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沈琳琳:扎根現(xiàn)實需求,縮短科研和產(chǎn)業(yè)的距離

沈琳琳博士,鵬城學(xué)者,教授,深圳大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)博士生導(dǎo)師,上海交通大學(xué)學(xué)士、碩士,曾在華為公司擔(dān)任軟件工程師,2005年獲得英國諾丁漢大學(xué)計算機(jī)專業(yè)博士學(xué)位。

現(xiàn)任大數(shù)據(jù)系統(tǒng)計算技術(shù)國家工程實驗室副主任、廣東省中英合作視覺信息處理實驗室主任、深圳大學(xué)計算視覺研究所所長、深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)影像智能分析與診斷研究中心主任、英國諾丁漢大學(xué)計算機(jī)學(xué)院榮譽教授等職務(wù)。擔(dān)任期刊《Cognitive Computation and Systems》常務(wù)副主編(Co-Editor-in-Chief)、《Expert Systems with Applications》副編輯(Associate Editor)。

目前研究方向為深度學(xué)習(xí)理論及其在人臉識別/分析以及醫(yī)學(xué)圖像分析上的應(yīng)用。

2015-2023年連續(xù)9年被愛思唯爾出版社評為計算機(jī)學(xué)科“中國高被引學(xué)者”,2020-2022年連續(xù)入圍斯坦福大學(xué)“科學(xué)影響力全球前2%科學(xué)家榜單”。

科研成果上,先后獲得吳文俊人工智能自然科學(xué)獎,中國電子學(xué)會、廣東省和深圳市自然科學(xué)獎。2023年帶領(lǐng)團(tuán)隊開源“伶荔”(Linly)百億參數(shù)大規(guī)模中文語言模型。

CV大咖的成長史

世紀(jì)之交,思潮竄動,百業(yè)待興。

學(xué)史鉤沉,學(xué)術(shù)的河床上留下了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)和今天的通用大語言模型等研究思潮或深或淺的痕跡,不知不覺中刻畫起我們的時代。每一個學(xué)者的研究方向也隨著宏大敘事浪潮或現(xiàn)實條件在不斷迭代,為時代留下個人的注腳。

沈琳琳一直在思考一串問題:我研究的東西對社會是否有用?是否忠于自己的興趣?秉承著對科研的誠摯熱愛和對社會有所獻(xiàn)益的內(nèi)心追求,沈琳琳在幾個人生岔路口作出了重要選擇。

2000 年,沈琳琳從上海交通大學(xué)應(yīng)用電子專業(yè)碩士畢業(yè),他放棄了當(dāng)時一份令人羨慕的工作,選擇踏上異國他鄉(xiāng)砥志研思——攻讀英國諾丁漢大學(xué)計算機(jī)專業(yè)博士。

英國諾丁漢大學(xué)校園

諾丁漢大學(xué)風(fēng)景如畫,教學(xué)與研究水平享有國際聲譽。泮林革音,萬象宜人,沈琳琳很快適應(yīng)了高強(qiáng)度的研學(xué)節(jié)奏,興趣使然,加上深度參與博士導(dǎo)師的課題,沈琳琳自此和人臉識別結(jié)下了不解之緣。

圖像是直觀而親切的,離生活很近,容易被理解,對圖像進(jìn)行處理,使它發(fā)揮更多價值是一件有趣且有意義的事情。他的研究方向聚焦在深度學(xué)習(xí)理論及其在人臉識別/分析以及醫(yī)學(xué)圖像分析上的應(yīng)用上,專注且浸潤極深。

讀博后半段,他將自己的研究方向向醫(yī)學(xué)圖像上拓展。當(dāng)時,導(dǎo)師拿下一個歐盟的醫(yī)學(xué)圖像的科研項目,他便大量接觸此方面的書籍,讓自己在該領(lǐng)域研究打好基礎(chǔ)。2005 年博士畢業(yè)到 2006 年,沈琳琳特意去附屬醫(yī)院與影像科醫(yī)生共處了一年,以便更好地理解 AI 和醫(yī)學(xué)跨學(xué)科之間的難點。

研學(xué)數(shù)十載,沈琳琳一直保持著韌性和自己冷靜的判斷。人工智能某項新技術(shù)剛提出并火爆的頭幾年,很多人不可避免地追新逐熱,但他觀察,有些相關(guān)技術(shù)在實際應(yīng)用中性能并不如在實驗室的結(jié)果那般好,他勸自己不要著急。

深度學(xué)習(xí)剛出現(xiàn)的時候,很多人認(rèn)為它只是曇花一現(xiàn),他還是立足實際看問題:“我觀察該方向上的數(shù)據(jù)集和應(yīng)用性能表現(xiàn)都較為出色,另外了解到產(chǎn)業(yè)界不少大公司也在關(guān)注這個方向,我感覺這個東西很不一樣,應(yīng)該是有未來的,所以在 2015 年左右跟隨了這個研究方向!

深耕于計算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)多年,沈琳琳取得了不凡的成績,他開發(fā)的人臉識別系統(tǒng)曾在國際人臉識別算法測試比賽中獲得亞軍,研發(fā)的細(xì)胞分類算法連續(xù)獲得國際細(xì)胞圖像分類算法大賽冠軍。科研成果先后獲得吳文俊人工智能獎、中國電子學(xué)會、廣東省和深圳市科學(xué)技術(shù)獎勵。2015-2023連續(xù)9年被愛思唯爾出版社評為計算機(jī)學(xué)科“中國高被引學(xué)者”。

AI+,扎根現(xiàn)實需求

2006年10月,沈琳琳心系桑梓地,沒走海外職場精英路線,回國在深圳大學(xué)做起了一名教師。他想把了解到的最新先進(jìn)技術(shù)和自己對學(xué)術(shù)研究的一些心得分享給國內(nèi)一群群熱情昂揚的年輕人。

研究“視覺識別”二十多年來,沈琳琳曾指導(dǎo)團(tuán)隊完成多篇 paper 或項目,也獲得了不少獎項,這的確是他熟悉且擅長的賽道。但是,教育不僅僅包含純粹的科研,還需要對接產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)變革趨勢,培養(yǎng)支撐產(chǎn)業(yè)需求的人才。

AI 智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)

AI 智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)開發(fā)是一項縮短課堂和產(chǎn)業(yè)的距離的重要嘗試。

簡單來說,就是用 AI 輔助農(nóng)戶養(yǎng)鵝養(yǎng)雞。2020 級深大騰班學(xué)生開展過一次別開生面的“鵝臉識別”項目——將課堂上學(xué)到的“人臉識別”,這些原本落地金融、安防行業(yè)的 AI 知識,復(fù)制到鵝身上,幫助鵝農(nóng)識別病鵝,輕松養(yǎng)鵝,提產(chǎn)增效。

初期,沈琳琳和團(tuán)隊一度覺得沒法下手,不同于實驗室,鵝的飼養(yǎng)和成長環(huán)境復(fù)雜不可控,連經(jīng)驗豐富的老農(nóng)都不能保證識別病鵝,不免對算法的能力存疑。還有,要讓 AI 消除對鵝的“臉盲”,必須要采集足夠多的樣本數(shù)據(jù),但動物不會配合鏡頭,這是一項全新的、工程量巨大的工作。

學(xué)生給鵝群打標(biāo)注

要養(yǎng)鵝,先懂鵝。沈琳琳決定,拋開所有酷炫的技術(shù),同學(xué)生們前往鵝場,從觀察、手動記錄和歸納鵝的基礎(chǔ)習(xí)性入手……整個暑期,沈琳琳密切關(guān)注學(xué)生們的每一項進(jìn)度,經(jīng)歷長達(dá)半個月、30 萬次的點擊標(biāo)注后,行業(yè)首個“鵝臉數(shù)據(jù)庫”誕生。最終,團(tuán)隊制作了一款識別病鵝的小程序,具備“查看鵝群、疾病預(yù)警、數(shù)據(jù)分析、檢測養(yǎng)殖環(huán)境”等功能。

邁出了AI 養(yǎng)鵝的一大步,有了數(shù)據(jù)庫沉淀,往下便可以做很多事,AI 智慧養(yǎng)殖大系統(tǒng)可以效法推進(jìn)。比如,將數(shù)據(jù)開源給學(xué)術(shù)界,更多人一起研究科學(xué)養(yǎng)鵝。借力AI ,雞鴨魚鳥等智慧養(yǎng)殖上另有廣闊天地。

AI 智慧醫(yī)療

在醫(yī)療領(lǐng)域,我們?nèi)匀幻媾R著嚴(yán)重的醫(yī)療資源問題,AI 醫(yī)學(xué)影像作為一種優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源,存在巨大的供需缺口。沈琳琳在在醫(yī)學(xué)影像診斷方向上師從大佬,敬業(yè)勤懇地精研多年,做了不少對臨床診斷及治療有重要的意義的工作。

沈琳琳和團(tuán)隊通過普通數(shù)據(jù)增強(qiáng)、圖像分塊、半監(jiān)督標(biāo)注網(wǎng)絡(luò)以及自監(jiān)督任務(wù)等對大腦 MRI、細(xì)胞病理圖像和口腔數(shù)字掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分割和分類任務(wù)的工作。

其中,“細(xì)胞病理圖像智能輔助檢測與診斷系統(tǒng)”便是沈琳琳一項落地數(shù)年的工作。該輔助檢驗的智能系統(tǒng)濾去大量重復(fù)枯燥工作,讓醫(yī)務(wù)人員更專注于病變疑似區(qū)域。無論是在診斷的效率、質(zhì)量以及成本都能獲得明顯的收益。

該智能檢驗診斷系統(tǒng)對細(xì)胞形態(tài)進(jìn)行分析中

不可否認(rèn),人工智能影像技術(shù)在實踐中發(fā)揮了重要作用,其應(yīng)用空間和發(fā)展前景非常廣闊。但是,AI 在醫(yī)療領(lǐng)域落地困難重重:首先,要突破跨學(xué)科融合的難點,需要雙方人員長期的配合和信任、熟悉雙方行業(yè)的溝通語言,達(dá)成一定共識;其次,醫(yī)療在信息安全性、算法透明度、數(shù)據(jù)壁壘和數(shù)據(jù)標(biāo)注等方面存在“黑洞”,面臨著“成本高”“填坑大”的狀況;再者,醫(yī)療領(lǐng)域與生命安全息息相關(guān),每一個環(huán)節(jié)的推進(jìn)都要慎之又慎。

另外,新技術(shù)催生新難題。醫(yī)生的診斷其實不僅僅只看醫(yī)療影像資料,還需要其他數(shù)據(jù),比如驗血數(shù)據(jù)、臨床數(shù)據(jù),以及醫(yī)生的經(jīng)驗,各種數(shù)據(jù)綜合起來形成一份智能治療方案。而把多種數(shù)據(jù)融合起來,其實就是多模態(tài)數(shù)據(jù),可以把當(dāng)下火熱的大模型融入進(jìn)來。

要保證 AI 智慧醫(yī)療技術(shù)處在創(chuàng)新前沿,幫助解決醫(yī)療領(lǐng)域的現(xiàn)實問題,沈琳琳和團(tuán)隊仍在與時俱進(jìn),持持續(xù)學(xué)習(xí)中。

AI 智慧協(xié)警辦案

AI 技術(shù)在產(chǎn)業(yè)變革中應(yīng)用廣泛,沈琳琳更愿意帶領(lǐng)學(xué)生在實踐項目中感受 AI 的魅力和影響。

沈教授團(tuán)隊和深圳公安刑警支隊合作,用 AI 幫助法醫(yī)辨別尸體死亡時間,開發(fā)了一款判斷尸體死亡時間的算法,其原理是根據(jù)尸體上蟲子的成長變化,將勘驗檢查和AI 系統(tǒng)結(jié)合,大大提高了警務(wù)辦案的效率和準(zhǔn)確性。

另外,沈琳琳團(tuán)隊還曾運用 AI 算法,協(xié)助各方追蹤保護(hù)云南元江的野生大象。

拉進(jìn)科研、課堂和產(chǎn)業(yè)的距離

每一年的畢業(yè)季,“十大無用專業(yè)”“十大水課排行”總能引發(fā)關(guān)注,這反應(yīng)了當(dāng)下學(xué)習(xí)理論和實際脫節(jié)的一種現(xiàn)狀。對接產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)變革趨勢,培養(yǎng)支撐產(chǎn)業(yè)需求的人才,成為我國高校人才培養(yǎng)的新使命。

因為淋過雨,所以想給別人撐把傘。在實際教學(xué)和科研工作中,沈琳琳希望通過自身力量縮短課堂、科研和產(chǎn)業(yè)的距離。他對學(xué)生不吝惜鼓勵,親和真誠,凡是對學(xué)生和社會有益的事情深度參與、親力親為。AI 智慧養(yǎng)殖的“鵝臉識別”項目上,他和學(xué)生一道成了半個“養(yǎng)鵝專家”。

他希望青少年明白任何東西都有起落,鼓勵他們做自己感興趣且對社會有意義的事情,不必盲目跟風(fēng)。

人工智能時代呼嘯而來,沈琳琳認(rèn)為,“計算機(jī)視覺、自然語言、機(jī)器人等方向上都大有可為。人工智能行業(yè)有很多種不同水平的工作類型,不同能力的人可以在金字塔的不同位置找到適合自己的崗位,并依靠自己的興趣和努力,在實踐中提升自己的交叉學(xué)科理解能力,保持獨立思考,不管你原來的起點如何,只要你堅持做下去,最后總能夠成功。”

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