周帆 為智能網(wǎng)聯(lián)汽車建構(gòu)靈活“大腦”

趙漢琪

天還未亮，城市主干道一輛輛汽車的紅色尾燈已經(jīng)排成了一條長(zhǎng)龍，緩慢地向前挪動(dòng)，這是人們?cè)偈煜げ贿^(guò)的早高峰場(chǎng)景。越來(lái)越大的城市，越來(lái)越多的人口，越來(lái)越多的汽車……讓解決交通問(wèn)題變得前所未有地迫切。

隨著汽車科技創(chuàng)新加速，融合了物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等多種新技術(shù)、新理念的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，正成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略方向。全國(guó)青聯(lián)委員、北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院助理教授周帆，正是研究如何用算法為智能網(wǎng)聯(lián)汽車建構(gòu)更靈活的“大腦”。

2023年11月，“中國(guó)青年科技工作者日”全國(guó)活動(dòng)月·吉林站暨“中國(guó)青年科學(xué)家助力吉林創(chuàng)新發(fā)展論壇”上，周帆作為青年科技工作者代表，圍繞“科技創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”進(jìn)行了主旨演講。談及參加活動(dòng)的感受，他表示備受鼓舞：“此次活動(dòng)為科技工作者提供了一個(gè)交流和學(xué)習(xí)的平臺(tái)，讓我們可以分享經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)新知識(shí)、探討科技的最新發(fā)展?？吹酵械某删秃拓暙I(xiàn)，更加激發(fā)了我對(duì)科研事業(yè)的熱情，也時(shí)刻提醒我，科技工作者在推動(dòng)科技進(jìn)步、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展中扮演著重要角色，讓我感到使命在肩?！?/p>

既要有“智慧的路”，也要有“聰明的車”

隨著汽車工業(yè)的變革，車輛技術(shù)也在不斷發(fā)展，汽車給了人類距離的自由，同時(shí)也影響交通出行。如今，汽車已走進(jìn)千家萬(wàn)戶，科技的發(fā)展帶動(dòng)著汽車產(chǎn)業(yè)變革，以智能網(wǎng)聯(lián)汽車為基礎(chǔ)的新交通生態(tài)體系正在構(gòu)建。

從廣義上來(lái)說(shuō)，具備駕駛輔助功能的汽車都可以稱之為智能網(wǎng)聯(lián)汽車（或稱自動(dòng)駕駛汽車）。周帆介紹，按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)智能化程度的不同，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以被分為5個(gè)等級(jí)：L1-輔助駕駛、L2-部分自動(dòng)駕駛、L3-有條件自動(dòng)駕駛、L4-高度自動(dòng)駕駛、L5-完全自動(dòng)駕駛（無(wú)人駕駛）。

對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)，L3成了產(chǎn)業(yè)的分水嶺。雖然近幾年，自動(dòng)駕駛一直在風(fēng)口上，低級(jí)別自動(dòng)駕駛無(wú)論是法規(guī)、還是技術(shù)等方面紛紛開始普及，但是針對(duì)高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，商業(yè)化仍舊處于探索階段。周帆說(shuō)，在技術(shù)方面，自動(dòng)駕駛的底層架構(gòu)和大部分技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)被解決，剩下的5%的“長(zhǎng)尾問(wèn)題”逐漸成了制約自動(dòng)駕駛發(fā)展的關(guān)鍵——這些問(wèn)題包括各種零碎的場(chǎng)景、極端的情況和無(wú)法預(yù)測(cè)的人類行為。

自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)在不少低速和限定場(chǎng)景得到大量應(yīng)用，比如物流、港口、機(jī)場(chǎng)等，但這些場(chǎng)景一般路線固定、道路相對(duì)封閉，因此技術(shù)難度相對(duì)較小，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車所要面對(duì)的則是更開放的道路、更復(fù)雜的場(chǎng)景和更大的交通密度，需要具備強(qiáng)大的環(huán)境感知定位、智能規(guī)劃決策以及控制執(zhí)行能力，這對(duì)于相關(guān)技術(shù)無(wú)疑提出了更高要求。

“自動(dòng)駕駛的落地，離不開一個(gè)核心條件：安全。”周帆說(shuō)。目前，智能駕駛系統(tǒng)對(duì)于未知場(chǎng)景或者突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)能力仍需提升，而他主要的研究方向，就是針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車在復(fù)雜場(chǎng)景、極端工況下面臨的“長(zhǎng)尾問(wèn)題”，即感知系統(tǒng)覆蓋度不足、安全防護(hù)設(shè)計(jì)不充分等問(wèn)題，開展機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)算法與智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知與決策相關(guān)研究，“用智慧的大腦，為多種場(chǎng)景賦能?！?/p>

近幾年，周帆所在團(tuán)隊(duì)一直致力于破解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全難題，其中，預(yù)期功能安全是一項(xiàng)重要內(nèi)容。預(yù)期功能安全是為了解決系統(tǒng)能力邊界和駕駛員過(guò)度信任的問(wèn)題，解決“由功能不足或由可合理預(yù)見的人員誤用所導(dǎo)致的危害和風(fēng)險(xiǎn)”。周帆所在團(tuán)隊(duì)和華為合作的“L3+無(wú)人駕駛安全防護(hù)技術(shù)項(xiàng)目”中，提出了“安全副駕”這一概念。周帆介紹，“安全副駕”是基于“老司機(jī)”的安全駕駛經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)督系統(tǒng)，對(duì)無(wú)人駕駛決策系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)督，在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)進(jìn)行必要干預(yù)，保證無(wú)人駕駛系統(tǒng)安全。

環(huán)境感知是自動(dòng)駕駛的另一項(xiàng)重要功能，這也是周帆研究的主要方向之一?！爱?dāng)下行駛環(huán)境持續(xù)多變，要求智能駕駛系統(tǒng)應(yīng)具備連續(xù)學(xué)習(xí)的能力，而當(dāng)前，連續(xù)學(xué)習(xí)中存在的災(zāi)難性遺忘問(wèn)題和由此產(chǎn)生的泛化性能不足、難以有效遷移等問(wèn)題，是制約連續(xù)學(xué)習(xí)算法應(yīng)用的主要障礙。”2023年10月，周帆主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金“智能駕駛系統(tǒng)連續(xù)學(xué)習(xí)算法知識(shí)遷移和災(zāi)難性遺忘問(wèn)題研究”項(xiàng)目，針對(duì)智能系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程存在任務(wù)信息不可知的問(wèn)題，設(shè)計(jì)自主檢測(cè)任務(wù)變化方法；針對(duì)車載系統(tǒng)存儲(chǔ)空間限制問(wèn)題，使用模型參數(shù)分解和基于記憶重現(xiàn)的方法設(shè)計(jì)連續(xù)學(xué)習(xí)算法，克服災(zāi)難性遺忘問(wèn)題，“增強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的大腦的記憶力。”

周帆坦言，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通管理和智慧交通系統(tǒng)方面已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，并且未來(lái)的發(fā)展空間依然巨大?！拔磥?lái)的城市智能交通，既要有‘智慧的路’，也要有‘聰明的車’?！彼J(rèn)為，隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車有潛力實(shí)現(xiàn)與完全自動(dòng)化的交通管理系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)更高效、更安全的交通流，通過(guò)對(duì)大量交通數(shù)據(jù)的分析，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)交通流量和模式，實(shí)現(xiàn)更加智能化的交通管理。

周帆的家鄉(xiāng)在山東臨沂，高考時(shí)，他選擇了車輛工程相關(guān)專業(yè)。在北京航空航天大學(xué)讀碩士期間，周帆進(jìn)行了新能源汽車智能控制的相關(guān)研究。2017年，他來(lái)到加拿大拉瓦爾大學(xué)攻讀計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)博士，研究深度遷移學(xué)習(xí)理論與算法方向。一路走來(lái)，周帆閃閃發(fā)光的履歷，仿佛是為現(xiàn)在的科研方向“量身定制”。

熱心學(xué)生工作的周帆，到加拿大的第二年就當(dāng)選拉瓦爾大學(xué)中國(guó)學(xué)生學(xué)者聯(lián)誼會(huì)主席，組織學(xué)聯(lián)開展了一系列聯(lián)誼、講座、論壇等活動(dòng)，有力增強(qiáng)了當(dāng)?shù)厝A人學(xué)子的凝聚力和愛(ài)國(guó)熱情，樹立了中國(guó)留學(xué)生良好形象。2020年8月，他當(dāng)選全國(guó)青聯(lián)委員。

2020年底，即將博士畢業(yè)的周帆，和身邊很多海外學(xué)子一樣，準(zhǔn)備回國(guó)發(fā)展?？稍谡夜ぷ鞯倪^(guò)程中，他發(fā)現(xiàn)自己對(duì)國(guó)內(nèi)招聘信息知之甚少，經(jīng)過(guò)調(diào)研，他發(fā)現(xiàn)信息不對(duì)稱是很多海外青年回國(guó)就業(yè)時(shí)遇到的問(wèn)題。

2021年初，在全國(guó)青聯(lián)秘書處舉辦的“青聯(lián)思享匯”上，周帆反饋了這一情況。他建議：“搭建海外人才引進(jìn)信息發(fā)布和政策宣傳平臺(tái)，實(shí)時(shí)更新國(guó)內(nèi)對(duì)海外人才的需求信息及相關(guān)政策措施，加大面向海外青年高科技人才的政策信息宣傳力度，打破信息壁壘，打通海外人才同國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系渠道?！痹诋?dāng)年的全國(guó)兩會(huì)上，全國(guó)青聯(lián)以團(tuán)體名義提交了《關(guān)于加快吸引海外青年科技人才回國(guó)發(fā)展的提案》，就加快吸引海外青年科技人才回國(guó)發(fā)展問(wèn)題，有針對(duì)性地提出了具體建議。

在2023年1月結(jié)束了在拉瓦爾大學(xué)的博士后研究之后，周帆順利入職北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院汽車工程系，擔(dān)任助理教授。

周帆和學(xué)生們的年齡差距并不大，在學(xué)生們眼中，課下的周老師是個(gè)隨和、細(xì)心的人，經(jīng)常和學(xué)生們一起吃飯；而課上的他則比較嚴(yán)厲，對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)也是一針見血。在研究生李秋月眼中，導(dǎo)師周帆是個(gè)很有計(jì)劃的人，在科研上有自己的堅(jiān)持?！霸谥笇?dǎo)我確定研究方向時(shí)，周老師完全尊重我的想法，并且針對(duì)我糾結(jié)的各個(gè)方向都進(jìn)行細(xì)致地解答，讓我爭(zhēng)取能夠做出最適合自己的判斷?！崩钋镌抡f(shuō)。

身兼碩士研究生導(dǎo)師、本科生班主任多職，如何平衡科研與教學(xué)，這也是讓周帆思索良久的問(wèn)題。多年的科研經(jīng)歷讓他具備嚴(yán)謹(jǐn)、高效的工作能力，他通過(guò)日常設(shè)立工作計(jì)劃表和優(yōu)先級(jí)，設(shè)置合理的期望值和合理的科研和教學(xué)目標(biāo)，避免過(guò)度負(fù)擔(dān)。此外，他還會(huì)抽出時(shí)間，參與日常的科普活動(dòng)、科技節(jié)，和一些講座、研討會(huì)，與業(yè)界其他學(xué)者進(jìn)行研究成果的分享和討論。

當(dāng)被問(wèn)及為何選擇回國(guó)發(fā)展，周帆淡然道：“這是自然而然的事?！?/p>

這份“自然而然”，就是從心底深處流淌出的家國(guó)情懷和矢志報(bào)效祖國(guó)的追求。在“中國(guó)青年科技工作者日”全國(guó)活動(dòng)月·吉林站的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，聽到各位青年科技工作者分享創(chuàng)新奮斗的故事，感受到他們科技報(bào)國(guó)的赤誠(chéng)情懷，周帆說(shuō)：“作為一名人民教師、青年科技工作者，我有責(zé)任激發(fā)和引領(lǐng)青年群體的積極性和創(chuàng)造性，特別是在科技創(chuàng)新領(lǐng)域，要致力于科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，不斷探索和解決智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展面臨的問(wèn)題。在科技發(fā)展的同時(shí)，當(dāng)然也要關(guān)注科技對(duì)社會(huì)的影響。我也希望能夠通過(guò)公眾教育和科技普及活動(dòng)，提高社會(huì)對(duì)科學(xué)技術(shù)的認(rèn)識(shí)和興趣，尤其是在青少年中培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力?！?/p>

展望未來(lái)，周帆也充滿期待?！拔胰孕枰罨瘜I(yè)領(lǐng)域研究，追求創(chuàng)新和突破，希望能為智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域帶來(lái)新的見解和發(fā)展。我會(huì)更多地參與跨學(xué)科的研究合作，結(jié)合發(fā)展需求將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用。最重要的是在不斷變化的科技領(lǐng)域中保持學(xué)習(xí)態(tài)度，不斷提升自己的知識(shí)和技能?！?/p>

責(zé)任編輯 華南