“解決重要或實際的問題是我的科研目標”(科技視點·科技自立自強 青年奮勇擔當④)
王光宇,1990年出生,北京郵電大學信息與通信工程學院網絡與交換技術國家重點實驗室研究員、博士生導師,致力于智能信息處理、多模態智能生物醫學計算及應用研究。
近年來,數字信息技術驅動的智能醫學計算不斷突破,催生了新的醫學研究范式,成為人工智能的前沿領域。90后青年科研人員、北京郵電大學研究員王光宇在該領域持續深耕,積極探索智能醫學生物計算新理論方法及關鍵技術,并取得了一系列國際前沿水平的研究成果。
面對各種贊譽,王光宇始終保持清醒:“我們的科研還處于起步階段,探尋新的科學規律,解決重要或實際的問題是我的科研目標,希望未來能夠做出不一樣的原創研究。”
從興趣出發做科研,勇于做前沿交叉探索
本科學醫,碩博階段從事生物醫學成像研究;博士后研究進入清華大學計算機系,關注智能科學;之后進入北京郵電大學,在信息技術前沿領域深耕……一路走來,王光宇更多的是從興趣出發,主動選擇了一條交叉方向的研究路徑。
“當今科學的發展和重大科學技術成就的取得,越來越依賴于不同學科間的交叉融合。”王光宇說,讀研時學校提供的良好環境讓自己在自由探索中發現了興趣所在,“我更喜歡邏輯性強的工作,當時接觸到人工智能,就堅定了從事智能信息處理、智能醫學生物計算新理論方法及關鍵技術研究的決心。”
這也包含了王光宇的科研初心。“現有的生物醫學以實驗科學為主,如聚焦發現某個基因、某一種疾病治療等。將信息智能技術和醫學研究工具有機結合起來,可加速對生命機制的認知研究,為人類健康作出更大貢獻。”
王光宇帶領團隊研發的“人工智能驅動的重大疾病動態畫像新技術和遠程高效防治系統”,就是其中一個關鍵的探索。
“相較于其他領域,健康醫療數據具有個體差異大、動態演化的特點,我們團隊提出了基于深度學習風險分數的個體生存分析方法,能夠實現針對重大疾病的動態風險評估和健康管理。”王光宇介紹,借助可信隱私計算,通過非侵入式的眼底篩查、智能終端接入與大數據實時匯聚,利用人體“表型”和行為信息數字化,來為患者建立健康動態畫像。有了這個“畫像”,就可以更高效識別5年內有代謝類疾病(如慢性腎病、2型糖尿?。┗蛐难芗膊〉蕊L險的患者,并對其健康風險進展動態追蹤。
目前,這項研究成果已在多家三甲醫院部署、測試,并入選世界互聯網大會烏鎮峰會“2021世界互聯網領先科技成果”。前不久,王光宇還獲得第四屆“科學探索獎”。
“在復雜精微的生命面前,人工智能總是不夠‘智能’。因此,我們的任務就是讓它變得再‘聰明’一些。比如解決人工智能在開放環境下的泛化性和可信任的方法學難題,從而更好地融入人機交互場景中。”王光宇舉例,以后如果去醫院看病,可能會有更多智能醫生為患者問診,進行影像自動判讀,或智能個性化給藥,甚至可以設計藥物。
“在人工智能系統中建立起類似人類專家的高級認知智能,其難點在于跨越數據特征空間和人類語義空間之間的鴻溝。”王光宇認為,勇于進行前沿交叉的探索,才能打破常規,做出有影響力的工作。
實際上,做前沿交叉學科十分不易,需要扎實掌握多學科的知識,時刻追蹤、了解前沿研究方向。除了扎實的學術訓練,王光宇堅持閱讀最新文獻。她認為,自己需要不斷保持對研究方向的熱情,培養勇于試錯和持續學習能力。
做科研要有韌性,從“拒稿”中學會成長
在外人眼中,王光宇的科研之路順風順水。但她自己卻不這么看:“做科研就像跑馬拉松,總會遇到很多挑戰,有信念和韌性才能抵達終點。”
王光宇回憶,科研起步時,自己最怕“拒稿”。“被‘拒稿’是科研訓練中往往要經歷的重要一步。”王光宇笑著說,關鍵是被拒之后怎么辦,能否從這個過程中反思這個領域的重要問題,學會成長。
2021年6月,《自然·生物醫學工程》一下刊發了兩篇來自王光宇課題組的論文,其中一篇還成為封面論文。
“論文發表過程特別曲折,一次次被拒,一次次修改。”王光宇告訴記者,2020年,她和實驗室的老師以及來自各地機構和醫院的生物醫學工程師、放射學專家、呼吸專家和臨床醫生,組成團隊,通過密切高效的合作,開發了“面向新冠肺炎的全診療流程的智能篩查、診斷與分級系統”。
這套系統訓練出的算法準確率高,對臨床救治方案量化評估及藥物智能篩選具有重要意義。對于這項科研成果,王光宇信心滿滿。沒想到,論文投出后等來的卻是編輯部的拒稿信。
王光宇沒有沮喪太久,而是迅速調整狀態、完善模型。“與領域內的專家隔空進行思想碰撞,不斷改進自己的研究。”她說。
修改文章的工作量之大超出想象。人工智能模型在生物醫學場景中發揮作用,一個最大的難點就是模型跨設備、跨機構的泛化性。為克服挑戰,王光宇與學生一起大量閱讀文獻,同時也將模型用在最新生成的數據上進行測試。迭代了十幾輪算法,距第一次投稿一年多之后,這篇文章終于成功發表。在這一過程中,王光宇也收獲不少,論文還沒發表前,她就被編輯部邀請發表評述,介紹中國科學家在人工智能醫學方面的成果。
青年科學家恰逢其時,要有比肩世界一流的志氣
作為一名青年教師,王光宇除了帶領20多人的團隊做科研,還要給本科生授課。
“目前各方面對于青年科研人才的支持力度很大,科技項目向青年人傾斜,環境越來越好。”王光宇說,自己所在的張平院士團隊是首批全國高校黃大年式教師團隊,一直注重將科研成果反哺教育教學。
“記得剛來北京郵電大學時,自己的研究方向跟團隊不是特別一致,還有點忐忑。跟張平院士探討未來發展時,他鼓勵我要堅持自己的研究方向,把信息交叉的特色做出來,這對我是很大的鼓勵。”
王光宇不到30歲就成為博導,帶領著一批比自己小不了幾歲的研究生做科研。她說,自己跟學生們的相處亦師亦友??粗鴮W生們從初入門的懵懂到學有所成,她非常有成就感。“我經常激勵團隊的學生,不僅要做到國內一流,而且要跟世界級的團隊競爭。”
兼顧教學與科研,讓王光宇常常感嘆時間不夠用。“我想做的研究太多了,從周一到周日基本都在工作。”這個外表看起來仍像學生的年輕科學家,這樣描述自己的日常。這兩年的除夕夜,她都是在實驗室度過。“但我很享受這個過程,因為做的全是自己想做的事情。個人興趣與事業融合,是一件幸福的事。”
王光宇也有自己的放松方式——健身。“這種方式特別高效,花一點時間就能讓自己身心愉悅。而且,要跑好科研這場馬拉松,必須要有健康的體魄。”
談起長遠規劃,王光宇說:“未來是信息領域與生命領域交叉融合的重要窗口期,我希望能真正做一些原創性的研究,甚至用30年時間解決幾個重要問題,包括探索更具深刻認知能力的人類高級智能,推動數字健康基礎設施的互聯互通,以及通過更強大的智能工具來探索抗老化的一些本質問題等。”
這樣的科研愿景,值得期待。
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