件的可信性保障。然后,田聪教授向我们介绍了他们团队在基础理论方面的三个研究成果。第一,他们提出了投影时序逻辑理论,提高了性质描述语言的表达能力,建立了投影时序逻辑的模型理论和公理系统,包括182个定理和536个逻辑规则。同时,他们解决命题区间时序逻辑的判定难题,证明基于区间的命题时序逻辑在有/无穷区间都是可判定的。第二,田聪教授的团队设计了建模仿真和验证语言MSVL,并提出了MSVL统一模型检测理论。第三,他们团队提出高效状态空间缩减算法,缓解了状态空间爆炸问题。具体来说,提出二次多项式复杂度的抽象模型精化算法,将CEGAR原有抽象精化的时耗从指数级下降到多项式级,有了极大的改进。同时,他们还提出线性复杂度的虚假路径检测算法,避免了对重复出现节点的多项式展开。另外,田聪教授的团队还建立了软件可信防护网链,该网链是由23个子工具形成的软件平台,支持C、Verilog等大规模程序的仿真、建模及形式化验证,支持实时系统的形式化验证,已累计验证50万行代码。
最后,田聪教授向我们介绍了他们成果的实际应用,包括多个国家重点领域。他们的工具在航天软件、导航系统及浏览器中有广泛的应用。田聪教授还以视频的方式向我们展示了工具的使用。在目前国家被严重卡脖子的EDA软件方面,田聪教授团队也有很好的研究成果——信芯,一个国产高可信数字芯片设计验证平台。他们的研究还涉及神经网络方面以及嵌入式软件智能合成代码,将软件研制推进到智能化开发阶段。
在这堂课,田聪教授对可信软件中基础理论以及他们团队成果的介绍,让我对软件验证和软件测试有了更深层次的认识。将高级语言转换到设计的验证语言再验证的流程让我对形式化验证的工作机制有了更好的理解。对于智能化开发这一研究,我认为这是非常具有挑战性的方向,因为代码需求是多种多样的,期待未来在这方面能有更多优秀的成果。
学生朱嘉翔:可信软件,是指一个软件系统的运行行为及其结果总是符合人们的预期,并且在受到干扰时仍能提供连续的服务。在许多安全攸关的计算机系统中,例如航空航天、芯片设计和一系列工业软件,能否为它们提供可信保障在软件研发中起到了至关重要的作用,也是需要攻破的技术难关。在12月3日下午开yun体育官网入口登录苹果计算机前沿技术第20节课上,田聪教授从宏观角度介绍了其团队在可信软件基础理论上的国际领先成果,以及当前在嵌入式软件智能合成开发、高可信数字芯片设计验证平台等正在进行的前沿工作。
在可信软件基础理论方面,田聪教授首先介绍了他们建立的投影时序逻辑理论(PTL)以及公理系统,并证明了基于区间的命题时序逻辑的判定性这一国际公开问题。在此理论基础上,田聪教授接着提出了一种建模仿真和验证语言MSVL,这种语言的语法与PTL理论公式一一对应,可以看作是PTL理论的实例。我们可以将现实的C或Verilog程序建模为MSVL语言,利用PTL公理自动化验证程序的时序性质。此外,田聪教授提出了更加高效的抽象精化方法和虚假路径检测方法,用于缓解在程序验证中常见的状态空间爆炸问题。
在理论成果转化方面,田聪教授介绍了软件可信防护网链的建立——一个由23个子工具形成的软件验证平台。此平台应用在航天嵌入式可信集成环境SpaceDep中,为国家航空航天事业提供了重要保障。田聪教授还通过工具的实际演示,为观课的同学们直观地展示了程序验证的具体流程,让大家对可信软件有了更真实的感受。
最后,田聪教授介绍了多个正在进行的前沿工作:嵌入式软件智能合成开发——基于已有软件开发资产智能合成新的软件,以及对合成过程的验证;面向先进FPGA的EDA工具链——电路时延更短、布局布线速度更快的芯片设计验证平台,打破了国外垄断;开放式神经网络转换平台——提供同一神经网络表示标准,支持不同框架神经网络代码的转化;可信人工智能——提高神经网络的可信度。
这次学术讲座田聪教授为我们介绍了系统软件与可信保障的多个方面,从理论和实践,极大地拓宽了我的科研视野,使我对可信软件有了更深刻的认识,受益匪浅。
分组名单
为了让同学们有针对性的进行讨论和实现成果复现,根据每位同学报名的研究方向进行分组,每组8-10名同学,安排一位指导教师。指导教师会指导同学的选题、技术细节复现和相关文档材料撰写。期末,指导教师组织小组线下集中演示评比,推荐一位同学入围课程的科研成果复现大赛。
组号 | 指导老师 | 学生组员 |
---|---|---|
1 | 黄惠 | 李振鹏、王明阳、 张润泽、苏富宝、巫文鹏、丁婷婷、田欢、马雪奇、陈岱杰、曾祥芳 |
2 | 崔来中 | 张亦蕾、苏晓鑫、陈思绵、张岩、余谦、吴宗霖、李英濠、吴欣泽、陈丹彤、平静怡 |
3 | 钟圣华 | 彭炜烨、林相如、辛杨、黄楚滨、王嵩、吕波、王炎中、刘伟星、张欣、周林好 |
4 | 王旭 | 许育瑜、李媛媛、何紫嫣、区昊乔、廖桂樱、陈杰聪、许晓旭、李逸凡、肖康、唐致烨 |
5 | 马晨琳 | 张耀东、袁佳楠、高相阳、陈家贤、钟朝宇、曹毕源、郑小川、孙考毅、刘欢、陈富文 |
6 | 周池 | 柯洲彬、谭浩彬、郑钧洛、蔡泽熙、邱小淇、冯海月、李剑明、黎浩然、刘森宏、赵文杰 |
7 | 廖好 | 李宗泽、容芳林、娄继猛、刘越锋、陆文胜、马溪、吕思豪、黄进科、李光华、陈康平 |
8 | 徐萌 | 何丽荣、孙志雄、符雅雯、周宇鑫、杨一洲、张英、张瑞铧、吴之越、石兆基、貌家友 |
9 | 吴惠思 | 欧振华、方志学、夏浩、刘昱志、王湖勇、江思瑶、邓小龙、邓世龙、倪志洪、吴泽锐 |
10 | 解为成 | 谢溥轩、谢锦东、肖雄、吴诗玲、梁海键、梁宇、汪子晗、黄清政、张俊亮、吴卓儒 |
11 | 高灿 | 刘晨、陈修建、胡建东、裴星宇、王小琴、曾雷雷、何伟钊、梁光飞、张峻弘、郑丹敏 |
12 | 戴涛 | 王健平、林扬、王淑颖、吴倍亮、刘昌昕、王进龙、曾文君、庄礼聪、徐一晨、刘俊伟 |
13 | 周杰 | 李煜宇、卢浩铨、方小妹、孙亮、杨俊鹏、邓松鹤、张宇鹏、杨敏图、黄楚城 |
14 | 文嘉俊 | 吴漾之、戴梓辰、贺旺泉、刘佳琪、张锴熠、罗洲航、黄远鹏、徐圆斐、曾晓婷、王秋明 |
15 | 马晓亮 | 单格格、罗淇丰、宁思琪、谢少辉、刘强、陈超、赖俊龙、何芃、李佩玮、杜可菲 |
16 | 周宇 | 张炯、王嘉辉、刘志杭、张清望、陈运来、谢景涛、赖炳炜、刘宽、欧岳桦、陈麒亦 |
17 | 章秦 | 刘紫琪、杜俩鹏、李晓炜、卢杰鑫、葛昊、王晓星、吴东彤、陈纯佳、吴波、徐可 |
18 | 刘凤 | 赵嘉俊、吴佳泰、邓庆新、杨埙雨、郭英浩、吴林锋、陈纪禧、袁建华、孙佳兴、张红玫 |
19 | 陈杰 | 谈金潇、黎信成、段轩、林植良、刘鑫、刘欣桐、孙杨、马振南、朱冠铭、梁梓锋 |
20 | 马里佳 | 李荣、钟宁宇、凌秋远、肖非凡、华立民、龚威龙、林泽杰、王怀远、谢卓晴、邓志浩 |
21 | 周漾 | 林镕桢、郝效永、彭小明、潘成、许成、吴祖寅、龚雅灵、管金龙、钟景辉 |
22 | 胡瑞珍 | 姜柳彤、柳津、何绮宁、林锦天、吴永力、李汭、李梓维、胡梓榆、许聚展、朱家辉 |
23 | 徐鹏飞 | 刘铮、黎家洛、李祎杰、周一、刘运衡、杨亚杰、马瑞虎、麦俊浩、杨卓凡、胡昕 |
24 | 张磊 | 周子康、李亚雪、黄宇倩、邹胜明、刘天航、韩馨慧、孔碧滢、梁容、莫昌康、刘朝阳 |
25 | 林秋镇 | 邱献旭、黎浚、杨应南、刘和平、袁国豪、曹坤、张倪康、刘智浩、李永锋、蔡俊创 |
26 | 王佳 | 陈慧、俞贞靖、朱庆瀛、温度、黄昱斌、张娟、王前明、冼申宪、刘旺林、王泽毅 |
27 | 张昊迪 | 周继华、曾湘宇、李嘉泓、王逸驰、刘晓思、孙政泽、夏志宇、杨振宇、张心和、杨俊毓 |
28 | 许智武 | 伍飞扬、林荣盛、巢凯茵、江嘉诚、萧畅达、范华华、张彬、陈梦林、陈小青 |
29 | 肖志娇 | 高丽、朱舟明、丘云芸、程龙、余东旭、漆园、庞志成、王奕新、董桢洵、邱千禧 |
30 | 陈小军 | 王君豪、陈龙腾、郭少萍、赵凌翔、王天乐、许竞升、尹鸿铭、潘晓晖、彭竞、杨涵宇 |
31 | 吴定明 | 唐伟科、莫沛恒、刘江、肖江枫、卓仙鸿、康世杰、刘帅、全俊熠、黄经研、葛云清 |
32 | 李俊杰 | 祝凌漩、伍斯玥、赵根、王芮、杨锦、李奕龙、赖培锋、陈格颖、林弋刚、邓靖岚 |
33 | 陈飞 | 汤荣亮、徐子荣、张谦、张浩辉、蒋英肇、刘鑫豪、王凡、邵智辉、王姝、霍聪聪 |
34 | 罗胜 | 黄铭瀚、王云舒、朱毓正、金硕、蔡宇航、黎天乐、马梁、陈晓桐、王磊、黄博文 |
35 | 贺颖 | 钟政均、林宇峰、曾海明、陈奕聪、庄永祺、贾京、胡桥、陈嘉豪、方炯丰、周靖峰 |
36 | 潘微科 | 郑凌霄、李志涛、宋婷婷、杜炜豪、肖静、李杨、陈铭、杨超华、刘苗、许梓涛 |
37 | 刘凌 | 董火荣、郭金阳、张伟、余俊江、周倩、王振伟、汪进、刘畅、赵哲一 |
38 | 雷海军 | 梁成佳、甘其阳、姚卫、邓志超、卓凡、汤铭杰、陈加壹、梁镕深、骆泽河、付可以 |
39 | 储颖 | 黎潇、潘林丰、赫英哲、郑洁豪、蔡昊杰、尹康盛、曹健、谢敏儿、卢林燊、朱明涛 |
40 | 梁正平 | 古添水、喻小惠、陈干、郑世豪、王秋恒、杨卓凡、薛士明 |
考核方式
评分比例
科研成果复现大赛 TOP 9 优秀作品展示
科研成果复现大赛入围作品简介
SIGGRAPH 2022 | Neural Dual Contouring
INFOCOM 2019 | INT-PATH: Towards Optimal Path Planning for In-band Network-wide Telemetry
TIP 2021 | SFace: Sigmoid-constrained Hypersphere Loss for Robust Face Recognition
CVPR 2022 | Learning Based Multi-modality Image and Video Compression
SIGMOD 2019 | FITing-Tree: A Data-aware Index Structure
EMNLP 2022 | A Joint Learning Framework for Restaurant Survival Prediction and Explanation
ISPRS JPRS 2020 | Cloud Removal in Sentinel-2 Imagery using a Deep Residual Neural Network and SAR-optical Data Fusion
CVPR 2022 | Representation Compensation Networks for Continual Semantic Segmentation
MICCAI 2021 | Automatic Polyp Segmentation via Multi-scale Subtraction Network
IROS 2022 | Reconstructed Student-Teacher and Discriminative Networks for Anomaly Detection
SIIMS 2016 | An Adaptive Directional Haar Framelet-Based Reconstruction Algorithm for Parallel Magnetic Resonance Imaging
CVPR 2022 | CLIMS: Cross Language Image Matching for Weakly Supervised Semantic Segmentation
TIP 2021 | Self-attention Context Network: Addressing the Threat of Adversarial Attacks for Hyperspectral Image Classification
EMNLP 2021 | SimCSE: Simple Contrastive Learning of Sentence Embeddings
CVPR 2021 | VIGOR: Cross-view Image Geo-localization beyond One-to-One Retrieval
WACV2021 | Class Anchor Clustering: a Loss for Distance-based Open Set Recognition
CIKM 2021 | Supervised Contrastive Learning for Multimodal Unreliable News Detection
ICCV 2017 | Grad-CAM: Visual Explanations from Deep Networks via Gradient-based Localization
Scientific Reports 2022 | Prediction of Protein–Protein Interaction using Graph Neural Networks
CVPR 2019 | Semantic Image Synthesis with Spatially-adaptive Normalization
CHI 2020 | Scout: Rapid Exploration of Interface Layout Alternatives through High-level Design Constraints
SEC 2020 | Pub/Sub in the Air: a Novel Data-centric Radio Supporting Robust Multicast in Edge Environments
AAAI 2020 | Proximal Distilled Evolutionary Reinforcement Learning
SIGKDD 2022 | Representative Routes Discovery From Massive Trajectories
Expert Systems with Applications 2021 | Big Data Classification using Heterogeneous Ensemble Classifiers in Apache
NeurIPS 2021 | Contrastive Learning for Neural Topic Model
TPDS 2022 | Cloud Object Storage Synchronization: Design, Analysis, and Implementation
IoTJ 2020 | Decentralized Federated Learning via Mutual Knowledge Transfer
TCyb 2020 | Data-driven Evolutionary Algorithm With Perturbation-based Ensemble Surrogates
CIKM 2022 | OptEmbed: Learning Optimal Embedding Table for Click-through Rate Prediction
ICDAR 2021 Competition on Scientific Literature Parsing | Table Recognition to HTML
CVPR 2019 | Deep High-resolution Representation Learning for Human Pose Estimation
广东省深圳市南山区
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随着计算机技术日新月异的快速发展,企业和科研机构等用人单位对于计算机最新技术的需求日益迫切,有必要把计算机领域最前沿的研究问题、技术成果、热点内容介绍给研究生,扩展其知识面,特设立计算机前沿技术研究生创新示范课程,拟对计算机前沿技术进行前瞻性阐述,并让研究生对相关方向的研究成果进行学习和复现。课程目标是培养研究生创新精神和动手能力,了解最新计算机前沿技术,营造良好学术氛围,丰富研究生科学研究方法,提高研究生培养质量,提升研究生科研水平。
教学内容包括计算机学科各个研究方向的特邀专家讲座、学生自由提问、教师精彩点评、课堂交流互动、技术细节复现、结果汇报演示和优秀作品评比等环节,旨在为开yun体育官网入口登录苹果所有研究新生们打造浓厚的学术交流氛围,可以根据自己的学习兴趣奠定良好的科研起点,扩宽视野,提升素养。同时让同学们有机会碰撞思想、头脑风暴,切实从吸收信息、选择问题、理解方法入手,到实际动手复现、深刻领悟,最后真正有收获、有成就感,树立更远大的科研目标,为今后从事科研工作打下坚实基础。
课程计划每周邀请两位国内外计算机专家,对发表在计算机顶会顶刊的最新研究成果进行技术报告(线上/线下混合),并和学生交流互动。学生线下集中上课,课程组老师现场组织。
日期 & 方向 | 讲者 & 题目 |
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9月24日 计算机图形学 | 陈宝权(北京大学) 面向现实世界仿真的智能影像生成 |
胡事民(清华大学) “计图”深度学习框架新进展 | |
10月08日 计算机视觉 | 查红彬(北京大学) 动态视觉与SLAM:在线学习的途径 |
乔宇(上海人工智能实验室) 通用视觉方法:进展与挑战 | |
10月15日 多媒体技术 | 朱文武(清华大学) 多媒体智能 |
黄华(北京师范大学) 噪声建模与降噪 | |
10月22日 高性能计算 | 肖侬(中山大学) 高性能网络计算技术 |
翟季冬(清华大学) 大规模预训练模型的并行训练加速 | |
10月29日 计算机网络 | 李克秋(天津大学) Serverless计算系统软件栈思考 |
罗洪斌(北京航空航天大学) 系统观念指引互联网体系结构创新 | |
11月05日 智能物联网 | 陈积明(浙江大学/浙江工业大学) Emerging Technologies for IoT Applications |
李向阳(中国科学技术大学) 工业物联网:智能感知、边缘计算、与安全初探 | |
11月12日 智能系统 | 孙富春(清华大学) 人工智能的前沿思考 |
张正友(腾讯) 智能机器人与人的智能系统 | |
11月19日 数据科学 | 文继荣(中国人民大学) |
高云君(浙江大学) 大数据治理:现状与展望 | |
11月26日 信息安全 | 侯锐(中国科学院信息工程研究所) 处理器芯片安全 |
操晓春(中山大学) "ILL-Posed" Computer Vision Tasks | |
12月03日 软件理论 | 詹乃军(中国科学院软件研究所) Formal Design of Safety-critical Embedded Systems |
田聪(西安电子科技大学) 可信软件 | |
12月10日 交叉方向 | 公茂果(西安电子科技大学) 深度神经网络结构优化 |
刘奕群(清华大学) 面向司法公开的智能信息获取技术 | |
12月17日 复现入围赛名单 | 马雪奇、陈思绵、辛杨、许育瑜、袁佳楠、陆文胜、张瑞铧、王湖勇、梁宇、陈修建、刘俊伟、邓松鹤、贺旺泉、宁思琪、张清望、刘紫琪、陈纪禧、刘欣桐、钟宁宇、林镕桢、许聚展、黎家洛、莫昌康、邱献旭、刘晓思、萧畅达、董桢洵、陈龙腾、葛云清、王芮、汤荣亮、黎天乐、庄永祺、杨超华、张伟、卓凡、王秋恒 |
12月24日 成果复现总决赛 TOP 9 | 马雪奇、陈思绵、辛杨、王湖勇、许聚展、黎家洛、莫昌康、邱献旭、杨超华 |
计算机图形学9月24日
个人简介:北京大学博雅特聘教授、智能学院副院长、IEEE Fellow、中国计算机学会会士和中国图像图形学学会会士。研究领域为计算机图形学、三维视觉与可视化,在ACM SIGGRAPH、IEEE VIS、ACM TOG等国际会议和刊物发表论文200余篇。曾担任973项目“城市大数据计算理论与方法”首席科学家。担任爱思唯尔Computer & Graphics期刊编辑指导委员会成员;曾任ACM Transactions on Graphics (TOG)和IEEE Transactions on Visualization and Graphics (TVCG)编委,并多次担任计算机图形与可视化领域几乎所有重要国际会议的PC成员;曾任 SIGGRAPH ASIA和IEEE VIS指导委员会委员,SIGGRAPH ASIA 2014和IEEE Visualization 2005会议主席及IEEE Visualization 2004程序委员会主席。获2003年美国NSF CAREER Award、2005年IEEE可视化国际会议最佳论文奖、2014年中国计算机图形学杰出奖,入选2008年中科院百人计划、2010年国家杰出青年科学基金资助、2015年长江学者特聘计划、2016年领军人才、2019年IEEE Fellow和2021年IEEE Visualization Academy。曾任中国计算机学会(CCF)常务理事和青工委主任,第七届教育部科技委信息学部委员,兼任北京电影学院未来影像高精尖创新中心首席科学家。任中国图像图形学学会CSIG三维视觉专委会主任。个人网页: https://cfcs.pku.edu.cn/baoquan/
讲课内容:面向现实世界仿真的智能影像生成
现实场景的三维捕获、重建与模拟仿真在深度学习与人工智能的推动下正在发生革命性的改变,反映在物理逼真且实时交互的视觉效果生成。本报告将介绍三维场景的获取、物理现象的模拟与人体动作的控制等影像生成技术的前沿进展。这些将给影视制作、虚拟现实、增强现实与数字孪生等应用领域带来新的机遇,特别有意义的是,将为人工智能的模型设计提供参考,对训练学习提供虚拟仿真环境。
个人简介:清华大学计算机科学与技术系教授,主要研究方向为计算机图形学、虚拟现实、智能信息处理和系统软件等。在ACM TOG/SIGGRAPH、IEEE TPAMI、IEEE TVCG、IEEE TIP、CAD、 IEEE CVPR等重要刊物和国际会议上发表论文100余篇。现为中国计算机学会副理事长,亚洲图形学学会主席,并担任Computational Visual Media主编和CAD、Computer & Graphics和中国科学等多个期刊编委。
讲课内容:“计图”深度学习框架新进展
计算机图形学从60年代开始逐步发展为计算机科学中的重要学科方向,并成为虚拟现实、数据可视化、智慧城市等领域的共性基础。计算可视媒体作为图形学的发展和延伸,强调与视觉感知、人工智能和几何学的结合,为人类研究现实世界提供重要手段,蕴涵着无数影响人们认知方式和生活方式的应用。本报告从可视媒体内容生成出发,分析内容生成的三个发展阶段,以及深度学习、特别是生成对抗网络的演进。接着介绍神经网络研究依赖的深度学习框架的现状、Jittor框架的创新与新进展、Jittor框架的国产化生态的构建,以及SubdivNet、Recursive-NeRF等基于计图的创新研究。
计算机视觉10月8日
个人简介:查红彬,北京大学信息科学技术学院智能科学系教授,机器感知与智能教育部重点实验室主任。主要从事计算机视觉与智能人机交互的研究,在三维视觉几何计算、三维重建与环境几何建模、三维物体识别等方面取得了一系列成果。出版学术期刊及国际会议论文350多篇,其中包括IEEE T-PAMI, IJCV, IEEE T-VCG, IEEE T-RA, IEEE T-SMC, ACM T-IST, JMLR, PR等国际期刊以及ICCV, ECCV, CVPR, CHI, ICML, AAAI, ICRA等国际学术会议论文120多篇。
讲课内容:动态视觉与SLAM:在线学习的途径
三维视觉的一个主要任务是利用传感器视点的变化与成像几何的约束来实现三维场景的几何与结构重建。因此,伴随传感器移动的动态视觉与3D视觉的关系愈加密切,SLAM(Simultaneous Localization and Mapping:即时定位与地图构建)技术再度成为3D视觉领域的研究热点。为了提高动态视觉系统在真实复杂场景中的应用能力,我们应充分强化视觉系统的环境自适应性,而在线学习方法是实现这一目标的有效途径。该报告将围绕基于在线学习的SLAM问题,介绍我们近来的一些想法和尝试,主要内容包括:面向自监督视觉里程计的序列对抗学习方法;具有在线自适应能力的自监督SLAM学习。
个人简介:乔宇,上海人工智能实验室主任助理、教授,中国科学院深圳先进技术研究院研究员。研究领域为计算机视觉、深度学习等,近年来聚焦通用视觉方法的研究。入选国家级人才计划、中科院百人计划、广东省科技创新领军人才等。发表学术论文300余篇,谷歌学术引用3.6万余次,h-index为74;授权专利56项。以第一完成人获广东省技术发明一等奖、中国人工智能学会吴文俊人工智能科技进步二等奖,获中科院卢嘉锡青年人才奖、AAAI 2021杰出论文奖等。
讲课内容:通用视觉方法:进展与挑战
当前人工智能发展进入从单一任务向多任务协同演进、从感知智能到认知智能跃进的关键阶段。计算机视觉是人工智能的核心领域,应用广泛。目前的视觉方法面临依赖大规模数据、学习效率低,泛化能力弱、鲁棒安全性差等瓶颈。针对这些挑战,我们提出发展通用视觉方法,旨在构建一个模型谱系支持多种任务多种模态和多种场景,并提升模型的数据效率、认知推理、可信安全等能力。我们训练构建了“书生”基模型,可全面覆盖图像视频分类、目标检测、语义分割、深度估计四大视觉核心任务。在 ImageNe等20多个最具代表性的下游场景中,“书生”模型广泛展现了极强的通用性和优异的性能。在这个报告中,我将以书生模型为例,介绍通用视觉方法的进展与挑战。
多媒体技术10月15日
个人简介:计算机系教授,信息科学与技术国家研究中心副主任,清华大学人工智能研究院大数据智能研究中心主任,国家973项目首席科学家,国家基金委重大项目负责人,AAAS Fellow、IEEE Fellow和SPIE Fellow。担任IEEE Transactions on Multimedia指导委员会主席,中国计算机学会多媒体专业委员会主任。曾任IEEE Transactions on Multimedia主编,IEEE Transactions on CAS for Video Technology常务主编。主要从事网络多媒体计算等研究,发表论文380余篇,10次获国际最佳论文奖,授权发明专利80余项,出版5本国际专著,获国家自然科学二等奖两项(排名1和2)。
讲课内容:多媒体智能
在过去的十年里,大量新兴多媒体应用和服务的出现,产生了海量多媒体数据,极大地促进了图像/视频内容分析、多媒体搜索与推荐、多媒体流化与内容分发等的迅猛发展。与此同时,人工智能(AI)在近十年经历了一波“新”的发展浪潮,取得了巨大成功和应用。本报告介绍多媒体智能这一概念,从以下两方面探讨多媒体与人工智能的相互影响:1)多媒体驱动人工智能向可解释性的研究范式发展; 2)人工智能反过来为多媒体的研究注入了新思维。多媒体和人工智能交互式地彼此增强,共同形成一个闭环。最后,我们探讨多媒体智能的发展趋势。
个人简介:北京师范大学人工智能学院教授,国家基金委杰出青年基金获得者,国家科技创新领军人才计划入选者,中国青年科技奖获得者。分别于1996年、2001年和2006年在西安交通大学获得学士、硕士和博士学位。研究领域为图像/视频处理、计算机图形学。部分成果在华为、快手及国防工业领域落地。近期主要研究兴趣为计算摄像学、红外成像增强、内容生成等。
讲课内容:噪声建模与降噪
降噪是成像和图像处理领域的经典问题之一。噪声模型与噪声参数是决定降噪效果的核心问题。真实噪声来源复杂且各传感器各不相同,而不同的传感器拥有不同的噪声模型与噪声参数,因此,准确建模真实噪声十分困难。真实场景中的噪声具有复杂、未知的特点,对图像分析并有效估计噪声分布及其参数也十分困难。本报告将分享噪声建模与降噪的问题、挑战、关键点,以及近年来的进展和本团队的研究工作。
高性能计算10月22日
个人简介:博士、中山大学计算机学院教授、博导,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者,CCF Fellow。研究方向为高性能网络计算与云计算、新型存储和系统结构,是我国高性能网络计算技术研究的先行开拓者之一。获得国家科技进步二等奖2项、省部级科技奖6项,发表论文200多篇。
讲课内容:高性能网络计算技术
网络计算技术是目前计算机技术发展的一个重要计算模式,也是大数据和智能计算的支撑系统技术,我们将重点介绍多种网络计算模式与特点,以及我们的工作和发展趋势。
个人简介:清华大学计算机系长聘副教授,博士生导师。现为清华大学计算机系高性能所副所长,ACM中国高性能计算专家委员会秘书长、北京智源青年科学家。主要研究方向包括高性能计算、性能评测和编译优化等。研究成果发表在相关领域顶级学术会议和期刊——SC、ICS、PPOPP、ASPLOS、MICRO、OSDI、ATC、IEEE TC、IEEE TPDS等。研究成果获ACM ICS 2021最佳学生论文奖、SC 2014 Best Paper Finalist、ICDCS 2020 Best Paper Honorable Mention奖。担任NPC 2018程序委员会主席、IEEE Cluster 2021领域主席、SC 2022领域副主席,SC、ICS、PPOPP、PACT等国际学术会议程序委员会委员。目前担任IEEE TC、IEEE TPDS、IEEE TCC等多个国际学术期刊编委。担任清华大学学生超算团队教练,指导的团队十二次获得世界冠军。在2015年和2018年包揽了SC、ISC、ASC三大国际超算竞赛的总冠军,实现“大满贯”。其中,SC15冠军是大陆高校在该项赛事中首次获奖。获教育部科技进步一等奖、中国电子学会科学技术一等奖、中国计算机学会优秀博士学位论文奖、IEEE TPDS杰出编委奖 (Editorial Excellence Award)、国家自然科学基金优秀青年科学基金、CCF-IEEE CS青年科学家奖。
讲课内容:大规模预训练模型的并行训练加速
随着预训练模型参数量不断扩大,以混合专家(MoE)为代表的具有稀疏、动态性的结构成为当前研究热点。在新一代国产神威超级计算机上,我们从底层算子库、混合并行方式、负载均衡和混合精度训练等多方面对 MoE 结构的大模型进行了深入性能优化,最终开发出了“八卦炉”大模型训练系统,训练了世界最大规模 -- 百万亿级参数的预训练模型,达到了 EFLOPS 的训练吞吐量。针对 MoE 模型,为了更好优化其在不同平台上的分布式训练效率,开发了 FastMoE 系统,提升了 MoE 模型在通用异构平台上的训练效率。
计算机网络10月29日
个人简介:天津大学教授、博士生导师,IEEE Fellow,国家杰青,国家领军人才,天津市先进网络技术与应用重点实验室主任,天津市区块链技术创新中心执行主任。主要研究方向包括云计算、物联网、区块链。主持重大研发计划课题、国家自然科学基金重点项目等各类科研项目20余项。研究成果获得天津市科技进步特等奖,辽宁省技术发明一等奖。中国计算机学会常务理事,ACM中国理事会常务理事,中国计算机学会网络与数据通信专委会主任,天津市计算机学会副理事长。
讲课内容:Serverless计算系统软件栈思考
服务器无感知(Serverless)计算近年来发展迅速,正日益成长为云计算发展的新增长引擎,各大云服务提供商也都陆续推出了各自的Serverless计算平台。Serverless计算应用具有显著的小而短特征,为保障小而短函数应用的性能需求,云端厚重的软件栈面临资源效率的巨大挑战。本次报告,我们将讨论Serverless计算系统软件的已有研究,并讨论未来发展趋势。
个人简介:北京航空航天大学教授、博导,长期从事新型网络体系结构与关键技术方面的创新研究与教学工作,主持国家重点研发计划课题、973计划课题、国家863计划课题、国家自然科学基金等项目十余项,在IEEE ToN、JSAC、TPDS等国际权威期刊和会议发表论文60余篇,获国家授权发明专利30余项(其中24项已转化)。曾获国家技术发明二等奖、中国电子学会科学技术奖一等奖、教育部技术发明一等奖、北京青年五四奖章、全国百篇优秀博士学位论文提名奖等奖励,2012年入选教育部新世纪优秀人才支持计划、2014年获国家优秀青年科学基金,2022年获国家杰出青年科学基金。
讲课内容:系统观念指引互联网体系结构创新
创新互联网体系结构,从根本上解决互联网在安全性、规模可扩展性、可演进性、可管理性等方面的问题,是信息网络领域数十年来悬而未决的国际学术难题。针对互联网是开放复杂巨系统的特点,本报告首先运用马克思辩证唯物主义的系统观念,揭示互联网的功能本质和网间互联本质,分析互联网体系结构创新需要遵循的原则;在此基础上,介绍一种基于上述本质和原则对互联网体系结构的创新探索--共生网络。
智能物联网11月05日
个人简介:
2000和2005年分别获浙江大学获学士和博士学位。2008-2010在加拿大滑铁卢大学访问。现任浙江大学学术委员会委员、工业控制技术国家重点实验室副主任、浙江大学工业控制研究所所长,曾任浙江大学信息学部副主任、浙江大学学位委员会委员。2010年12月起被聘为浙江大学教授,2015年入选教育部长江学者奖励计划。曾获国家科技进步二等奖、教育部自然科学一等奖、教育部科技进步一等奖、中国青年科技奖、教育部霍英东青年教师奖、IEEE通信学会亚太区杰出青年研究学者奖等,是IEEE 车载技术学会Distinguished Lecturer(2015-2020)。2019年当选为IEEE Fellow,同年当选为中国自动化学会会士。2021年入选浙江省特级专家。2021年4月起,任浙江工业大学副校长。
讲课内容:Emerging Technologies for IoT Applications
This talk will introduce the cutting edge technologies of Internet of Things, including the recent advance of typical sensing methods and technologies, the low power wide area transmission technologies, such as narrow-band IoT and Lora. Some data-based applications and IoT cases also will be introduced in detail.
个人简介:
中国科学技术大学计算机科学技术学院教授,执行院长, ACM/IEEE Fellow,ACM杰出科学家。ACM中国前联合主席,ACM理事会常务理事,新创讲席教授,基金委杰出青年基金获得者,国家重点研发计划物联网安全项目首席科学家,曾担任美国伊利诺伊理工大学助理教授、副教授、教授,清华大学EMC讲席教授,微软亚洲研究院访问教授。获伊利诺伊大学计算机硕士、博士,清华大学计算机本科、工商管理双学位。一直从事智能物联网、物联网和数据安全隐私、数据共享和贸易等方面的研究。
讲课内容:工业物联网:智能感知、边缘计算、与安全初探
工业互联网是工业生产系统与互联网深度融合形成的新一代智能网络,其核心是感知、通信、分析、决策、控制一体化的信息与物理系统深度融合应用。工业互联网作为下一代工业基础设施,将重塑整个工业生产制造体系,形成设备上网、企业上云、远程管控的新型智能制造体系,助力工业生产的数字化、网络化、智能化。智能物联网作为工业互联网的核心支撑之一,正在深刻地改变着工业生产的方方面面。物联网的核心任务是无处不在的低功耗深度感知、以无线为主的万物互联、以及智能化的数据共享计算。在这个报告中,我将和大家分享工业互联网的一些挑战,尤其是体系结构、智能感知、边缘计算、安全四个方面的挑战,并分享我们团队在智能物联网方面的一些初步研究成果和探索,包括基于低功耗和无源的智能感知,大规模无源低功耗网络,智能边缘计算,和智能物联网的安全隐私保护。
智能系统11月12日
个人简介:清华大学计算机科学与技术系教授,博士生导师,IEEE/CAAI/CAA Fellow, 国家杰出青年基金获得者; 兼任清华大学校学术委员会委员,计算机科学与技术系长聘教授委员会副主任,清华大学人工智能研究院智能机器人中心主任。兼任担任国家重点研发计划机器人总体专家组成员,中国人工智能学会(CAAI)副理事长,中国自动化学会(CAA)和中国认知科学学会(IACS)常务理事,中国计算机学会(CCF)智能机器人专业委员会主任。兼任国际刊物《Cognitive Computation and Systems》主编,中国人工智能学会会刊《CAAI Artificial Intelligence Research》执行主编,国际刊物《IEEE Trans. on Cognitive and Development Systems》,《IEEE Trans. on Fuzzy Systems》、《IEEE Trans. Systems, Man and Cybernetics》和《International Journal of Control, Automation, and Systems (IJCAS)》副主编或领域主编,《Robots and Autonomous Systems》,《中国科学:F辑》编委。
讲课内容:人工智能的前沿思考
人工智能历经60多年发展,已在理论、技术到应用,取得阶段性的重大进展。然而,人工智能需要解决的三大根本性问题:智能如何产生、智能如何评定、智能如何应用?是一个大家关心的问题。首先,报告人从图灵测试的发展角度,分析了多方安全计算,这个由中国人从源头提出并可能引领的安全机器学习新方向。其次,分析了以深度学习为代表人工智能存在的问题,重点讨论了卷积神经网络为代表的深度学习是否真正实现生物视觉的识别功能?并进一步讨论了强化学习、跨/多模态学习、迁移学习、对抗学习的问题。最后,展望了人工智能的未来发展。
个人简介:腾讯首席科学家,腾讯 AI Lab 及腾讯 Robotics X 实验室主任。ACM Fellow(国际计算机学会院士)和 IEEE Fellow(国际电气电子工程师学会院士),2022年度“全球前2%顶尖科学家榜单”世界排名1002,中国排名Top10。在立体视觉、机器人导航,三维重建、运动分析、图像配准、摄像机自标定、人脸表情识别,语音增强与识别,沉浸式远程交互,视频会议系统等方面都有开创性的贡献,参与了多项欧洲及微软的计算机视觉、多媒体和机器人重大项目。他在国际顶尖会议和杂志上发表论文250余篇,论文引用次数66000多次, h-index 100,200多项专利。他发明的平板摄像机标定法在全世界被普遍采用,被称为“张氏方法”,2013年因此获得 IEEE Helmholtz 时间考验奖。
讲课内容:智能机器人与人的智能系统
随着AI、VR、AR、XR等数字技术的飞速发展,以及几乎无处不在的移动宽带互联网的覆盖,我们正在进入一个虚实集成世界(Integrated Physical-Digital World,IPhD),也即虚拟世界(数字世界)与真实世界(物理世界)的紧密结合。虚实集成世界(IPhD)需要具有四大关键技术:现实虚拟化、虚拟真实化、全息互联网、智能执行体。智能执行体包括智能数字人和机器人,他们在数字世界和物理世界之间穿梭。在本次课程中,我们将描述机器人技术,包括A2G理论 (AI, Body, Control, Developmental learning, Emotional intelligence, Flexible Manipulation, Guardian angel),以及在此理论指导下我们的进展。另外,我们需要面对未知、充满挑战的“新世界”,那如何提升我们人的智能系统呢?我将分享我总结的做好研究和技术需要的工匠精神(“W.T.O.”理论)。“W”就是一万小时定律,即使是天赋很高的人也需要一万小时的锤炼才成为世界级大师;“T”也被称为钉子理论,要往深的地方钻下去,成为不可替代的专家;“O”来描述一个人的认知边界,要对未知世界保持好奇,不断拓展,同时聚焦,并提高获得能力的能力,终身学习。这个W.T.O.理论是有认知科学和脑科学实验支持的。
数据科学11月19日
个人简介:教授,现任中国人民大学信息学院院长、高瓴人工智能学院执行院长。长期从事大数据和人工智能领域的研究工作,担任国际会议SIGIR 2020程序委员会主席、国际期刊ACM TOIS和IEEE TKDE编委等。曾任微软亚洲研究院高级研究员和互联网搜索与挖掘组主任。到中国人民大学工作后,积极致力于推动人民大学人工智能和大数据的研究和教学,特别是新技术与相关学科的交叉。2013年入选国家“海外高层次人才计划”特聘专家,2018年入选首批“北京市卓越青年科学家”,2019年担任北京智源人工智能研究院首席科学家。
讲课内容:多模态基础模型训练和应用
人类的孩子在多模态环境下进行学习,多模态基础模型是AI在多模态环境中学习世界表示和语言的探索。我将介绍我们在多模态基础模型训练方面的工作,揭示其强大的语义表征和模态融合能力,以及在下游任务上的优秀性能。
个人简介:浙江大学求是特聘教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者(2020)、国家优秀青年科学基金获得者(2015)。研究方向为数据库、大数据管理与分析、DB与AI融合,已发表CCF A类中英文学术期刊或会议论文110余篇,出版中英文学术专著4部,授权发明专利17项,登记软件著作权3项,并获ICDE 2022最佳论文、ICDE 2019优秀论文、APWeb-WAIM 2018最佳论文、SIGMOD 2015最佳论文提名、ICDE 2015优秀论文等。主持国家级科研项目/课题10余项,并获省部级或全国性学会科技进步特等/一等奖3项。现为ACM中国SIGSPATIAL分会副主席,浙江省大数据智能计算重点实验室副主任,浙江大学软件学院副院长。曾/现担任TKDE、JCST、FCS、DAPD、DSE、《计算机研究与发展》等顶级/重要学术期刊(青年)编委/副编辑(Associate Editor),VLDB、SIGSPATIAL、WISE等10余个顶级/重要国际学术会议程序委员会/Workshop/Tutorial/宣传/出版/本地(共同)主席,TODS、VLDBJ、TKDE、《软件学报》、《计算机学报》等10余个国内外顶级学术期刊评审专家,SIGMOD、VLDB、ICDE、SIGKDD、SIGIR等10余个顶级国际学术会议程序委员会委员。培养多名博/硕士生获KDD Cup 2022风电预测(Wind Power Forecast)赛道世界冠军、中国计算机学会(CCF)优秀博士学位论文奖、ACM SIMGOD中国优博奖、浙江省优秀博士学位论文提名、浙江省优秀硕士学位论文等。
讲课内容:大数据治理:现状与展望
随着5G和物联网等技术的快速发展,人类进入了数据爆炸时代,数据成为重要的战略资源,是第五生产要素。然而,在大数据时代,普遍存在数据的质量低下、共享薄弱、监管不足等挑战,导致数据要素潜能难以充分释放,蕴含价值不能完全挖掘。大数据治理旨在提升数据质量,促进数据互联互通,保障数据隐私安全,助力国家数字经济建设。本报告针对大数据环境下的重大挑战,围绕大数据治理的主要任务,介绍大数据治理的现状与展望,并汇报讲者负责团队近年来最新的相关进展。
信息安全11月26日
个人简介:中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室副主任、研究员、博士生导师,获得国家杰青、优青项目资助。长期从事处理器芯片架构设计及芯片安全等方面的研究工作。
讲课内容:处理器芯片安全
芯片漏洞具备影响范围大、危害程度强、修复代价高的特点。尤其是近年来,层出不穷的处理器芯片安全漏洞揭示了处理器设计的经典原则、核心方法均存在安全风险。工业界和学术界对此都予以高度关注。本次报告将简要分享我们在通用处理器安全体系结构、安全微体系结构方面开展的系列工作。
个人简介:中山大学网络空间安全学院院长,国家杰出青年青年科学基金获得者,主要从事计算机视觉基础研究和网络空间内容安全应用研究。担任IEEE汇刊 TIP/TMM/电子学报编委,NeurIPS/ICCV/CVPR/IJCAI/AAAI/ICPR Area Chairs。获2019年中共中央办公厅技术进步一等奖(排名第1)。中国计算机学会优博、中国电子学会优博、中国科学院大学优博指导导师。
讲课内容:"ILL-Posed" Computer Vision Tasks
软件理论12月03日
个人简介:Distinguished research professor of Institute of Software, Chinese Academy of Sciences (ISCAS). He got his bachelor degree and master degree both from Nanjing University, and his PhD from ISCAS. Prior to join ISCAS, he worked at the Faculty of Mathematics and Informatics, Mannheim University, Germany as a research fellow. His research interests cover formal design of real-time, embedded and hybrid systems, program verification, concurrent computation models, modal and temporal logics, and so on. He is in the editorial boards of Formal Aspects of Computing, Journal of Logical and Algebraic Methods in Programming, Journal of Software, Journal of Electronics, and Journal of Computer Research and Development, a member of the steering committees of SETTA and MEMOCODE, the pc co-chairs of FM 2021, SETTA 2016, the general co-chairs of MEMOCODE 2018, MEMOCODE2019 and ICESS 2019, and serves more than 100 international conferences program committees e.g., CAV, RTSS, HSCC, FM, TACAS, EMSOFT and so on. He published more than 100 papers in international leading journals and conferences, 2 books and 4 book chapters, and edited 4 conference proceedings and 5 journal special issues. See lcs.ios.ac.cn/~znj for more details.
讲课内容:Formal Design of Safety-critical Embedded Systems
I will report our recent work on model-based formaldesign of embedded systems. In our approach, one can build a graphical model of a system to be developed with the combination of AADL and Simulink/Stateflow, called AADL+S/S, and then conduct extensive simulation. In order to formally verify the graphical model, we translate AADL+S/S models into HCSP automatically. HCSP is a formal modeling language for hybrid systems, which is an extension of CSP by introducing differential equations to model continuous evolution and several kinds of interrupts to model the interaction between continuous evolution and discrete jumps. Using Hybrid Hoare Logic and its theorem prover, the translated HCSP formal model can be verified. In order to justify the correctness of the translation, we give an inverse translation from HCSP to Simulink, so that the consistency can be checked by co-simulation. Also, we define formal semantics of AADL+S/S and HCSP with UTP so that the correctness of the bidirection translation can be proved theoretically. Finally, we propose the notion of approximate bisimulation for HCSP so that we can discretise a given HCSP process correctly in the sense of approximate bisimulation. Based on which, we define a set of refinement rules through which we can refine an HCSP process into a piece of SystemC or ANSI-C code, which is approximate bisimilar to the original HCSP process. All the above are supported by a tool chain called MARS. We have applied the above approach to design some real-world case studies.
个人简介:西安电子科技大学教授,研究生院院长,从事软件安全、程序验证及智能软件等领域的研究工作,在本领域重要国际期刊和会议发表重要学术论文100余篇,获教育部自然科学一等奖,陕西省科学技术一等奖,教育部长江学者特聘教授资助,国家优青,研究成果应用于探月工程三期等系列航空控制软件的研制中。
讲课内容:可信软件
重点介绍可信软件中的若干基础理论问题。
交叉方向12月10日
个人简介: 博士,二级教授,博士生导师,西安电子科技大学人才工作办公室主任,计算智能研究所所长,陕西省重点科技创新团队负责人,国家级领军人才,享受国务院政府特殊津贴。主要研究方向为计算智能理论与方法、网络信息感知与隐私保护、雷达与遥感智能系统,主持国家重点研发计划、国家863计划、国家自然科学基金等项目三十余项,发表论文200余篇,被引用一万七千余次,H-index引用指数70+,入选中国高被引学者,授权国家发明专利30余项,获国家自然科学奖 、教育部自然科学奖等省部级以上科技奖励5项。担任IEEE演化计算汇刊、IEEE神经网络与学习系统汇刊等期刊编委,中国人工智能学会青工委主任等。
讲课内容:深度神经网络结构优化
深度神经网络借助其深层结构,具备很强的复杂问题建模能力,在特征的自主表达学习、数据的适应性等方面表现出明显的优势,在机器视觉、语音识别等诸多领域中取得了良好效果。然而,深度神经网络在理论研究上仍然存在亟待解决的瓶颈难题。首先深度网络的结构设计困难,如网络结构、层数、节点数目等大多需要人工设定;同时,模型的表达参数对性能的影响显著,需要反复调参;而且,基于梯度的网络优化算法存在梯度弥散和陷入局部最优的缺点。本报告将介绍团队近期在解决深度神经网络结构优化难题上的一些思路和尝试,并汇报在深度神经网络应用上的一些新进展。
个人简介:清华大学科研院院长、互联网司法研究院院长。兼任中国人工智能学会副秘书长、中国中文信息处理学会信息检索专委会主任等。主要研究领域集中在信息检索、互联网搜索技术以及自然语言处理研究方面。获得国家级科技创新领军人才、中国青年科技奖、北京市科学技术一等奖、钱伟长中文信息处理科学技术一等奖等奖励,并作为项目负责人获得国家重点研发计划,国家自然科学基金委优秀青年基金和重点基金资助。
讲课内容:面向司法公开的智能信息获取技术
近年来,人工智能在司法场景中展现出了较大的实务应用潜力和学术研究价值,清华大学互联网司法研究院针对网络空间治理中面临的司法应用挑战,开展了面向互联网司法场景的大规模预训练语言模型构建、法律条款与司法文书内容理解、个人敏感信息识别与管控等技术研究,支撑了包括司法类案检索、涉法舆情处理、司法信息智能公开、法律文书自动生成与核验等方面的典型应用。本报告将介绍这方面的相关进展,并重点讨论面向司法公开的智能信息获取技术的未来研究方向。
课后回顾
学生王明阳:在这堂课中,陈宝权老师条理清晰、逻辑严谨地为我们介绍了如何对三维世界中的数据进行采集与重建,如何对现实世界中的物理定律进行仿真与模拟,进而创造一个与现实更加吻合的虚拟世界。
从场景的点云数据采集开始,历经早先的卫星图像等被动采集方式,到近期的基于车载激光雷达与无人机的主动采集,我们便可以进行场景的初步重建工作。但由于城市绿化、行人交通等因素带来的遮挡,采集到的数据质量可能不尽如人意,而再次采集则费时费力。因而基于智能机器人的智能采集方案应运而生,对于大规模的场景,多机协同更大大提升了工作质量与效率。近年来,无人机的加入为采集方案提供了更多可能。在静态场景重建之后,对于自然中数不尽的物理现象的模拟又是一个有意思的问题。真实世界的物理仿真,需要我们对对象的几何与物理特性有描述,对其背后的物理规则有理解。风吹叶落、雨打梧桐,在结合了真实世界的物理定律后,虚拟世界逐渐鲜活了起来。一个世界的真实感离不开人,如何生成更加自然的数字人,如何赋予其个性与对周围环境的感知与反应能力是一个很有难度的问题。在这方面陈老师的工作主要包括:首先通过视频,鲁棒地提取人体动作,获得时间上连续、物理上正确的人体动作数据;进而将动作的机理与不同的模型绑定;最后,提出了风格提取的概念,用于对人体动作的理解。随后,陈老师展示了其工作在电影制作,自由视点转播中令人惊叹的应用,进而引出了计算机图形学随着人工智能的发展的另一项重要应用——可视学习。如前所述的一系列工作不仅仅可以用于对真实世界的模拟,也为无人驾驶、机器人等未来情景中的智能体提供了一个可以灵活调整,充分训练的场景。而在更深远的层次,也让仿生感觉运动与具身机器人的研究充满了无限的可能。
学生马雪奇:在这堂课中,非常荣幸有机会聆听图形学的领军人物—胡事民教授关于“可视媒体内容生成与计图深度学习框架”的讲解,整节课听完之后,意犹未尽。图形学几十年来一路发展至今,从几何到动画,从影像到渲染,所涉及的范围之广,不禁让人感叹图形学的伟大。
胡事民教授从图形学出发,将我们从单纯依靠声音来传递信息的刀耕火种时代、带到了以图像、视频作为媒介的近代,然后又带到了即将到来的 VR/AR 时代。现如今,人们慢慢开始从“记录”媒体信息,逐渐更多地去追求“生成与处理”媒体内容。而利用计算机去生成一些满足人们需求的内容已逐渐成为增强人与人沟通,人与机器沟通的有效手段。在媒体内容生成与处理方面,胡教授介绍了该领域的三个发展阶段:1)基于规则的方法,该方法通过分析图像的颜色纹理,几何结构等信息,并基于一定的规则来构造能量表达式,直接或近似的对问题进行求解;2)数据驱动的方法,该方法以互联网海量的可视媒体内容作为素材,通过检索、过滤、合成的步骤,生成新的内容;3)基于深度学习的方法,该方法以卷积神经网络为工具,利用对抗训练策略,来学习训练样本中的潜在语义信息,从而用于语义分割和内容生成。
作为计算机行业的从业者,我们知道,深度学习从学术理论研究到应用的开发过程中,通常会涉及到很多不同的设置,这使得其研究和开发过程中所依赖的环境安装、部署以及测试的工作变得非常复杂和繁琐。为了能够简化这个过程,国内外的学界和业界都做了非常多的努力,开发并完善了多个基础的深度学习框架。而为了能够打破国外的技术封锁,为国内的高校和企业提供多一种选择,胡教授的团队提出了计图(Jittor)深度学习框架。计图框架创新性地提出了元算子和统一计算图,相比于国际主流平台,该框架在多种应用上性能得到了大幅提升,为从事深度学习科研工作的研究生新生,提供了非常便利以及实用的工作平台。
课上胡事民教授也介绍了很多关于计图开发团队的事迹,我才了解到,如此具有创造性和竞争力的工作,其核心开发团队仅有七八个人。胡教授的团队中很多成员为了开发完成计图框架,放弃了很多自己的时间,全天24小时在开发社区为使用者提供服务解答。听完这些之后,我不禁感慨,这些科研前辈对于科研的热情和不懈努力,敢于去埋头苦干,只为一个能够服务相关科研工作者的学习框架。这种对于科研的执着和热爱精神,我想值得我们每一位科研新生去追逐和学习。
学生苏富宝:10月8日下午,在开yun体育官网入口登录苹果南区计算机报告厅里,我非常荣幸地与其他计软学院研究新生们一起,认真听完了查红彬教授这堂精彩的云讲课。作为国内计算机视觉与智能人机交互研究的领头人之一,查红彬教授用通俗易懂的语言,内容详尽的幻灯片,给我们带来了一场关于动态视觉与SLAM的知识盛宴,字字珠玑,激发了我对这一研究方向的浓厚兴趣。
课程一开始,查红彬教授从自动驾驶、机器人避障等需求出发,引出了动态视觉的概念:从视频中实时理解环境。同时也介绍了动态视觉的难点:1)数据量太大导致人为的数据标注代价太过高昂,以至于难以用于监督学习中;2)复杂环境的理解难度大;3)实时处理需求对处理方法的性能要求苛刻。
围绕着如何解决这些问题,查老师首先向我们介绍了动态视觉的目标:SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)——同时定位与制图。顾名思义,也就是要求机器人来到新的环境后,要知道自己在哪,同时要理解周围的环境并制作一定的“地图”,从而可以进行下一步的有效操作。在介绍SLAM发展现状的同时,查老师也指出了存在的问题:1)没有充分利用数据时空连续的这一特点;2)缺少系统的实现架构。面向这两个挑战,查老师介绍了一个由四种模块组成的SLAM在线学习系统,包括数据处理、环境制图、操作预测等主要内容。在数据处理方面,查老师团队充分利用数据的时间连续特性,设计了序列式神经网络,面向源源不断的输入帧,使用LSTM让网络拥有记忆,同时使用层级网络来学习全局与局部的关系。最重要的,为克服数据无法标注这一难点,运用GAN预测下一帧,实现了无监督学习,可实际应用。在操作预测方面,用到了增量学习的思想,大量使用RNN实现了网络的虚拟记忆,同时利用注意力机制来实现序列学习。査老师团队还提出了一个使用元学习实现具有自适应能力的网络,其适应能力可以让传感器在不同环境中有着同样优秀的表现。最后,在环境制图方面,査老师介绍了概率场模型概念,概率场的优势是能够抽象地表示环境物体,易于训练,并能很方便地转化成其他三维表示。
学生李振鹏:在这堂课上,非常有幸聆听了乔宇教授关于“通用视觉方法:进展与挑战”的精彩分享。传统的视觉方法针对特定任务和场景会设计专有的网络模型,而通用视觉方法则是打开了一扇全新的大门,一个模型可以应用到若干个任务以及数百个应用场景中。从单任务单模态到多任务多模态,通用视觉方法让人兴奋、惊喜。
课堂上乔宇教授首先简要回顾了人工智能的历史,针对特定任务以及在大数据的加持下,人工智能取得了一些非凡的成就,然后指出未来模型的通用性是核心问题,通用视觉将是下一代人工智能的突破口。接下来对通用视觉的通用性进行了详细解读,包括三个方面:1)多种任务加小数据的通用性;2)不同场景和模态的通用性;3)认知推理任务的通用性。由于预训练大模型能够显著提升视觉模型的通用能力,因此例如谷歌、DeepMind、微软、华为等也都依次发布了各自的通用视觉大模型。同时大规模预训练、多模态以及自监督训练也已成为新的发展趋势。随后乔宇教授指出人工智能科研模式近年来发生了重大变革,由过去依靠顶尖学府、小团队的“农业作坊模式”,转变到如今依靠顶尖平台、大团队的“工业协同模式”,大平台协同是关键,近年来人工智能较大的突破例如AlphaGo、GPT-3等,均是依托大平台的协作取得。当然目前通用视觉大模型并不成熟,仍具备较多挑战。首先大模型不是万能的,一个模型无法解决所有问题;其次大模型在下游任务场景中的如何快速迁移部署,仍需持续深入的开展研究。课堂最后乔宇教授分享了通用视觉技术体系“书生”。一个“书生”基模型即可覆盖分类、目标检测、语义分割、深度估计四大视觉核心任务,并且在多个任务和场景下,“书生”模型展示出极强的泛化能力。
学生丁婷婷:十分有幸在计算机技术前沿课上听到朱文武教授主讲的“多媒体智能”课程,朱教授从一个全新的视角分析了多媒体与人工智能之间的关系,使我们对多媒体智能有了全新的认识和理解。
朱教授从多媒体智能的认识含义出发,分析了多媒体与人工智能的双重促进关系,指出一方面,多媒体数据丰富语义信息促使人工智能向着更具可解释性的方向发展,另一方面,人工智能中先进方法的更迭有力保障了多媒体应用的可推理性。两者的融合,形成了一个闭环,相互促进并共同发展。此外,通过知识驱动与数据驱动相协同的方式,可以更好地平衡数据学习和机器学习,最终实现可解释、鲁棒的人工智能。
朱教授通过现有较好的研究方法来说明多媒体怎样帮助AI实现其可解释性和AI怎样为多媒体数据的分析和推理提供更多解决方法。多媒体促进AI发展可分为两个方面:1)多媒体数据的多模态核心推动机器学习催生了许多新兴技术,来帮助多媒体捕捉和建模多媒体数据的异构特征;2)大量的多媒体数据使得视听语音识别、图像视频标注和视觉问答等多种多模态应用成为可能。AI推动多媒体发展包含三个重要方法:1)多步推理启发的学习,即模仿人类的多步思维过程,可以利用递归神经网络实现;2)关联推理启发的学习,除了模仿人类的多步推理过程,还利用图神经网络(GNN)来模仿人类的关系推理能力;3)感知推理一体化,大量研究将推理能力集成到深层神经网络(DNN)中,解耦DNN底层的表示能力,级联不同层的感知过程来模拟高级的、人类可理解的认知,以期实现真正的强人工智能。朱教授最后对多媒体智能发展提出了三点展望:1)多媒体自主学习,即环境自适应的自主学习;2)多媒体因果推理,即将因果推理引入到多媒体学习中去;3)类人认知,借鉴人类学习推理模式,旨在让计算机像人一样认知、学习和推理。
学生张润泽:10月15日下午,在开yun体育官网入口登录苹果计算机前沿技术第6节课上,黄华教授深入浅出的为我们介绍了噪声建模与降噪领域的前沿工作,其具体生动的讲解让我这样一名非相关领域研究生,也对噪声研究产生了极大兴趣。
纵览此次讲课,黄华教授首先用例子引出图像降噪与噪声建模的重要性,接下来为我们介绍图像降噪与噪声建模之间相辅相成的关系,此后对此领域的前沿工作进行简要而又不失重点的点评,最后总结此领域挑战,展望此领域发展。黄华教授逻辑清晰、内容丰富的输出让整个课堂刮起了头脑风暴。
讲课中,黄华教授首先介绍照片的生成原理:光信号转化为电信号,经过放大器后转化为电压,再通过数模转换才形成了数字图像。接下来提到正因存在光电转化过程,生成的图像一定会有噪声存在,为得到更高质量的图像,图像降噪这一研究领域应运而生。而想要取得良好的降噪效果,噪声模型必不可少,黄华教授的近期主要研究工作正是集中于解决构建噪声模型这一问题。不同于仅仅利用深度神经网络进行噪声建模,黄华教授团队考虑了噪声的物理特性,根据物理过程假定噪声符合某一分布,并据此构建噪声模型。课程最后,黄华教授展示了团队近些年在此领域的优秀研究成果,再次强调了图像降噪与噪声建模强相关互促进的耦合关系。
本次讲课的很多观点都让我印象深刻,特别是结合物理特性进行噪声建模这一黄华教授反复提及的思想,让我不禁想到:一些很难解的方程,我们是否可以利用真实世界这一天然大型“解方程计算机”来进行求解呢?假设一个图像P的噪声分布为D,如果再在P上加一个噪声U得到图像P’,那么U与D的相关性和P’与P的相似度是否总是负相关或者正相关呢?如果确实存在正负相关,那么可否构建一个自动噪声生成器,并且不断作用于P上,从而构建一个优化问题(最小化或者最大化P与P’的相似度)进而得到更高级的噪声模型?
学生陈家贤:十分有幸能在计算机前沿技术课程中,听到肖侬教授的“高性能网络计算技术”。肖教授在本次课程中讲解了网络计算技术的演化过程,针对大数据带来的带宽瓶颈挑战,着重介绍了基于内存计算的网络计算技术。
肖教授从现有的百花齐放的网络应用中引出了网络计算技术,并进一步介绍了网络计算的演化过程。网络计算是基于网络资源的计算,传统的网络计算包括客户/服务器(C/S)计算、对等(P2P)计算,集群计算、网格计算和云计算。其中,客户/服务器计算和对等计算模型是初期网络计算技术的应用,他们分别解决可靠远程通信和单点服务等问题。过去十几年中,各种应用服务对存储和计算资源的需求又催生了更多网络计算技术。其中,科学计算应用对高性能计算的需求,使得集群计算得到广泛应用。集群计算的出现解决了单个服务器的性能瓶颈和可扩展性等问题。不同于集群计算,网格计算将网络上地理分布的各种资源聚合为一体,形成一个高性能的虚拟计算系统来解决计算基础设施问题。进一步的,为了解决商业化计算基础设施的问题,云计算技术应运而生。云计算提供了数字化的基础设施中心服务。
为了应对大数据的挑战,内存计算成为了近年来的热门网络计算技术。内存计算是以大容量DRAM和新型非易失性存储器为基础构建的大内存计算系统,它能够使得数据在内存中进行缓存与计算,加速大数据的处理。其中,新型非易失性存储器是内存计算技术的关键,它具有高性能、大容量等优点,可以有效解决大数据处理中的带宽瓶颈问题。同时,肖教授还展望了网络计算技术的未来趋势。肖教授认为计算存储耦合是应对大数据挑战的又一“利器”。在存储计算耦合的系统中,数据直接在内存或非易失性存储器内部进行计算,可以减少数据的迁移,有效提高系统的性能。
学生袁佳楠:开学伊始,有幸聆听清华大学翟季冬老师分享的《大规模预训练模型的并行训练加速》学术报告,收益匪浅。我在本科阶段参加过ASC、PAC等超级计算机竞赛,做过一些AI+HPC模型的优化工作,因此对本次讲座充满期待。
翟老师由浅入深给我们介绍了他的研究工作:在新一代国产超级计算机上实现了完整的、百万亿参数预训练模型的训练。翟老师介绍了他的团队在使用高性能计算训练模型时遇到的多种挑战,介绍了应对这些挑战所采用的技术手段,以及从训练AI大模型过程中得到的一些启发。
讲课中,翟老师首先介绍了预训练模型,说明了其存在的必要性、发展历程及模型计算结构。接着,翟老师讲述了数据并行训练和模型并行训练技术存在的不足,从而引出了混合专家系统(Mixture of Experts,MoE)并行训练技术。这种训练技术,在并行策略的选择、高效数据存储、数据精度设计和动态负载均衡面临挑战。如何克服这些难题?翟老师团队把目光聚焦在了新一代超级计算机上。超级计算机PB级的内存空间、EFLOPS级计算能力、灵活可控的网络和通信接口,分别契合了大模型的存储、计算和通信需求。翟老师团队在国产神威超算平台上,研究名为“八卦炉”的脑规模预训练模型的高性能训练。基于E级超级计算机,“八卦炉”采用混合数据并行与MoE并行的高效并行策略,研发了针对大规模MoE模型的分布式参数更新策略,提出了分层混合精度方法和轻量级高效负载均衡策略,取得了良好的训练效果。
大规模预训练模型是HPC和AI的一次碰撞,是算法和系统协同设计的范例。围绕对“八卦炉”模型训练的思考,翟老师团队还基于PyTorch,研发了分布式MoE训练系统——FastMoE。此外,对FastMoE负载不均、低效率粗粒度操作及网络拥塞问题进一步优化,提出了FasterMoE,其单轮迭代性能和收敛时间取得了明显的优化。
学生孔碧滢:非常有幸今天可以在计算机前沿技术课程中,学习李克秋教授讲授的Serverless计算的课程。课堂上,李教授积极耐心介绍了相关研究和未来发展趋势,引导我们对Serverless计算系统软件栈进行思考、讨论。
李教授通过云计算的基本特征和3种服务模式引出Serverless计算技术。Serverless计算是一种用户只专注于应用本身,而有关的资源预留、管理分配、自动扩容等任务交给云服务提供商进行处理的计算模式。同时,Serverless可以做到精确测量,按实际使用计费,降低了部署成本。李教授在课上提到了Serverless是FaaS 和 BaaS的结合。其中,FasS(Function-as-a-Service),指面向用户,以函数为基本单位程序服务;BaaS(Backend-as-a-Service),指为了支撑函数的运行,云服务提供商提供的软件栈系统服务。
在实际应用中,为支撑高密度高动态函数执行,Baas设计面临着些许挑战,首先是高扩展性问题,海量小函数在大集群上运行,扩展性要求更高;其次是性能保障,函数的每次调用都需要冷启动,函数间的数据传递依赖和第三方转发,二者都导致应用延迟大幅上升;然后是资源效率问题,函数越小,资源分配粒度越细,为了维护函数运行产生的额外资源开销越多,控制成本也越大;最后是虚拟化效率问题,虚拟机太厚重启动太慢,容器虽然轻但是安全性不佳。对此,李克秋教授提出了两点解决方案并取得了有效成果:高密度函数调度—Gsight 和扁平化推理系统—INFless。Gsight利用资源细粒度分配,提高吞吐量;INFless利用扁平化设计,减少跨层性能损耗。相比之前的BATCH方法,可提高系统吞吐量2-5倍。
李教授在课上提出过关于Serverless在硬件层面的一个挑战:如何设计面向Serverless的异构硬件管理机制,以及新对硬件的适配问题?这引起了我对两者的思考,如果在边缘计算场景下,由于的计算机配置通常比较低,那么,涉及到CPU、内存、磁盘的调用时,对应用效率的要求是Serverless所面临的挑战,同时也是Serverless 的优势。
感谢李克秋教授的精彩讲解,一步一步引导学生深入思考,令我对Serverless技术有了更深刻的认识和理解,受益匪浅,对现在的研究方向有了新的思路。
学生苏晓鑫:非常荣幸能在计算机前沿技术课程中,听到罗洪斌教授的“系统观念指引互联网体系结构创新—兼谈共生网络”。罗教授在本次课程中讲解了创新互联网体系结构的原因,从系统观念的角度看待互联网体系结构,最后介绍了基于系统观念构建的共生网络。
在过去50多年里,互联网已经发展成为影响世界的重要力量,是支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新最重要的信息基础设施。然而,现有的互联网体系仍然存在着诸多严重的弊端,罗教授从安全、可扩展性、可管理性、可演进能力、移动性支持能力等角度介绍了当前互联网体系的不足,而导致这些问题的主要原因就是支撑互联网运行的TCP/IP网络体系结构在设计之初没有考虑到前述的功能需求。从系统科学的角度来说,结构决定功能,功能选择结构,要克服上述功能的弊端,就必须要改变互联网的体系结构,但现有的两种改变方式(补丁式和革命式)都无法彻底解决问题,因此,罗教授从系统观念的角度看待互联网体系结构以实现真正的创新。
系统观念要求我们运用系统思维的原则和方法,从系统观点出发去把握事物本质及其发展规律,运用系统观点洞察问题、分析问题和解决问题。系统观点主要从四个角度分析问题:整体性、结构性、层次性和开放性。整体性是系统观念的首要观点,把系统的整体效益和功能作为根本归宿和出发点,确定互联网体系结构中必须支撑的功能和次要的功能。结构性要求互联网体系结构中的各个要素间(网络与网络、网络与终端、终端与终端)发生相互连接,并产生信息流动。层次性则是考虑互联网与各个网络不在同一层次,且各个网络的环境与特点也不完全相同,因此应该允许不同网络根据自身特点采用合适的网络体制,因地制宜。开放性强调互联网应该保持开放,允许网络层技术升级换代,释放创新活力。
基于上述分析的系统观念,对互联网网络体系结构进行创新,设计了共生网络。根据互联网传输的信息的自然属性,构建了多维名字空间,实现了网络空间描述由单维到多维,由分散到统一的根本转变,共生网络实现了网络的可扩展性、可演进性、可管理性、可用性和传递多维的信息,并且允许根据环境设计合适的组网机制,能充分发挥各种网络环境的优势。
罗洪斌教授的精彩讲解让我受益匪浅,对于互联网网络体系结构有了更加深入的理解,学习到从系统观念的角度去看待网络体系,更多了解网络体系结构所必须具备的功能和特点,帮助我为未来的互联网体系结构进行创新设计与开发。
“衣服会告诉洗衣机对于水温的要求,公文包会提醒主人忘记带什么东西…物联网时代的来临会使人们的日常生活发生翻天覆地的变化。” 这是陈积明教授讲座上的一小段话,却给我们带来了对物联网未来发展的无限憧憬。能够在第11节计算机前沿课程中听到陈积明教授对于物联网技术的发展介绍以及相关工作的前景展望,不仅加深了我们对于物联网的认识和理解,更激发了我们对于物联网前沿技术的探索兴趣。
陈教授从当今物联网的发展情况出发,通过引用Google和Gartner的数据以及相关的论文,有力地向我们例证了现在物联网势不可挡的发展趋势,以及物联网与很多领域例如Multiple AI、Digital Twin都具有相当高的相关性。不仅如此,陈教授还通过图片示例向我们讲述了IoT的历史以及它的特征与愿景,使我们了解到物联网技术的最大特点是在于其一般性,在于其可以为我们的日常生活提供便利性。通过陈教授对RFID、pervasive computing、Wireless Sensor Network、AIoT 的简单介绍,我们可以更好的了解如何利用物联网技术解决不同方面的问题。
接下来,陈教授从物联网的结构入手,分别从端、管、云这三个方面对物联网的体系进行了详细的讲解。首先是数据感知角度,现在感知技术的发展趋势分为三点,分别是感知节点的微型化、能量提供方式的无源化以及感知方向的多样化。详细而言,无传感器的感知技术可以通过Wi-Fi雷达的信号进行体征的监测,通过毫米波雷达识别语音,群策感知技术可以利用多设备的信息进行感知,以及Battery-free Sensing可以通过天线收集无线信号并利用这些信号进行计算以及感知。紧接着,陈教授展示了一些物联网的现行技术,从网络层的角度,向我们介绍了低功耗广域技术、NB-IoT以及Lora,通过结合图示以及案例,生动形象地向我们解释了物联网设备对于低宽带、低功耗、低成本、广覆盖的网络的需求,指明了物联网未来发展的方向。课程的最后,陈教授展示了他的团队近些年许多优秀的研究及成果,展现了物联网的研究潜力以及发展的蓬勃生机。
本次课程令我印象深刻,同时也使我对于物联网的未来发展充满了信心。通过这堂讲座,使我对于物联网的现状以及发展方向有了更加深刻的认识。能够在研一这一研究初始阶段听到这样一堂课,我深感荣幸!
学生宁思琪:非常有幸在今天的计算机前沿技术课程中,学习李向阳教授题为《工业物联网:智能感知、边缘计算、与安全初探》有关工业物联网的讲座。在讲座中,李向阳教授对工业物联网的这三个方面的现状挑战,以及他们团队的解决方法以及效果进行了展示。个人在这次的讲座中开阔了眼界,受益匪浅。
李向阳首先向我们介绍了当今中国正在进行数字产业化和产业数字化,这是一场势在必行的革命。然而产业需求侧与技术供给侧存在一定的脱节,这让我们的数字化转型落地面临着一系列的挑战,如信息化程度低,数据维度不够,自动化改造成本高等问题。李教授的团队着眼于未来,立足于实际,进行了一系列的相关的研究。不难看出其工作兼具实用性和技术性。本次讲座立足与工业物联网技术这一基点,为我们展现了一个优美的技术体系。
智能感知这一小节主要围绕了RFID这一技术如何适应更高层次的感知这一主题。李向阳教授介绍了其团队的一系列工作,通过RFID标签实现物体的高精度定位和跟踪,从静态发展到动态高速,从单物体到多物体,从粗粒度到细粒度的精细化识别,并做到了非接触式。展示了在供电厂,水厂等实际应用场景的效果。
低耗互联技术这一小节着眼于解决突破电池电源的瓶颈,创新能量获取与网络模式,拓展物联网应用场景。李教授团队提出多设备磁谐振无线充电技术,反射通信方法让无源的设备进行通信。展示视频的出色效果令我印象深刻。
端边云协同计算这一小节给我们展示了边端云计算的主要架构和面临的挑战,其主要发展方向是“以数据为中心”,“业务多样化”。李教授针对工业物联网新计算架构、弱终端大模型场景下的低耗智能计算、智能模型在线调度等问题,提出了自己团队的独特见解和专业解决方案。
在安全隐私保护这一小节则是让我们了解了图像视频安全和隐私的多种技术路线。应用场景多样:车底裂纹检测,安全生产监控等。
感谢李教授的精彩讲解,内容丰富充实,条理清晰明确,讲解引人入胜,让我对工业物联网的多个方面都有了更清晰的认知!
学生田欢:人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,正在推动着传统产业升级换代,驱动“无人经济”快速发展。11月12日下午在南区计算机报告厅,孙富春教授围绕人工智能的背景与发展、深度学习主导人工智能和人工智能的最新发展等方面报告了人工智能的前沿发展,并展望了人工智能的未来发展。
首先,孙富春教授指出了人工智能需要解决的三大根本性问题:(1)智能如何产生;(2)智能如何评定;(3)智能如何利用。并对这三大问题进行了详细的回答,目前人工智能的产生主要包括量子智能、光智能、材料智能等前沿技术,在其应用领域都有着独特优势。对于如何评定智能,孙富春教授介绍了图灵测试、塞尔中文屋和零知识证明等方法。从图灵测试的发展角度介绍了两个可能由中国人引领的机器学习新方向:多方安全计算平台和联邦学习。
其次,孙富春教授分析了深度学习主导人工智能存在的问题,深度学习为什么有效—依赖的是数据、计算力和开源的计算平台。深度学习促进了人工智能的发展,但是辛普森悖论的实际存在,导致对于客观和真实的数据,不同的人可以用同样的数据讲出不同的故事,两种变量(比如新生录取率与性别)之间并不一定具有相关性,使得可解释的人工智能具有非常重要的意义。随后重点讨论了以卷积神经网络为代表的深度学习是否真正的实现了生物视觉的识别功能,指出卷积神经网络只是实现了平移不变性,无法满足旋转不变性和尺度不变性。在此基础上,群卷积神经网络能够满足旋转不变性,人工智能在真正实现生物视觉的识别功能的道路上更进了一步。此外,还进一步讨论了跨/多模态学习、迁移学习、对抗学习和强化学习中存在的问题,同时介绍了相关方向的最新发展。
最后,孙富春教授从多个认知体如何协同工作、如何在动态环境下实现和机器协同、如何实现云边端的分布式感知与行为学习、如何在BCENT框架下实现非马尔可夫过程的决策、预训练模型如何迁移到机器人的动作学习等五个挑战展望了人工智能的未来发展。并以一首自作的诗赋结束了本次课程讲座,表达了孙富春教授对我们的殷切祝福和期望。
孙富春教授的讲座让我受益匪浅,人工智能历经六十多年的发展,虽然已经取得了阶段性的重大进展,但是人工智能领域的研究与应用仍然任重而道远。这更加坚定了我扎根在自己研究邻域的信心,正如孙富春教授诗中所言“求真创业追索梦”,“自强不息创明天”。
学生巫文鹏:当今世界的发展日新月异,随着人工智能、虚拟现实和移动互联网的发展,我们正逐步进入一个虚拟集成世界(Integrated Physical-Digital World,IPhD)。在这堂座无虚席的课中,我很荣幸能在腾讯首席科学家张正友博士的面授之下,了解智能机器人的前沿技术、探索人的“智能系统”。
课堂上,张老师首先阐述了计算平台的发展过程以及人机共存的必然趋势。虽然目前已有很多自动化的机器人在工业界使用,但是这些都是在已知的环境中完成任务。如何让智能机器人在变化的环境中自主的学习适应是更加值得学习的课题。智能机器人的自主应该具有反应式自主和有意识的自主,对此,张老师提出了SLAP(Sensing,Learning,Action,Planning)范式来实现智能机器人的自主学习。其中Sensing和Action紧密相连以实现反应式自主,Action和Planning实现智能机器人的有意识的自主。在具体的机器人设计方面,张老师认为机器人(Robot)并不等于人形机器人(Humanoid),应该超越仿生,拥抱更多的可能性,才能探索出最适于为人类服务的机器人形态。张老师和腾讯Robotics X团队依据A2G的理论来设计新一代智能机器人,视频中展示的多模态四足机器人Max以及全新双足机器人Ollie正是依据此理论设计的,它们灵敏的反应和丝滑的运动过程震撼了在场所有学生们。
对于如何做好科研,成为一个合格的科研人才,张老师提出了他的W.T.O理论。“W”代表的是1W小时定律,这是在告诉我们“天才出于勤奋”,即使是天赋很高的人也需要一万小时的锤炼才能成为世界级大师。同样的,科研上灵感的迸发源自于漫长的苦思冥想的积累。当然,付出努力也不是如无头苍蝇一般瞎忙活,要专注而高效地利用时间。“T”代表的是钉子型人才,它给我的启发是在学习过程中要先深度后广度,一开始就只追求广度就只会停留在皮毛,不能够深入,要先要往深的地方钻下去,到一定程度以后再扩展自己的广度。当然,精进深入是很难的,所以我们要找到自己热爱的事情才能坚持的做下去。“O”代表的是我们的认知边界,当学到的知识越来越多的时候,我们就越能体会到不会的东西也很多。有句话叫做“无知者无畏”,但我们不能做井底之蛙,我们应该提高获得能力的能力,学会对知识建模,将问题归纳,提高泛化能力来应对不确定的世界。最后,张老师还告诉我们,优秀的人也是需要机遇的,要感恩机遇、耐心等待机遇。
非常感谢张老师在百忙之中亲临现场给我们授课,这场课程盛宴让我获益匪浅。不仅让我了解到了未来的一种发展趋势,还解答了我在科研之路上“拔剑四顾心茫然”的困惑。
学生许育瑜:我们生活在一个多模态的交互环境中,听到的声音、看到的实物、闻到的味道等,不同的模态信息让我们更全面和高效地了解周围的世界。人类从刚出生的婴儿时期,就可以通过多个感官来感知理解这个丰富多彩的世界,那么人工智能是否可以像孩子一样通过多模态学习来认识理解世界呢?本次计算机前沿课程上,中国人民大学文继荣教授深入浅出的介绍了他们团队在多模态学习研究领域的前沿进展。报告内容丰富,生动精彩,受益匪浅。
首先,文教授介绍了他们团队在大规模中文多模态预训练模型研究上的最新进展。团队研究员通过“观察”人类大脑处理多模态信息的机制,提出文本与图片之间的弱语义相关假设,赋予了模型足够的想象能力和泛化能力,从而帮助人工智能应用快速有效应对各类认知任务。自2020年至今,文教授团队提出的“悟道·文澜”的模型已从版本1.0进化到到3.0。该模型支持图像文本和视频文本,在语义理解、视觉-语言检索等任务上达到了业界领先水平。
然后,文教授为我们详细介绍了“悟道·文澜”模型的结构以及相关的性能分析结果。文教授不仅介绍了模型从“单塔”结构向“双塔”结构的转变,还介绍了如何基于对比学习实现文本模态和图像模态之间的特征融合。并通过系列实验结果呈现,生动有趣且详实地证明了“悟道·文澜”模型在新闻分类、视觉问答、图文检索、图像生成等任务上的高效性。此外,“悟道·文澜”模型在实际生活亦有诸多应用,包括“无障碍图像”、“视频剪辑”和“文生成国画”等。其中,他们与oppo公司合作的“无障碍图像”App,令我心生敬佩。盲人通过这个App所拍的照片将会被自动转换成语音进行场景提示,实现了“以AI为眼”的效果。这种让AI赋能人类美好生活的方式,正是“科技改变生活”的体现。我们应该去创造一些有温度的、“向上且向善”的人工智能应用。
最后,文教授介绍了该领域未来非常有价值的研究方向,以及所面临的风险与挑战。比如,如何创建一个通用的跨模态的网络训练框架,在引入一个新模态的时候,仅通过参数共享或者微调训练就可以提高模型性能;如何在寻找到不同模态之间的共性,来协同高效解决问题的同时,能够保留模态的特性,提高在单模态任务上的性能。同时,文教授也友善地提醒我们,现在有很多基于AI模型生成的虚假图片,我们应该提高警惕意识,防止上当受骗。
通过文教授的精彩讲座,我认识到多模态学习将是未来人工智能发展的一个重要方向。尽管人工智能的多模态学习还面临着很多风险与挑战,但相信通过科研工作者们的不懈努力,未来的我们能够迎来更加通用的人工智能,我们的生活也将会有更多的便利与精彩。
学生肖江枫:非常荣幸能在深大计软院报告厅听到浙江大学高云君教授的学术讲座。本次课程的方向是数据科学,高教授以《大数据治理:现状与展望》为主题,为我们讲解了如今数据成为重要战略资源的大数据时代下的挑战,引出了大数据治理的概念与主要任务,并罗列了当前面向各种挑战而产生的相关研究工作,展示了教授所属团队的多项研究进展。
讲座伊始,高教授介绍了大数据治理的研究背景及意义。当前数据具有规模庞大、价值巨大、类型多样、增长迅速的特点,无处不在的数据已然成为重要的战略资源。但是大数据时代普遍存在着数据质量低下、数据共享困难、数据监管不足等挑战,因此需要进行大数据治理的相关研究,以提升数据质量、促进数据互联互通、保障数据安全。大数据治理不仅是学术前沿热点和行业重大需求,更是国家重大战略,能推动国防、政务、工业、医疗等国计民生重大领域的数字化转型与高速发展,助力国家数字经济建设。
接下来高教授针对上述的三大挑战,分别介绍了对应数据治理的关键技术,而且这些技术均面向类型多样的数据,也就是多源异构大数据。面对数据质量低下的挑战,产生了数据质量管理的研究内容,主要研究规则挖掘和数据清洗;面对数据共享困难的挑战,产生了数据关联共享的研究内容,主要研究实体解析和数据融合;面对数据隐私与数据安全问题,产生了数据安全保障的研究内容,主要研究隐私保护和安全加密。介绍前四种研究方向时,高教授均以关系型数据和图数据(知识图谱)为例阐述其概念并简介具体工作。对于数据的安全问题,高教授介绍了数据加密和数据扰动这两种隐私保护的主要策略,以及同态加密这个在联邦学习和多方安全计算等领域中已得到广泛应用的安全加密技术。
最后高教授展示了他们团队的六个代表性成果,分别对应前面的三项研究内容。其中基于混合策略的数据清洗框架,和基于联邦学习的跨源数据错误检测方法,这两个数据质量管理的工作给我留下了深刻印象:前者的核心在于规则增强,根据人工标记的正确规则生成潜在规则,并用众包数据划分的算法缩小脏数据的搜索范围,提升数据清洗的准确性;后者则实现了拥有基于图的特征学习功能的两个数据参与方,在跨源数据不出本地的前提下,进行错误检测协同训练的信息无损算法。其他关于实体解析、差分隐私、联邦学习的研究也很有启发性,都是充满着实际意义的研究工作。
这堂学术讲座从宏观角度综合阐述了大数据治理的研究背景及进展,细节上又举例介绍了具体研究工作的目标和内容,详略得当,干货满满。我本人所在的实验室也致力于数据科学的研究工作,能在这堂课中了解到数据治理研究领域的概况,并加深对各个研究方向具体内容的理解,实在是受益匪浅!
学生孙考毅:安全是网络空间发展的基础,是网络空间人类命运共同体的保障。近年来,随着处理器芯片的漏洞被逐步披露,处理器芯片安全成为了网络空间安全研究中的一个重要内容。本次计算机前沿课程中,中国科学院信息工程研究所侯锐老师针对网络空间安全面临的挑战和处理器芯片安全方面的研究做了深入精彩的讲解。
课程之初,侯老师基于现实中存在的问题引出了网络空间安全这一概念,并指出网络空间安全包含大数据安全、网络安全、处理器芯片安全等。网络空间安全的攻防博弈已经向芯片底层演进,现有主流芯片需要抵御如“幽灵”漏洞等安全问题。侯老师还强调虽然国产芯片可以自主可控,但自主可控并不意味着芯片不存在安全问题。因此,研究处理器芯片安全对进一步提升我国网络信息安全具有重大意义。
接着,侯老师分析了处理器芯片漏洞,并分享了他在处理器安全领域做的工作。为了提升处理器性能,几乎所有现代处理器都采用了“推测执行”技术,但该技术本身存在安全漏洞,可能被别有用心的黑客利用。此外,经典设计原则中的资源共享策略也存在安全风险,如共享Cache导致侧信道信息泄露、页表与普通数据共享Cache导致ASLR失效等。这些安全漏洞都是当前主流攻击手段的目标。侯老师总结,芯片存在安全漏洞的主要原因在于芯片设计目标总是以性能、成本优先,没有对安全予以足够的重视。芯片安全是体系结构新黄金时代的核心特征,芯片安全已成为体系结构和安全两大学科的研究热点。侯老师通过对通用CPU、XPU和领域定制安全芯片自身的安全性,以及这些芯片给软件提供的安全功能进行分析,总结了如侧信道、暂态执行、AI安全架构等方向及研究成果。
随后,侯老师从商业处理器安全、硬件安全结合上层应用、异构架构安全、计算与防御深度融合、支持模型鲁棒性的XPU这五个方面对芯片安全领域的发展趋势予以了讲解。最后,侯老师再次强调了研究芯片安全的重要性,并号召大家从体系结构角度出发来开展相关研究。
侯老师的汇报让我认识到网络空间安全不只是网络通信的安全,还包括芯片设计与实现的安全。我们生活在处处依赖网络空间的环境,大到国与国之间的博弈、小到民与民之间的信息交互,网络空间安全都扮演着至关重要的角色。此次讲座使我受益匪浅,收获颇丰。作为一名体系结构方向的学生,我将结合自身所学扎根自己的领域,力争为我国处理器芯片安全研究略尽绵薄之力。
学生陈岱杰:适定问题(Well-posed problem)是来自数学领域的一个术语,其成立需要满足三个条件:1)存在解;2)解必须唯一;3)解能根据初始条件连续变化不发生跳变,是一个稳定解。但在计算机视觉领域之中,我们面临的大多数问题都属于不适定问题(ILL-posed problem)。对于不适定问题的研究是当今计算机视觉领域的一个前沿研究热点。在本次的计算机前沿技术课程中,中山大学操晓春教授为我们详细地介绍了他们团队在该方向上的研究进展,内容丰富多彩,让我学习到了许多该方向上的前沿知识。
在课程开始之际,操晓春教授给我们介绍了适定问题的三个条件,并且指出大部分计算机视觉算法的输入为连续或者稠密的图像数据,输出的结果则为人们认知中的物体类别、位置、深度等语义信息,由于定义域和值域集合基数大小不一致导致这些计算机视觉算法不满足适定问题的第二或者第三个条件,是典型的不适定问题。
接下来,针对大部分计算机视觉任务中出现的不适定问题,操晓春教授提出一些值得思考的问题,例如,正则化方法是否对模型结果有帮助、人们设置的样本标签是否与真实值存在出入等。然后以问题为导向,给我们介绍了他们团队的多个主要研究方向:通过加入烟雨雾霾等复杂扰动信息实现对模型鲁棒性的提升;通过加入水印等有意义的扰动实现对机器识别的欺骗;通过加入面部属性混淆的扰动实现对人眼的欺骗;通过添加扰动实现对模型偷盗的防御等,深入浅出的为我们介绍了不适定问题可以研究的大量不同方向,相关的研究十分具有启发性。最后,操晓春教授以消除雨滴扰动的实验为例,指出该领域的研究仍然具有一定的挑战性和未知性,值得我们进一步的研究和探索。
不适定问题可以看作一个问题存在有多个合理的解,而不适定问题的结果可以看作是从多个输出中选出最合适的那一个。感谢操晓春教授的精彩讲座,让我对计算机视觉领域的研究有了更深刻的了解,学习到了如何从新的角度去看待和分析研究的结果,启发我对现在的研究方向有了些新的思路。
学生江嘉诚:信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems)是一种综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统。通过计算、通信和控制与物理世界交互并扩展其作用的能力是未来技术发展的一个关键因素。但设计安全可靠的复杂嵌入式系统是控制理论和计算机科学的一个巨大挑战。在本次计算机前沿技术研究生创新示范课程中,詹乃军教授针对模型驱动的复杂安全攸关的嵌入式系统形式化设计理论及开发环境做了深入精彩的讲解。
首先,詹老师介绍了基于模型的设计和开发环境。AADL是一种基于模型驱动的系统架构设计语言,被广泛应用于航天航空等工业设计领域,Simulink/Stateflow是嵌入式系统设计开发的一个标准平台,能够模拟动态系统中复杂的离散和连续行为。利用AADL和Simulink/Stateflow的组合为待开发系统建立一个图形模型,再进一步仿真。
接着,为了形式验证图形模型,詹老师指出将AADL+S/S模型自动翻译成HCSP。HCSP是一种混合系统的形式化建模语言,它是CSP的扩展,通过引入微分方程来模拟连续演化,并引入几种中断来模拟连续演化和离散跳跃之间的交互,这样就能借助混合Hoare逻辑及其定理检验器来验证翻译后的HCSP形式模型。詹老师还重点讲解了其中的完备微分不变式生成。
然后,詹老师又简洁扼要地介绍了代码自动生成,通过定义一套细化规则,将一个HCSP过程细化为一段SystemC代码,这段代码能够与原始HCSP过程近似互模拟。詹老师还分享了一个关于嫦娥-3着陆器控制程序的实际例子,通过将这些方法应用于嫦娥-3着陆器控制程序,就可以保证程序运行的可靠性和安全性。
最后,詹老师还介绍了目前正在开展的工作,例如在建模和规约方面扩展AADL和Simulink/Stateflow的组合开发环境、扩展HCSP和HHL以处理信息安全和隐私、在验证方面对时延、概率和随机混成系统的验证、非线性混成系统的抽象、混成系统不变式高效生成、可达集和吸引域的高效计算,在代码自动生成方面通过HCSP自动生成RUST代码等等。
詹老师的传授让我意识到软件安全并不只是我们在计算机上所运行程序的安全,还包括了嵌入式系统中软件设计与实现的安全。这堂课发人深思,如开茅塞,令我受益匪浅。作为一名软件测试方向的学生,我将继续深耕于自身所处的领域,为国家软件安全尽一份绵薄之力。
学生漆园:信息物理融合系统在我们日常生活中时常被视作安全攸关的系统,其中的任何一个错误都可能导致灾难性的后果。在本次课程中,詹乃军教授针对如何设计一个安全可靠的复杂嵌入式系统这一问题进行了深入的讲解。
首先,詹乃军教授阐述了设计安全可靠的复杂嵌入式系统所面临的挑战。他指出,模型驱动的方法已经成为设计安全可靠的信息物理融合系统的主流方法。但由于系统的复杂性、环境的多变性,以及对于可靠性的要求,其面临复杂性和可靠性的挑战。目前解决复杂性和可靠性的主流方法是基于模型的设计。但基于模型的设计的两种设计风范(基于仿真的设计、形式化设计)分别具有不完备和难掌握的缺点。
对于这个问题,詹乃军教授提出将两种常用的设计风范结合起来,使之既能使工程师方便地使用,又能够提供安全攸关系统设计严格性的保证机制。在这一部分,詹乃军教授从建模、形式验证和代码生成三个层次详细介绍了相关的理论框架以及基于理论框架的工具实现。该理论框架将AADL和Simulink/Stateflow两种常用的图形建模方式组合起来,提出基于AADL+Simulink/Stateflow和HSCP的层次建模方法及仿真。针对复杂嵌入式系统缺乏具有较强表达能力的规范逻辑问题,将传统的Hoare逻辑扩充到混成系统,建立混成Hoare逻辑(HHL),提出基于混成Hoare逻辑的CPS验证理论和不变式生成技术。詹乃军教授还指出,其中最困难的地方在于不变式生成。最后对已验证的形式模型进行代码生成,提出从HCSP到SystemC的代码生成理论。此外,詹乃军教授表示,他们的团队对于系统中包括时延、概率、随机、容错等很多复杂行为也进行了大量的相关研究。
最后,詹乃军教授以航天器嫦娥‐3软着陆控制软件为例,介绍了上述理论成果在国家重大战略需求中的实际应用。
詹乃军教授从理论部分和工具实现部分深入浅出地讲解了安全可靠的复杂嵌入式系统设计中存在的主要挑战和解决方案,我获益匪浅。复杂实时和嵌入式系统广泛应用于国民经济发展和国防建设等众多重要领域,如何设计安全、可靠的实时和嵌入式系统这一问题很值得我们在未来深入探索和研究。
学生张彬:在这节课上,非常有幸能够聆听田聪教授对他们团队研究成果的介绍。田老师用通俗易懂的语言和细致生动的幻灯片向我们介绍了可信软件中的一些基础理论,并展示了他们团队在这些理论基础上实现的成果。
首先,田聪教授从可信计算理论与技术的应用领域出发,介绍了该领域研究对我国的重要性,包括航天控制系统生产、基础软件开发方法以及芯片设计EDA软件和其他各种工业大型软件的可信性保障。然后,田聪教授向我们介绍了他们团队在基础理论方面的三个研究成果。第一,他们提出了投影时序逻辑理论,提高了性质描述语言的表达能力,建立了投影时序逻辑的模型理论和公理系统,包括182个定理和536个逻辑规则。同时,他们解决命题区间时序逻辑的判定难题,证明基于区间的命题时序逻辑在有/无穷区间都是可判定的。第二,田聪教授的团队设计了建模仿真和验证语言MSVL,并提出了MSVL统一模型检测理论。第三,他们团队提出高效状态空间缩减算法,缓解了状态空间爆炸问题。具体来说,提出二次多项式复杂度的抽象模型精化算法,将CEGAR原有抽象精化的时耗从指数级下降到多项式级,有了极大的改进。同时,他们还提出线性复杂度的虚假路径检测算法,避免了对重复出现节点的多项式展开。另外,田聪教授的团队还建立了软件可信防护网链,该网链是由23个子工具形成的软件平台,支持C、Verilog等大规模程序的仿真、建模及形式化验证,支持实时系统的形式化验证,已累计验证50万行代码。
最后,田聪教授向我们介绍了他们成果的实际应用,包括多个国家重点领域。他们的工具在航天软件、导航系统及浏览器中有广泛的应用。田聪教授还以视频的方式向我们展示了工具的使用。在目前国家被严重卡脖子的EDA软件方面,田聪教授团队也有很好的研究成果——信芯,一个国产高可信数字芯片设计验证平台。他们的研究还涉及神经网络方面以及嵌入式软件智能合成代码,将软件研制推进到智能化开发阶段。
在这堂课,田聪教授对可信软件中基础理论以及他们团队成果的介绍,让我对软件验证和软件测试有了更深层次的认识。将高级语言转换到设计的验证语言再验证的流程让我对形式化验证的工作机制有了更好的理解。对于智能化开发这一研究,我认为这是非常具有挑战性的方向,因为代码需求是多种多样的,期待未来在这方面能有更多优秀的成果。
学生朱嘉翔:可信软件,是指一个软件系统的运行行为及其结果总是符合人们的预期,并且在受到干扰时仍能提供连续的服务。在许多安全攸关的计算机系统中,例如航空航天、芯片设计和一系列工业软件,能否为它们提供可信保障在软件研发中起到了至关重要的作用,也是需要攻破的技术难关。在12月3日下午开yun体育官网入口登录苹果计算机前沿技术第20节课上,田聪教授从宏观角度介绍了其团队在可信软件基础理论上的国际领先成果,以及当前在嵌入式软件智能合成开发、高可信数字芯片设计验证平台等正在进行的前沿工作。
在可信软件基础理论方面,田聪教授首先介绍了他们建立的投影时序逻辑理论(PTL)以及公理系统,并证明了基于区间的命题时序逻辑的判定性这一国际公开问题。在此理论基础上,田聪教授接着提出了一种建模仿真和验证语言MSVL,这种语言的语法与PTL理论公式一一对应,可以看作是PTL理论的实例。我们可以将现实的C或Verilog程序建模为MSVL语言,利用PTL公理自动化验证程序的时序性质。此外,田聪教授提出了更加高效的抽象精化方法和虚假路径检测方法,用于缓解在程序验证中常见的状态空间爆炸问题。
在理论成果转化方面,田聪教授介绍了软件可信防护网链的建立——一个由23个子工具形成的软件验证平台。此平台应用在航天嵌入式可信集成环境SpaceDep中,为国家航空航天事业提供了重要保障。田聪教授还通过工具的实际演示,为观课的同学们直观地展示了程序验证的具体流程,让大家对可信软件有了更真实的感受。
最后,田聪教授介绍了多个正在进行的前沿工作:嵌入式软件智能合成开发——基于已有软件开发资产智能合成新的软件,以及对合成过程的验证;面向先进FPGA的EDA工具链——电路时延更短、布局布线速度更快的芯片设计验证平台,打破了国外垄断;开放式神经网络转换平台——提供同一神经网络表示标准,支持不同框架神经网络代码的转化;可信人工智能——提高神经网络的可信度。
这次学术讲座田聪教授为我们介绍了系统软件与可信保障的多个方面,从理论和实践,极大地拓宽了我的科研视野,使我对可信软件有了更深刻的认识,受益匪浅。
分组名单
为了让同学们有针对性的进行讨论和实现成果复现,根据每位同学报名的研究方向进行分组,每组8-10名同学,安排一位指导教师。指导教师会指导同学的选题、技术细节复现和相关文档材料撰写。期末,指导教师组织小组线下集中演示评比,推荐一位同学入围课程的科研成果复现大赛。
组号 | 指导老师 | 学生组员 |
---|---|---|
1 | 黄惠 | 李振鹏、王明阳、 张润泽、苏富宝、巫文鹏、丁婷婷、田欢、马雪奇、陈岱杰、曾祥芳 |
2 | 崔来中 | 张亦蕾、苏晓鑫、陈思绵、张岩、余谦、吴宗霖、李英濠、吴欣泽、陈丹彤、平静怡 |
3 | 钟圣华 | 彭炜烨、林相如、辛杨、黄楚滨、王嵩、吕波、王炎中、刘伟星、张欣、周林好 |
4 | 王旭 | 许育瑜、李媛媛、何紫嫣、区昊乔、廖桂樱、陈杰聪、许晓旭、李逸凡、肖康、唐致烨 |
5 | 马晨琳 | 张耀东、袁佳楠、高相阳、陈家贤、钟朝宇、曹毕源、郑小川、孙考毅、刘欢、陈富文 |
6 | 周池 | 柯洲彬、谭浩彬、郑钧洛、蔡泽熙、邱小淇、冯海月、李剑明、黎浩然、刘森宏、赵文杰 |
7 | 廖好 | 李宗泽、容芳林、娄继猛、刘越锋、陆文胜、马溪、吕思豪、黄进科、李光华、陈康平 |
8 | 徐萌 | 何丽荣、孙志雄、符雅雯、周宇鑫、杨一洲、张英、张瑞铧、吴之越、石兆基、貌家友 |
9 | 吴惠思 | 欧振华、方志学、夏浩、刘昱志、王湖勇、江思瑶、邓小龙、邓世龙、倪志洪、吴泽锐 |
10 | 解为成 | 谢溥轩、谢锦东、肖雄、吴诗玲、梁海键、梁宇、汪子晗、黄清政、张俊亮、吴卓儒 |
11 | 高灿 | 刘晨、陈修建、胡建东、裴星宇、王小琴、曾雷雷、何伟钊、梁光飞、张峻弘、郑丹敏 |
12 | 戴涛 | 王健平、林扬、王淑颖、吴倍亮、刘昌昕、王进龙、曾文君、庄礼聪、徐一晨、刘俊伟 |
13 | 周杰 | 李煜宇、卢浩铨、方小妹、孙亮、杨俊鹏、邓松鹤、张宇鹏、杨敏图、黄楚城 |
14 | 文嘉俊 | 吴漾之、戴梓辰、贺旺泉、刘佳琪、张锴熠、罗洲航、黄远鹏、徐圆斐、曾晓婷、王秋明 |
15 | 马晓亮 | 单格格、罗淇丰、宁思琪、谢少辉、刘强、陈超、赖俊龙、何芃、李佩玮、杜可菲 |
16 | 周宇 | 张炯、王嘉辉、刘志杭、张清望、陈运来、谢景涛、赖炳炜、刘宽、欧岳桦、陈麒亦 |
17 | 章秦 | 刘紫琪、杜俩鹏、李晓炜、卢杰鑫、葛昊、王晓星、吴东彤、陈纯佳、吴波、徐可 |
18 | 刘凤 | 赵嘉俊、吴佳泰、邓庆新、杨埙雨、郭英浩、吴林锋、陈纪禧、袁建华、孙佳兴、张红玫 |
19 | 陈杰 | 谈金潇、黎信成、段轩、林植良、刘鑫、刘欣桐、孙杨、马振南、朱冠铭、梁梓锋 |
20 | 马里佳 | 李荣、钟宁宇、凌秋远、肖非凡、华立民、龚威龙、林泽杰、王怀远、谢卓晴、邓志浩 |
21 | 周漾 | 林镕桢、郝效永、彭小明、潘成、许成、吴祖寅、龚雅灵、管金龙、钟景辉 |
22 | 胡瑞珍 | 姜柳彤、柳津、何绮宁、林锦天、吴永力、李汭、李梓维、胡梓榆、许聚展、朱家辉 |
23 | 徐鹏飞 | 刘铮、黎家洛、李祎杰、周一、刘运衡、杨亚杰、马瑞虎、麦俊浩、杨卓凡、胡昕 |
24 | 张磊 | 周子康、李亚雪、黄宇倩、邹胜明、刘天航、韩馨慧、孔碧滢、梁容、莫昌康、刘朝阳 |
25 | 林秋镇 | 邱献旭、黎浚、杨应南、刘和平、袁国豪、曹坤、张倪康、刘智浩、李永锋、蔡俊创 |
26 | 王佳 | 陈慧、俞贞靖、朱庆瀛、温度、黄昱斌、张娟、王前明、冼申宪、刘旺林、王泽毅 |
27 | 张昊迪 | 周继华、曾湘宇、李嘉泓、王逸驰、刘晓思、孙政泽、夏志宇、杨振宇、张心和、杨俊毓 |
28 | 许智武 | 伍飞扬、林荣盛、巢凯茵、江嘉诚、萧畅达、范华华、张彬、陈梦林、陈小青 |
29 | 肖志娇 | 高丽、朱舟明、丘云芸、程龙、余东旭、漆园、庞志成、王奕新、董桢洵、邱千禧 |
30 | 陈小军 | 王君豪、陈龙腾、郭少萍、赵凌翔、王天乐、许竞升、尹鸿铭、潘晓晖、彭竞、杨涵宇 |
31 | 吴定明 | 唐伟科、莫沛恒、刘江、肖江枫、卓仙鸿、康世杰、刘帅、全俊熠、黄经研、葛云清 |
32 | 李俊杰 | 祝凌漩、伍斯玥、赵根、王芮、杨锦、李奕龙、赖培锋、陈格颖、林弋刚、邓靖岚 |
33 | 陈飞 | 汤荣亮、徐子荣、张谦、张浩辉、蒋英肇、刘鑫豪、王凡、邵智辉、王姝、霍聪聪 |
34 | 罗胜 | 黄铭瀚、王云舒、朱毓正、金硕、蔡宇航、黎天乐、马梁、陈晓桐、王磊、黄博文 |
35 | 贺颖 | 钟政均、林宇峰、曾海明、陈奕聪、庄永祺、贾京、胡桥、陈嘉豪、方炯丰、周靖峰 |
36 | 潘微科 | 郑凌霄、李志涛、宋婷婷、杜炜豪、肖静、李杨、陈铭、杨超华、刘苗、许梓涛 |
37 | 刘凌 | 董火荣、郭金阳、张伟、余俊江、周倩、王振伟、汪进、刘畅、赵哲一 |
38 | 雷海军 | 梁成佳、甘其阳、姚卫、邓志超、卓凡、汤铭杰、陈加壹、梁镕深、骆泽河、付可以 |
39 | 储颖 | 黎潇、潘林丰、赫英哲、郑洁豪、蔡昊杰、尹康盛、曹健、谢敏儿、卢林燊、朱明涛 |
40 | 梁正平 | 古添水、喻小惠、陈干、郑世豪、王秋恒、杨卓凡、薛士明 |
考核方式
评分比例
科研成果复现大赛 TOP 9 优秀作品展示
科研成果复现大赛入围作品简介
SIGGRAPH 2022 | Neural Dual Contouring
INFOCOM 2019 | INT-PATH: Towards Optimal Path Planning for In-band Network-wide Telemetry
TIP 2021 | SFace: Sigmoid-constrained Hypersphere Loss for Robust Face Recognition
CVPR 2022 | Learning Based Multi-modality Image and Video Compression
SIGMOD 2019 | FITing-Tree: A Data-aware Index Structure
EMNLP 2022 | A Joint Learning Framework for Restaurant Survival Prediction and Explanation
ISPRS JPRS 2020 | Cloud Removal in Sentinel-2 Imagery using a Deep Residual Neural Network and SAR-optical Data Fusion
CVPR 2022 | Representation Compensation Networks for Continual Semantic Segmentation
MICCAI 2021 | Automatic Polyp Segmentation via Multi-scale Subtraction Network
IROS 2022 | Reconstructed Student-Teacher and Discriminative Networks for Anomaly Detection
SIIMS 2016 | An Adaptive Directional Haar Framelet-Based Reconstruction Algorithm for Parallel Magnetic Resonance Imaging
CVPR 2022 | CLIMS: Cross Language Image Matching for Weakly Supervised Semantic Segmentation
TIP 2021 | Self-attention Context Network: Addressing the Threat of Adversarial Attacks for Hyperspectral Image Classification
EMNLP 2021 | SimCSE: Simple Contrastive Learning of Sentence Embeddings
CVPR 2021 | VIGOR: Cross-view Image Geo-localization beyond One-to-One Retrieval
WACV2021 | Class Anchor Clustering: a Loss for Distance-based Open Set Recognition
CIKM 2021 | Supervised Contrastive Learning for Multimodal Unreliable News Detection
ICCV 2017 | Grad-CAM: Visual Explanations from Deep Networks via Gradient-based Localization
Scientific Reports 2022 | Prediction of Protein–Protein Interaction using Graph Neural Networks
CVPR 2019 | Semantic Image Synthesis with Spatially-adaptive Normalization
CHI 2020 | Scout: Rapid Exploration of Interface Layout Alternatives through High-level Design Constraints
SEC 2020 | Pub/Sub in the Air: a Novel Data-centric Radio Supporting Robust Multicast in Edge Environments
AAAI 2020 | Proximal Distilled Evolutionary Reinforcement Learning
SIGKDD 2022 | Representative Routes Discovery From Massive Trajectories
Expert Systems with Applications 2021 | Big Data Classification using Heterogeneous Ensemble Classifiers in Apache
NeurIPS 2021 | Contrastive Learning for Neural Topic Model
TPDS 2022 | Cloud Object Storage Synchronization: Design, Analysis, and Implementation
IoTJ 2020 | Decentralized Federated Learning via Mutual Knowledge Transfer
TCyb 2020 | Data-driven Evolutionary Algorithm With Perturbation-based Ensemble Surrogates
CIKM 2022 | OptEmbed: Learning Optimal Embedding Table for Click-through Rate Prediction
ICDAR 2021 Competition on Scientific Literature Parsing | Table Recognition to HTML
CVPR 2019 | Deep High-resolution Representation Learning for Human Pose Estimation
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