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“中国青年女科学家奖”获奖者陶晓明:跟随研究乐趣开启“无线”新可能

2018-01-15 | 方芳 | 来源 科学网2018/1/14 |

【编者按】1月12日,由全国妇联、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会、欧莱雅中国共同举办的第十四届“中国青年女科学家奖”颁奖典礼在京隆重举行,陶晓明等10位年轻女科技工作者获得“中国青年女科学家”荣誉称号。

陶晓明,清华大学电子工程系副教授。获得国家优秀青年科学基金资助。清华大学博士毕业后,在法国电信研发中心工作,2009年回清华大学从事博士后研究,2011年留校工作。主要从事无线多媒体通信理论及关键技术应用研究。作为主要完成人参与获得国家自然科学二等奖、国家技术发明二等奖、中国通信学会科学技术奖一等奖、中国电子工业学会电子工业信息科学技术奖一等奖、中国电子工业学会十佳优秀科技工作者、IEEE国际会议最佳论文奖等奖项,获授权发明专利26项,发表SCI期刊论文近30篇。

陶晓明获第十四届“中国青年女科学家奖”

十位获奖者合影,左4为陶晓明

我们正处在一个信息大爆炸的时代,通信技术日新月异,但却仍无法满足人们的需求。“未来通信技术航向已经转向了宽带化和多媒体化,而通信频谱资源却面临日益短缺。”陶晓明说。在新的严峻形势下,如何满足人们对更高容量、更高带宽的通信需求成了棘手的国际性难题。

第十四届“中国青年女科学家奖”获奖者,清华大学电子工程系通信研究所副教授陶晓明,正和她的团队致力于寻找一把能将难题迎刃而解的密钥——在传统通信技术中引入智能计算的方式,通过基础研究来拓展带宽需求——为你我开启无线世界的更多可能性。

她从事无线多媒体通信理论及关键技术研究,在无线多媒体可靠传输、移动网络资源优化和多媒体信息服务等方面取得了系统的理论和技术突破。

“一旦认准了方向,我就会坚持不懈,希望有一天我的研究可以改变通信技术的发展轨迹。”

传统无线通信技术基于数据通信,包括文字、图像、声音等多媒体信息,每实现一次传输,都必须建立一个新的通信连接。假如把无线通信的每次传输视为一次“见面”,那么在传统通信技术中,每次见面时“双方”都必须重新“自我介绍”,这也因此占用了本就紧缺的带宽资源。对此,通信领域中解决带宽的传统方法,是通过对多媒体信息压缩编码,以达到提高传输效率的目的。但是受制于率失真性能,当多媒体信息一旦达到失真的临界点,就很难再压缩了。面对传统方法的掣肘,陶晓明另辟蹊径,选择了一个大胆而充满想象力的新思路:将人工智能技术引入无线通信领域。

“视频通信智能协同计算的核心创新是在传统通信中融入智能计算,通过计算把真正需要传输的未知信息找出来,而把已知的信息在收发端预存,从而做到不重复传输,这样就有效实现了节省通信传输带宽的目的。”陶晓明解释说,“这就像陌生人之间可以‘一回生,二回熟’一样。”基于模型的智能计算在首次连接时“介绍双方认识”,在下一次传输时,就无需“重新介绍”占用带宽了。

陶晓明最早提出这一创新性的研究方向还是在10年前,当时国内移动通信网络正在从2G向3G过渡,而作为新兴交叉学科的无线多媒体通信也绝非是“无线通信”和“多媒体处理”两个领域的简单叠加。虽然当时机器学习正在飞速发展,但把计算通信作为一种新方法去实现面对面的实时通信效果,这种思路在国际上还是被认为难以实现。陶晓明团队的论文也都被拒绝了,“评阅意见大致都是在说,该论文研究思路和传统方法不一样,很难得到认可。”她回忆道。之后的两三年时间,这个研究方向走进了死胡同。

“从事前沿技术研究往往像在无人区中行走,前路不清晰,也不知道哪里是尽头。”陶晓明说,“虽然有时会让人感到害怕,但有波折和困境是正常的。”倍感压力的日子里,陶晓明没有轻言放弃。经过几年的艰苦努力,团队终于迎来了好消息:实验证明在新的计算通信理论的支持下,用于视频通信的效果比传统方法节省了好几倍的带宽。此后,团队连续发表高水平论文,并得到了国际同行的高度认可。

回想起科研道路上的自我驱动力,陶晓明笑着表示,除了科研工作本身的魅力和乐趣外,还有科幻电影《黑客帝国》种下的“初心”。1999年,18岁的陶晓明还是一名西安电子科技大学通信工程学院的大一新生。在这个中国互联网刚刚兴起,甚至连蓝屏手机都还没有出现的年代里,《黑客帝国》里的每一个场景都让陶晓明感到酷炫:在一个带宽无限制的世界中,主角Neo和母体Matrix的所有联络都能以无线通信的方式随时传输。当时的陶晓明心中只剩下一个念头:未来科技能否发展成这样?如果能由自己亲手来实现这样的未来就好了。

19年后的今天,陶晓明仍然初心不渝,“在通信领域里,坚持做理论基础研究的意义在于从本质上去解决问题,从根本上去创造未来和影响世界。”

关于“中国青年女科学家奖”:

“中国青年女科学家奖”由全国妇联、中国科协、中国联合国教科文组织全国委员会和欧莱雅中国于2004年联合设立,是欧莱雅-联合国教科文组织“为投身于科学的女性”计划在中国的发展和延伸。“中国青年女科学家奖”每年评选10位在基础科学领域和生命科学领域取得重大科技成果的、45岁以下的优秀青年女科学家,其中,至少有1名(不限于1名)来自西部地区,并向每人颁发奖金10万元人民币。14年来,共有来自全国21个省(自治区、直辖市)和香港特别行政区的124位女性获得此项殊荣,以榜样的力量激励青年女性投身科学。该奖项在中国科学界的权威地位也得到广泛认可。


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