2023年度青岛市科学技术最高奖得主、中国海洋大学教授、青岛大学校长魏志强:

打造“超级大脑”,“慧眼”看清海洋

青岛日报 2024年08月17日

  ■魏志强在实验室指导学生开展研究工作。

  耿婷婷 摄

  □青岛日报/观海新闻记者  耿婷婷  实习生  赵一婧

  很难用一句话总结2023年度青岛市科学技术最高奖得主、中国海洋大学教授、青岛大学校长魏志强的科研成果。一方面,是因为他的研究涉足领域颇多,交叉创新成效显著;另一方面,也是因为从企业到高校,他的科研经历十分丰富。

  从本科到博士,魏志强选择在不同的领域深耕,并持续寻求交叉创新的突破点;从企业到高校,他既能面向产业需求解决实际痛点,也能锚定前沿领域开展颠覆性、原创性突破;从智慧交通、智慧家庭到智慧海洋,他面向不同领域发力“定向”技术突破,实现了人工智能的“普惠”赋能。

  概而言之,魏志强长期致力于领域智能计算与智能信息系统研究。通俗地讲,就是把智能计算当做一个“普适”工具,在各行各业找到“用武之地”,赋能产业发展。基于相关领域,魏志强已主持承担国家重点研发计划项目、国家自然科学联合基金重点项目、国家863项目、科技部国际合作重点项目等国家及省部级科技攻关项目30余项。

  作为国内最早提出领域智能计算与智能信息系统的团队之一,多年来,魏志强与团队成员面向智慧海洋、智慧交通和智慧家庭等重点产业领域,突破了大数据智能感知与融合计算等多项“领域人工智能”关键技术,实现了大数据感-存-算等全流程高效智能处理,推出系列关键技术设备和平台系统。不仅助推海尔、海信和青岛国实等企业“借力”智能大数据实现跨越式发展,为新兴产业发展带来了强劲动力,也为人们认识海洋、经略海洋提供了“超算”这样的“慧眼”。

  “斜杠科学家”

  近些年,有一群不再满足于“单一职业”的人,选择拥有多重职业和身份的多元生活,这群人被称为“斜杠青年”。以同样的逻辑类比的话,1969年底出生于德州禹城的魏志强,也算得上是一位“斜杠科学家”。

  从研究领域来看,他的求学过程持续突破“边界”,“横跨”多个专业方向,为交叉创新打下了基础。

  魏志强从小成绩优异,于1988年考入了山东工业大学(后并入山东大学)机械工程专业,同时开始重点探索计算机辅助设计的研究。彼时,随着中国第一封电子邮件在1987年从清华大学发出,互联网在我国初露头角。喜欢探索新兴事物的魏志强迅速赶上了这波“产业热点”,结合本专业,将计算机集成制造系统作为其主攻方向。

  读研期间,魏志强进一步把本科专业与计算机结合起来,将机电一体化中的计算机辅助制造作为研究方向,在哈尔滨工业大学完成了硕士学业。此后,魏志强在山东理工大学从事了几年讲师工作,但他并未停下深入研究的脚步,先后在清华大学攻读了博士学位、在中国科学院大学完成了博士后研究。

  博士后期间,魏志强便带领团队研发出国内最早的智能公交系统和商用化移动电子商务系统。如今,青岛海信网络科技股份有限公司在智慧交通领域已经是全国的引领者。但鲜有人知道,在这项工作的起步阶段,魏志强发挥过重要作用。2001年,初到青岛的魏志强加入了海信网络科技。“完成博后研究,选择职业去向的时候,我‘瞄准’了企业。”他说,“与研究前沿的高校和科研院所相比,企业做的是产业刚需、做的是‘现在’,是让前沿成果更好服务产业的关键。”那段时间,魏志强和团队负责了不少信息化项目,智能交通便是主要方向之一。

  有了贴近产业的经验后,魏志强希望进一步自由探索,他选择“回”到高校,加入了中国海洋大学,从此与智慧海洋结下了深厚情缘。

  “对先进的前沿技术,我一直抱有浓厚的兴趣。”魏志强介绍,“因此,从本科开始我便致力于交叉领域的研究,逐渐从纯机械走向了机械与计算机结合,走向了计算机领域研究,最终实现了计算机在各行各业的服务与应用。”

  “超算”耕海洋

  海洋是青岛最大的发展特色,也是魏志强近些年来的工作重心——综合利用新一代信息技术,推进智慧海洋建设。

  “把新一代信息技术融合到海洋领域,这就是智慧海洋。”魏志强如是说。作为新一代信息技术的典型代表,大数据、超算和人工智能成为智慧海洋建设的核心支撑,被看作是带动海洋科学发展的“新三驾马车”。

  “海洋大数据是基础,也是智慧海洋建设的灵魂。”魏志强介绍,聚焦海洋领域的数据科学与大数据技术,他主要关注“大数据怎么来”“大数据怎么放”“大数据怎么用”,即海洋大数据的获取、存储和应用。

  关于“大数据怎么来”,中国科学院院士吴立新于2014年提出了“透明海洋”大科学计划,通过推动海洋观测技术、装备的进步与发展,助力我国基本形成“空天地海”多元立体化的采集系统。

  在新的时代背景下,如何进一步管理和用好海洋大数据,发挥其在智慧海洋建设中的灵魂作用?如何实现海洋大数据科学与人工智能的交叉融合?魏志强曾举过这样一个例子:“面对海洋大数据这些‘原材料’,我们要建设存储‘原材料’的‘仓库’,安全、可控、高效地把‘原材料’管理好;要打造加工‘原材料’的‘设备’和‘工艺’。”这其实就是指海洋大数据的存储、管理、分析和加工。在他看来,这些工作取决于“软”“硬”两个方面。“软”是指“算法”,即数据科学与大数据技术;“硬”是指装备,即超级计算机。合二为一,就是人们熟知的“超算”。

  为了实现对海洋大数据更快、更准、更精地处理,魏志强和他的团队一直在努力。当前,崂山实验室拥有目前全球海洋科研领域运算速度最快的P级超级计算机,每秒运算速度最快可达2.6千万亿次。魏志强率中国海洋大学优秀的人才队伍与崂山实验室有机融合,聚焦海洋大数据分析与处理开展协同创新。“我们把崂山实验室超算中心、国家超算济南中心、国家超算无锡中心三个中心的超算大科学人工智能和大数据公共支撑平台装置统一互联起来,构建形成了一套超算大科学装置群。”魏志强表示。这一体系让青岛的算力处于国际一流的地位,可以服务于海量、多源、异构的海洋大数据分析处理,广泛应用于海洋气候变化预测、海洋工程资源开发、海洋生物资源利用等细分领域。

  近几年,魏志强还牵头建立了海洋大数据国家地方联合工程中心。魏志强说,“工程中心就是一个牵头汇聚数据的平台。”工程中心打造了“四换一买”的模式,即先通过四类“交换”——增量换存量、我有换我无、全局换局部、算力换数据,开展资源置换;实在换不来的,再通过购买等举措获取,以此破解海洋单位普遍存在的没钱、有数据、想共享的难题,推动数据的共享和“变现”,为人工智能大模型的打造奠定了基础。目前,该工程中心内海洋领域可共享的数据已达PB级,数据规模超10PB,存储能力达百PB级。

  当前,以类脑智能为代表的新一代人工智能技术备受关注。打造经略海洋的“深蓝大脑”,也是魏志强未来的重心所在。“从机器智能到类脑智能,‘深蓝大脑’能实现从机器学习到深度学习再到自主学习的跨越,在信息处理机制上类脑,认知行为和智能水平上类人,使机器拥有人类认知能力及协同机制,从而帮助我们更好地认识和经略海洋。”魏志强是这样说的,也是这样努力的。