董军宇:探索计算机视觉新高地

期次:第2148期    作者:□ 周文燕   查看:557

2020 届计算机应用技术专业的博士研究生 赵 爱 特,今 年 在 Nature 上 发 表 了 研 究 文 章MARK4 controls ischaemic heart failure through microtubule detyrosination。谈及恩师,她说,“是董老师为我提供了优秀的科研平台和出国交流机会,让我可以跟剑桥大学合作研究,在国际顶刊Nature 上发表文章。”

作为赵爱特的导师,信息科学与工程学部计算机科学与技术学院院长董军宇教授笑着说,“学生成才,是身为教师最大的成功,也是我最大的快乐。”

 

做学生成长路上的良师益友

2021 年 9 月 10 日,董军宇迎来了人生中第17 个教师节。在教师节表彰大会上,他获得了学校“最美教师”荣誉称号,今年,他还获得了“山东省优秀研究生指导教师”称号。

认真严谨、孜孜不倦、热情乐观、亦师亦友,这是学生对董老师的评价。发掘学生的专长和兴趣,让学生学到真东西,在服务社会中实现自身价值,这是董军宇给自己定的教育目标和方向。

“做科研肯定会有多次失败,有次我实验结果不好,董老师没有批评我,而是鼓励启发我从另一个角度来思考同一个问题,并提供了这个问题的解决思路。”赵爱特在谈到董老师引导她走上科研路时,深有感触地说。

来自埃塞俄比亚的阿曼是董军宇指导的留学生。阿曼第一次来到实验室的时候,不知道该做些什么,“是董教授给了我建议和指导,向我展示了研究是如何进行的,以及一个研究者应该如何思考。在每周的组会上和我详细讨论科研细节和方向。”现在阿曼博士毕业后选择留在海大做博士后研究。

“教书育人,是师之本分。”董军宇最看重自己的教师身份,他为本科生、研究生开设数字图像处理、图像处理与模式识别、计算机视觉等多门课程,学生说他的课“不拘泥于课堂,而是分享实地研究经验且绝不照本宣科”。“创新,不断地创新,这不只是自己的进步,更是我们国家的进步。” 董军宇期盼海大学生在国际上也有竞争力,成为创新型领军人才。在他担任研究生导师期间,共培养 107 名硕士研究生、39 名博士研究生,其中有两名学生是“泰山学者青年专家”。

 

将数字技术深度融入海洋

董军宇本科和硕士研究生就读于海大应用数学系,在英国 Heriot-Watt 大学获得博士学位后回到母校工作。2004 年他牵头成立了计算机视觉实验室,结合学校海洋特色,寻找实际需求点,选择了海洋大数据与人工智能交叉领域研究,把算法写在海洋上。

新世纪初,深度学习和人工智能发展如火如荼,董军宇尝试将其与物理海洋结合,首次提出采用深度学习方法预测海表温度,新方法新角度,科研成果很快成型。相关论文在海表温度预测领域SCI 检索一直排在第一位。

近几年,山东近海频繁出现赤潮、浒苔等自然灾害,董军宇带领团队开始研发可应用于海洋浮标的原位观测和实时处理软硬件系统,对浒苔等海洋随机灾害事件进行在线识别、预测和分析。

仪器研发过程中遇到了很多困难,活体浮游生物在海水中具有运动性,显微相机难以准确对焦,流动单元需要与蠕动泵流速配合才能获取清晰的影像。在董军宇带领下,团队成员借鉴国内外相关领域工作,改进技术方案和具体算法,采用定流量固定式,使用微量蠕动泵将浮游生物抽取到流动单元中进行拍摄,保证了图像的成像质量。课题组成员赵浩然说,“已经出海试验过一次,后面我们会在无人海岛自动运行一段时间,争取明年上半年能够在浮标上部署使用,监测有害藻类植物细胞。”

“科研是我的兴趣和追求,我就想把它做好;有些挑战在那儿,你总是想要解决这事儿。”谈到科研事业,董军宇如是说。

近五年,董军宇先后主持 7 个国家级重点项目,已在 SCI 期刊上发表论文 100 余篇,获得2020 年山东省自然科学二等奖、2020 年山东省人工智能自然科学奖一等奖等。多项成就傍身,他却说还没有最满意的,希望以后能做出真正有启发性的成果。

 

将科研创新瞄准国家需求

现代海洋科学研究急需水下高精度三维数据,“蛟龙号”、“海龙号”国产深潜器缺乏深海三维成像仪……面对国家需要,董军宇带领科研团队啃起了“硬骨头”。

在计算机视觉实验室师生的心中,董老师是一位“精神领袖”。2012 年,水下三维成像仪项目启动,那段时间,“硬件开发没有一次成功的”,团队成员范浩老师说,“水密舱玻璃破裂漏水”,“实用的算法都需要时间的磨练”。无数困难袭来,董军宇带领团队针对问题,反复讨论,逐个突破,根据实验结果,提出新思路,不断改进设计、加工方式、组合方式……

最终,水下坐底光度立体设备、水下激光扫描成像设备逐步成型,他们自主研发出国内外首个定点式海底三维微地形高分辨率获取设备、首个毫米级定点式水下目标三维重建系统,打破了国外技术垄断。

这是我们国家第一次看到达到毫米级高分辨率的海底三维图像,目前相关成果已在国家深海基地管理中心、自然资源部第一海洋研究所及北海局等单位应用。今后在海底生物与生态环境监测、海底工程材料研究、海底微地貌研究、海底考古研究等领域都将发挥作用。目前,董军宇带领的团队不止步于“第一次”,而是继续加大科研创新,开发“可以满世界跑”的海底三维成像仪。

对他来说,科研是爱好,也是人生价值所在。“研究成果能够改变人们的生活,服务经济社会建设和国家战略需求,这是我们的期望。”

但愿朝阳之晖,与时并明耳。在信息科学与工程学部开学典礼上,董军宇对新生提出了三点期望:敬业、勤于思考、突破自我。这是他对新一代海大人的殷殷嘱托,也是他人生历程的生动写照。