中国自动化领域发展战略高层学术研讨会

信息时间：2015-11-17 信息来源：

为了把握自动化科学与技术的发展方向，调整国家自然科学基金委员会的相关资助战略，贯彻并落实国家在“十五”发展规划，探讨自动化科学与技术在我国“信息化带动工业化”的发展过程中急需解决的关键科学问题，基金委员在承办单位西安交通大学与中科院自动化所的大力支持和通力配合下，于2002年4月28日至4月29日在西安召开了“中国自动化领域发展战略高层学术研讨会”。陈翰馥、李衍达、吴澄、郑南宁院士等40多位国内自动化领域的知名专家和国营大型企业高层研发专家出席了会议；加拿大阿尔伯达大学教授饶名博士也应邀出席了会议；出席会议的还有金委信息学部常务副主任刘志勇、西安交通大学校长徐通模和陕西省科技厅副厅长邱义路等同志。该学术研讨会由大会报告与圆桌讨论会。刘志勇、陈翰馥、李衍达、吴澄、郑南宁等分阶段主持了该会议。与会专家深入探讨了国内外自动化科学与技术的发展动态，提出了当前我国自动化领域在基础理论研究和应用基础研究方面存在的问题与相应的对策。这次研讨会涉及到不少重要科学问题，但大致可归纳为如下几个方面：
1、加强具有实际应用背景的基础理论研究，建立面向复杂系统的新型控制理论
陈翰馥院士认为自动控制理论是具有普适性的基础研究，它研究带有一定概括性的系统的控制问题。象所有的基础理论一样，不能以“能否立马用上”这样一个简单标准来衡量自动控制理论工作的意义，否则一定会导致庸俗化，而削弱自动控制的基础研究。国家自然科学基金委是支持自由探索和原始创新的主要机构，多年来对自动控制基础研究已经做了有益的支持。今后，不仅基金委还有我们全体自动化界的同行们，一定会一如既往，摒弃急功近利的短视行为，用长远的眼光来看待自动控制基础研究的重要作用，加强对它的支持。同时，陈院士还指出：实际系统往往十分复杂，可能具有“非线性”、“多层次”、“强耦合”、“无穷维”、“随机性”、“不确定性”等多种复杂特性的组合，这类问题不能用传统意义下某一类系统的控制理论就能彻底解决的，都会遇到多体系建模和多目标控制，用现有的控制理论很难解决。再有一些探索性方向，例如，生物、基因、网络中出现的控制问题，和量子计算机有关的量子系统的控制等，更是多学科的交叉。所有这些问题都要综合运用系统科学、计算科学、现代数学、甚至物理学、运筹管理科学等学科的知识和方法，来建立相应的控制理论。黄琳教授探讨了力学与控制科学之间的联系，指出了力学与控制科学之间的共性，并强调力学系统中控制问题的特点。他认为有实际需求的科学不会衰败，现实世界中实施控制必须结合实际对象，而不能仅是信息。
2、拓展自动化学科的研究范围，实现控制观念、理论与技术的突破
李衍达院士从信息的控制角度探讨了自动化学科的应用范围。他认为自动化不仅扩展了信息的范围，而且信息化本身也需要自动化学科的积极参与；他强调自动控制将在网络的集成、建模与调控，网络服务的质量控制，网络与信息的安全中发挥重要的作用。同时，也指出了网络化、集成化、全球化与智能化的发展趋势也为自动化学科提出了巨大的挑战。在面向我国在工业现代化、产业结构改革与升级、新兴产业、军事现代化、社会现代化中出现的大量问题，李院士建议：要将理论与实践相结合，在解决问题中发展理论，同时我们还需要观念、理论和技术上的突破。他还谈到如果从生物的调控过程与认知过程进行深入分析，会对我们解决复杂系统的调控问题有很大的帮助；我们可以更多的从生物内部的调控与生物智能中学到很多东西。李院士还作了功能基因组系统学的研究报告，报告指出：功能基因组研究为深入理解生命科学的基本问题提供科学基础，具有深远的科学意义、应用前景和社会、经济效益；并提出了一些需要解决的重大科学问题。
吴澄院士对自动化学科的现状和发展进行了探讨。事实表明，控制对社会进步的贡献与影响，与计算机和通信等学科相比正在变小，以及人们对控制的热情在下降使得自动化学科面临严峻形势。吴院士指出：实际上，自动化技术仍在发展中，特别是网络环境下的各种自动化技术，自动化的应用范围在不断的扩大，也有新的进展；但现在存在的问题是理论进展不如人们期望的那么大，更重要的是理论与实际有相当程度的脱节：一方面，控制的某些理论成果远远走在应用的前面；另一方面，对大量复杂的急待解决的系统问题，控制又无能为力。吴院士从控制发展历史角度分析了其原因，认为控制学科从来是重大实际需求拉动，然后用数学等理论工具求解，进而解决重大实际问题；数学在控制理论和自动化学科的发展中起了核心的科学作用。今天仍然是非常重要的。不可否认，在相当长的一段时间内，对重大实际需求的拉动作用有或多或少的忽视，这是目前控制科学处于困境的一个原因。同时还强调要转变观念、迎接发展。最后在学科建设和发展方向提出两点建议：一是把复杂系统的研究作为推动学科发展的重要动力；二是适当调整培训目标、教材建设、科研布局和师资队伍建设。
3、开展认知过程的信息处理与相应的智能科学研究
郑南宁院士从认知科学角度探讨了认知与智能的关系、智能机器原型与认知模型的关系，介绍了与认知密切相关的四大科学难题，即：自然语言处理、视知觉、听觉的机理与模型和智能信息检索技术。指出了新型智能系统的若干重要的研究内容，即：复杂系统和信息环境中的认知模型和行为控制、认知过程中的交互行为与注意机制、分布式认知、学习和记忆的神经生理机制与信息处理模型、基于感知与生物特征的信息处理、感知与认知过程的虚拟实现与科学可视化、以新型大规模并行算法为基础的计算智能。最后阐明了认知智能信息处理技术将对信息科学产生重大影响。
吴宏鑫教授提出了基于对象的智能特征模型，阐述了其建模思想、方法和必要的物质基础。袁著祉教授从神经网络理论出发介绍了联接主义式的智能控制的思想和展望了其未来研究方向。张天序教授在说明模式识别与智能系统在自动化学科中的重要性的同时，提出了一些当前比较前沿的研究和应用方向：生命、生物科学中的智能系统，知识管理系统，多模人机界面，能识别视觉和听觉的自瞄准相机，智能化网络，以网络环境为基础构成的自动化系统和智能系统，航空航天的智能自动化系统，军事领域的智能自动化系统。蔡自兴教授给出了较详细的智能科学的理论体系和提出智能科学若干研究课题：计算智能，分布式人工智能与Agent系统，知识获取和机器学习等。席裕庚教授从应用角度揭示了智能技术在机器人研究中的重要意义。
4、加强网络安全与网络控制技术领域
网络控制与信息安全是21世纪世界各国竞争最激烈的科学技术领域，也是新思想、新理论、新技术的汇聚领域。有多个专家都提到了网络安全与网络控制问题。金以慧教授认为现代网络不仅在结构上表现出高度的复杂性，而且在行为上也很复杂；网络控制与信息安全必须是由多学科的交叉与融合来综合解决；“网络控制与信息安全”是21世纪科学技术领域中最受瞩目的研究方向，不仅具有重要理论意义，而且是国际竞争最激烈的新技术，具有广泛的应用前景，建议列入自动化领域优先资助研究方向。戴冠中教授和郑应平教授就网络化系统(Telematics Systems)及其建模、分析、控制与优化问题作了专题报告；他认为网络化系统是走向信息化社会的标志性系统，是大型或巨型的复杂系统，是3C（Control，Computer，Communication）学科相交叉的产物。网络化系统的建模、分析、控制与优化问题，是建立高性能、高效和智能化的网络化系统的关键问题，这也为自动控制学者们提供了一个充满挑战的、富有魅力的研究舞台，网络安全与信息安全问题是网络化系统成功与否的重要问题，这里也有自动控制学者们颇感兴趣的一系列课题。王行愚教授提出了自动化若干发展方向，认为网络空间将给自动化学科带来了新问题、新思想、新方法。
5、加强特种机器人的研究
特种机器人与工业机器人相比在理论基础、技术特征和应用领域等方面有显著特点，被列入许多国家的发展研究计划，吸引了世界众多科学家从事这方面的研究。特种机器人已成为当今国际自动化技术发展的重要方向。王树国教授介绍了特种机器人的国内外发展现状和趋势，探讨了特种机器人的特点、共性技术和基本科学问题，并对我国特种机器人发展战略提出了若干建议。建议一：借鉴工业机器人发展历史，以需求牵引为原则，实现跨越式发展；建议二：特种机器人研究以增强国家综合经济实力、保证国家安全、提高国际竞争力为己任。建议三：加强组织管理、重视国际合作，注意相关学科的相互交叉与渗透。戴先中教授认为21世纪初将是非制造业自动化（包括农业自动化、服务自动化和地下、水下、地面（建设）作业自动化等）的快速发展时期；指出非制造业自动化的快速发展，将对特种机器人产生巨大的需求；特种机器人作为一种具有高度灵活性的自动化并逐渐智能化的机器，无疑具有很大的发展空间；同时特种机器人技术的发展，将极大地推动非制造业自动化的发展，特种机器人技术将成为非制造业自动化中的核心技术之一；他还建议，我国特种机器人研究应放在非制造业自动化发展的大环境中开展，同时应重视多学科交叉，研究队伍不能局限于自动化领域。
6、加强传感技术与软测量技术的研发
传感技术是新技术革命和信息社会的重要技术基础，现代科技的开路先锋，作为信息技术中采集、处理、传播三大关键技术之一，各发达国家都将其视为现代高技术发展的关键。葛运建教授认为传感技术是信息时代信息获取、处理和传输的源头，是“最高意义上的自动化”的技术基础。他希望各级领导能进一步关注和支持我国传感器事业的发展，广大科技工作者能积极参与和献身于我国机器人感知系统的研究，使我国传感器技术水平迈上新台阶，为我国的国民经济发展和国防现代化建设做出应有贡献。朱学峰教授作了软测量技术的专题报告。在被测量（或被识别的目标）具有多种属性或受多种不确定因素干扰的情况下，使用多种传感器协同完成共同的检测任务便是必然的选择。韩崇昭教授作了题为多传感信息融合与自动化的报告。他认为在未来十年内，多传感器多尺度信息融合技术将会有很大的发展，希望信息科学部将此技术列入“十五”优先资助领域。
7、 加强我国流程工业信息化基础研究
随着现代流程工业的发展，流程工业信息化中的建模、控制与优化对自动化学科提出了挑战。柴天佑教授从发展我国流程工业的角度对发展我国自动化学科提出几点建议。建议一：结合流程企业信息化的工程和行业急需的大型控制软件系统开展复杂系统的建模、控制与优化研究；建议二：自然科学基金的研究计划与863高技术计划相结合，开展我国自动化学科发展的战略研究，设立能为863高技术计划所支持的项目提供理论与方法的课题，鼓励从事自动化学科应用基础研究的研究人员与从事863高技术计划的研发人员相结合，研发出具有自主知识产权的自动化技术，促进我国的自动化产业发展；建议三：设立基金，建立由从事自动化领域基础研究人员、高技术研发人员以及工业界人士组成的俱乐部，定期开展学术交流，提炼出解决实际复杂系统问题为背景的科学问题，开展联合研究。在解决实际问题的同时开辟解决复杂系统建模、控制和优化的新途径。褚健教授从控制应用角度做了类似的报告。任德祥研究员从产业角度来指出了自动化的任务和发展，他认为要加强实际问题的分析和提炼，开辟学科发展的新的源头，转变视角深入学科交叉内圈，更新理念融合IT最新成果。
与会专家普遍认为本次学术研讨会开的比较成功，基本达到了预期的目的。作为本次会议的成果，大会学术报告将被编辑成论文集，并作为《自动化学报》的增刊在下半年公开发表。