精英访谈⑨丨张文强：这位复旦大学教授让机器人越变越“聪明” | 机器人教授

人阅读 2023-12-27 14:16:00

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大众网·海报新闻记者闫明清于明效上海报道

张文强，籍贯山东招远，复旦大学计算机科学技术学院研究员、博士生导师，复旦大学智能机器人研究院副院长，长期从事机器人、人工智能、医疗信息化、智能装备等方面的产学研工作。近年来发表论文100余篇，申请国家发明专利50余项（授权20项）。

2015年，被评为苏州市科技领军人才；2016年，荣获教育部技术发明二等奖、吴文俊人工智能科技进步二等奖、上海市科技进步三等奖；2017年，荣获中国国际工业博览会特等奖；2018年，荣获日内瓦国际发明银奖、罗马尼亚科学院奖；2019年，荣获第九届中华中医药学会科学技术奖二等奖等。

他经常对学生们说：做科研，要甘守寂寞、淡泊名利，也要善于沟通、持之以恒，做“纯粹”学问；做人，要改变自己、善待他人，也要高度自律、坚持学习，认准方向一步一步地前行。从中国第一台心智发育机器人诞生，如今已发展到第七代，他让机器人越来越“聪明”。《山东在沪精英访谈》——大众网·海报新闻走近张文强。

名校毕业回乡发展不甘安逸考研深造

张文强：做人吃亏是福！世界是公平的，吃过的亏其他地方会补偿。只记美好的事，不好的事选择性遗忘。

1988年，张文强考入华中科技大学电力工程系，主要研习水利机械等方面课程，那一届还是国家包分配的大学本科生，有的同学至今依旧活跃在三峡大坝以及电力相关领域。毕业后，他一心想回山东老家发展。1992年，张文强被分配到淄博市的一家国企—博山电机厂工作。

那时的博山电机厂虽然坐落于较偏僻的山区中，但产品研发与生产理念却是全国排名前列的单位，聚拢着各地一大批高端人才，江、浙、沪地区分配过去学生的不乏少数，都把青春奉献在了那里。张文强那一批，除他之外还有哈工大和上海交大名校生分配过去，他主要负责光伏泵及微电机的研发工作。

张文强讲述，集团对研发工作的重视，给予他很大锻炼，厂里一位老工程师将技术毫无保留地传授给他。在博山电机厂的那段时光，不仅积累了丰富的经验和知识，也收获了爱情和婚姻，他与在厂里做财务的爱人相识、结合。爱人在张文强背后一直默默支持与付出，成为他向前迈进的坚强后盾，“妻子给了我很大支持”，他多次这样对记者说。

“当时觉得生活条件很艰苦，但精神层面很丰富，跟工人们打得火热。国企里各种文化活动比较多，经常约着一起翻墙去空场地打羽毛球。那时候住家属院，就不足15平方米的小平房，虽然生活条件不好，但人际关系处理得很好，感觉生活很安逸。”因为张文强为人比较真诚，不管是工程师还是普通工人，和他的关系都很融洽。

“生活有不好的地方，主动把眼睛闭上，心情就不会郁闷了。回忆起来，全是美好的。”张文强在这种平淡的生活中度过了6年。但经济改革的大潮并没有让张文强继续选择安逸，他清晰地认识到当时社会发展趋势和自身不足，经过三年刻苦努力，他于1998年考上了山东大学研究生。这一年，儿子出生，家庭的重担全部落到爱人身上。

心系科研重返上海放弃外企入职复旦

张文强：不要计较眼前利益，希望看得更远一点。既然做技术，就要做最核心、最前沿的。

考虑到以后发展，结合当时经济形势，张文强在考上研究生时就选择了辞职。2001年，张文强山大研究生毕业后，并没有马上参加工作，而是经过慎重考虑选择到上海读博，这一想法再次得到爱人支持，于是他成功考入上海交大机械与动力工程学院。“山东人愿意读书，读就读到底。当时就想来上海。”

“虽然学的机械，但做着医工结合的事，这也是一种巧合。”张文强的第一导师，是上海九院的戴尅戎院士，第二导师是主攻机械工程的王成焘教授，因此他在2001年就开始接触手术导航课题。“从本科到硕博，所学专业都不一样，属于交叉学科。”正是因为多种专业的接触，张文强总能够在信息与机械工程等方面找到完美结合点。

一路从讲师、副教授到教授，期间也有意向与上海理工大学的医疗器械学院签约，但最终机缘巧合选择复旦，这里面有个小插曲。美国通用电气（GE）中国研发中心总部在上海张江，福利待遇极具诱惑，很多名校高材生趋之若鹜。博士临近毕业，张文强去GE实习过半年，但他发现，中国的工程师根本接触不到核心技术。

“只是从事飞机发动机零件代工、集成匹配等工作，接触不到基础性研究工作。在中国找代工厂成本低，我们作为工程师，主要和国内代工厂进行产品工艺等技术交流。”张文强讲述，“选择去外企还是去高校？自己觉得人生选择至关重要，在重要关口，选择也是个技术活。在外企，接触不到核心关键技术、核心制造工艺。自己想，既然做技术，就做核心的、前沿的。”

当时，复旦大学计算机系与美国密歇根州立大学翁巨扬教授合作攻关心智发育机器人。计算机系没有老师做过机器人，因此在交大BBS上招募，恰好刚提交完博士论文的张文强有空余时间，便想参与进来，结果一拍即合。2004年11月，张文强正式入职复旦大学计算机系，在专业方面再一次实现从机械工程到计算机科学研究的转变。

复旦一号心智发育迭代更新应用成熟

张文强：心智发育机器人与普通机器人的区别，是通过与外界环境的交互，实现对外部世界理解和认知，而非只是完成特定任务。

2005年复旦大学100周年校庆，想要推出复旦1号机器人作为校庆献礼。因为张文强机械专业出身，所以整个机器人的设计、制造都交给他来带队研发。经过计算机系与多个学院共同合作，耗时半年，高1.8米的复旦1号机器人成功问世。

校庆期间，在全国大学生挑战赛上进行了演示，瞬间引起轰动。“复旦1号主推心智发育，像婴儿一样，在其成长过程中，与外界交互，智力不断提升。我们从仿生、类脑的角度去做，人是怎么学习成长的，从机器人载体上体现出来。”张文强介绍，通过奖惩机制，他们给机器人赋予了学习能力。

复旦1号作为国内第一台心智发育机器人的问世，使机器人科技研发取得重大突破。上海市科委随后提出，希望机器人技术与实际应用结合，做进一步研发。于是张文强再次带队，发挥复旦多学科优势，生命学院、微电子、计算机、精密机械、心理学、人工智能等学科结合，于2008年推出第二代机器人“复娃”，应用于展览馆等公共场所。

2010年，上海世博会开幕，复旦要做机器人展示。起初张文强就有做迎宾机器人的想法，既能够进行语言识别，又要有行为交互，还要从创意上有所突破。于是，在原来团队基础上又拉上艺术系老师，服装、手势、语言、礼仪……全方位融入。经过一年时间，第三代机器人“海宝”登上世博会舞台，与游客面对面交流。

随着项目技术的日趋成熟，机器人研发也逐渐有意识地与产业界合作，并萌生出“安防机器人”的概念。“特别是家中有老人、小孩儿的家庭，比较需要这种功能的机器人。于是，我们便研发出一款移动式机器人做安防，一旦发生煤气泄漏、小偷、火灾等情况，机器人便会立即报警。”张文强介绍，在研发上融合艺术、设计、算法等方面，全国第一批安防机器人“爱家1号”面世。

“前三代机器人，是创新力积累，主要研发经费来自国基金、科技部、市科委、211专项等资金；从爱家1号开始，是产业化积累，立项、联合实验室、股份合作，从产业拿资金。 ”产业化范围越大，心智交互机器人与应用结合面也越广，中医机器人、睿豆、儿童益智机器人，于2015年、2017年、2018年相继研发成功并推向市场。

智能革新突破瓶颈深度探索应势而为

张文强：如何把数据驱动型的人工智能跟知识引导型的人工智能结合起来，才是突破瓶颈的关键。

如何更好地促进AI＋机器人技术的融合发展？AI技术的核心点有哪些？人工智能因何近几年快速发展？这是张文强一直以来不断思考的问题。“它靠的是以深度学习为代表的算法，它在语音识别、人脸识别、语义理解这几个层面做出了非常好的效果。”

目前，人工智能＋机器人现有的技术融合所达到的智能还不能归类为“自主智能”，但深度学习算法在机器人应用上已经取得极大成功，甚至有些方面已超越人类。比如，语音识别领域，在人类会话测试精度超过 95％；自然语言理解、机器翻译等几乎达到人类水平；计算机视觉领域，人脸识别等已超越人类；在人机博弈领域，AlphaGo完美战胜人类。

“仿生和类脑是我们这两年关注最多的焦点，它将对于人工智能走向自主智能进发具有启发意义。”张文强认为，要解决这个问题的关键在于，如何把数据驱动型的人工智能跟知识引导型的人工智能相结合，以实现自主智能。目前，针对智能发育理论和算法、人类视觉系统、WWN网络模型等方面，张文强已经开始深度探索。

随着近年来各类产业人工智能技术的广泛应用，整体效率虽有大幅提升，但如何让AI＋机器人产业更好地落地？张文强提出，在我国庞大的人口基数和巨大的市场需求之下，整合人工智能＋中国民族特色产业IP融合发展，便是当前产业发展落地的新契机。

以白酒酿造为例，发酵－起窖、拌料（加粮食、糠壳）、上甑、出甑、摘酒、蒸馏、打量水、摊晾、入窖整个加工环节，可以借助传统酿造大数据的人机互学系统、车间布局设计、虚拟工厂系统，最终实现酿造智能化生产线改造。AI＋白酒酿造的应用落地，已在我国白酒酿造产业发展中起到推进作用。

以中医机器人为例，AI＋中医应用层已深入到多个方面，并在“四诊”方面取得良好成果，面诊、舌诊、脉诊、问诊算法精度达到85%以上。临床研究、保健、起居养生、康复保养、AI＋医学影像，AI＋病理切片、细胞检测等方面的AI应用，将对赋能医疗大健康产业发展有着重要的意义。

“实验室里的成果离产品的真正落地是有距离的，技术的发展和推广离不开产业应用或需求的推动。”张文强指出，“在新的时代背景下，我们应趁势而为，对生产生活中的一些行业进行智能化革新。未来人工智能与机器人将在人们的生活中发挥更重要的作用，应用于更多领域。”