張鈸

　人物簡介

　　張鈸

　　張鈸，福建福清人。計算機科學(xué)與技術(shù)專家，中國科學(xué)院院士，清華大學(xué)教授，河南科技大學(xué)兼職院士。祖父乃清朝秀才，為發(fā)展家鄉(xiāng)的教育事業(yè)曾創(chuàng)辦敦睦小學(xué)于清河書院。張鈸從小在濃厚的家學(xué)氛圍中耳濡目染，學(xué)習(xí)成績門門突出。1950年7月畢業(yè)于福清融美中學(xué)（現(xiàn)福清三中），后就讀福州英華中學(xué)。1953年張鈸報考清華大學(xué)，以數(shù)理化三門都滿分的優(yōu)異成績被錄取，以“三個一百”聞名于家鄉(xiāng)一帶。

　　人生經(jīng)歷

　　張鈸(1935，03—)福建福清人。教授，中國科學(xué)院院士。1958年清華大學(xué)自動控制系畢業(yè)留校，1960年2月加入中國共產(chǎn)黨。先后在自動控制系、計算機科學(xué)與技術(shù)系任教，歷任講師、副教授、教授、“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國家重點實驗室主任、校學(xué)位委員會副主任、信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)術(shù)委員會主任。還擔(dān)任中國自動化學(xué)會智能控制專業(yè)委員會主任和機器人專業(yè)委員會副主任，《計算機學(xué)報》副主編、國家高技術(shù)“863”計劃智能機器人主題專家組成員。2011年德國漢堡大學(xué)授予自然科學(xué)名譽博士。長期從事自動控制理論及技術(shù)的教學(xué)和研究。80年代以后，主要從事人工智能和計算機應(yīng)用技術(shù)的研究。他針對人工智能問題求解計算復(fù)雜性、指數(shù)爆炸的主要困難，提出了問題分層求解的商空間理論，解決了不同粒度空間的描述、它們之間相互轉(zhuǎn)換、復(fù)雜性分析等理論問題。在此基礎(chǔ)上提出統(tǒng)計啟發(fā)式搜索算法，基于拓撲的空間規(guī)劃方法和關(guān)系矩陣的規(guī)劃算法，對克服計算量的指數(shù)爆炸很有成效。還提出了研究不確定性處理、定性推理、模糊分析、證據(jù)合成等新原理。指導(dǎo)并參加建成了陸地自主車、圖像與視頻檢索等實驗平臺。已培養(yǎng)博士60多名，獲北京市優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎。“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國家重點實驗室創(chuàng)建者之一。著有《問題求解理論及應(yīng)用》(中、英文各一部)，合著《Researchon Frontiersin Computing》，均獲得國家教委頒發(fā)的高校出版社優(yōu)秀學(xué)術(shù)專著特等獎(1992)，后者還獲得全國優(yōu)秀科技圖書一等獎(1992年，第二作者)。研究成果，還獲得國家自然科學(xué)三等獎、教委科技進步獎一、二等獎各一項，電子部科技進步獎一等獎一項，發(fā)表論文一百余篇，其中一篇獲ICL歐洲人工智能獎。[1]

　　教育歷程

　　入校時張鈸就讀于電機系電機電器專業(yè)，1956年因建設(shè)新專業(yè)需要，轉(zhuǎn)讀自動控制，兩年后作為國家第一批自動控制專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生留校任教。當(dāng)時國際上剛剛興起的機器人是自動化領(lǐng)域中的新事物，也是人工智能從最初的理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用的產(chǎn)物。20世紀(jì)70年代初，美國麻省理工學(xué)院率先開發(fā)了專家系統(tǒng)，計算機可以代替專家進行統(tǒng)計分析及醫(yī)療診斷等活動，風(fēng)行一時。隨后，日本和俄羅斯等國也相繼躋身先進的行列，研制出各種工業(yè)機器人，甚至制造出具有傳感和發(fā)聲系統(tǒng)的人形機器人。

　　智能技術(shù)的研究

　　然而這20多年中，我國這方面的研究還處于空白狀態(tài)。直到1978年，改革開放的政策給了人們開闊眼界的機會，張鈸和同事們成了國內(nèi)最早接觸到人工智能的研究者，成為我國在這方面的首批專家。從零起步的階段是艱難的，5年后，他們幾經(jīng)周折才從國外買到一部機械手用來做研究的基礎(chǔ)設(shè)備。誰能想到，今天的智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室就是從這樣一部貌不驚人的機械手起家的。實驗室是張鈸的驕傲，作為國家的重要科研基地，這個優(yōu)秀的團體連續(xù)三次在專家評審中都獲得了“優(yōu)”的評價，是全國近150個實驗室中成績最好的，張鈸作為該實驗室主任也因貢獻突出獲得了國家科委和計委頒發(fā)的個人金牛獎。

　　張鈸在學(xué)術(shù)研究上的主要貢獻是提出問題分層求解的商空間理論，通過代數(shù)的方法，系統(tǒng)地解決了不同層次求解空間的問題表達、復(fù)雜性分析、不同層次空間之間信息、算子及推理機制等的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。在上述理論基礎(chǔ)上，他進一步提出了統(tǒng)計啟發(fā)式搜索算法，基于拓撲的空間規(guī)劃方法以及基于關(guān)系矩陣的時間規(guī)劃算法等，極大降低了計算復(fù)雜性，具有重要的應(yīng)用價值。其專著《問題求解理論及應(yīng)用》全面總結(jié)了他在人工智能理論研究中的成果，其英文版于1992年由Elsevier Science PublishersB.V.(Nortn-Holland)出版，中文版獲國家教委頒發(fā)的高校出版社優(yōu)秀學(xué)術(shù)專著特等獎。澳大利亞專家Ronald Walts在計算機雜志《The Australian Computer Journal（1995）》對《問題求解理論及應(yīng)用》（英文版）的評論為“這是一部在重要研究領(lǐng)域的優(yōu)秀著作”。美國學(xué)者Harold S.Stone認為，張鈸等在統(tǒng)計啟發(fā)式搜索等方面的工作，是“最近幾年中國學(xué)者作出的很有意義的貢獻”，“將新一代計算技術(shù)的前沿向前推進了”。

　　基礎(chǔ)理論扎實是張鈸的學(xué)術(shù)研究特色，在扎實的理論基礎(chǔ)上，他積極推進計算機應(yīng)用技術(shù)的研究。由于我國人工智能研究的起步比國外晚了20多年，張鈸和同事們努力地追趕著國際人工智能發(fā)展的腳步。1987年至1994年，他擔(dān)任國家“863”高技術(shù)計劃智能機器人主題專家組織成員，在智能行為的微觀建模、知識工程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能機器人以及人機交互等應(yīng)用技術(shù)的研究方面作出了貢獻。其中，根據(jù)商空間理論建立的導(dǎo)航路徑規(guī)劃的商空間方法，在國防科工委等支持下正進一步開發(fā)成實用技術(shù)。在他主持下研制的清華智能車是我國“863”計劃的一項重要成果，這種新一代智能移動機器人，能夠進行道路跟蹤和躲避障礙的自主駕駛。2003年6月，經(jīng)教育部組織的專家鑒定，智能車的車道線自動跟蹤技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先，并且達到了國際先進水平。鑒于張鈸卓越的科研成果，這些年來他先后被授予ICL歐洲人工智能獎，國家教委科技進步一等獎、二等獎，電子部科技進步一等獎、福建省王丹萍科技獎等榮譽。1994年當(dāng)選為俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士，1995年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。

　　張鈸院士的科研工作是與教書育人的實踐緊密聯(lián)系的，50多年來，他一直任教于清華大學(xué)，為自動控制系、計算機系培養(yǎng)了大批人才，盡管現(xiàn)在年已75歲，但仍忙碌在教學(xué)第一線。他笑言其它專業(yè)的導(dǎo)師可以吃老本，唯獨計算機不行，因為行業(yè)的飛速發(fā)展導(dǎo)致新技術(shù)日新月異，一天不讀論文不看資料就可能聽不懂學(xué)生的問題。

　　談起在校學(xué)習(xí)時與圖書館的故事，張鈸院士的情緒一下高漲起來，對當(dāng)年到老館自習(xí)室“搶”座位的軼事津津樂道，還提及自己任助教時到老館四樓的外文期刊室查閱內(nèi)部文獻的諸多細節(jié)，一時間沉浸在回憶往事的快樂中。在捐贈給圖書館的個人專著扉頁上，張院士一本本工工整整地簽上名字，而對于我們希望他為圖書館推薦一些國內(nèi)外自動化、計算機方面經(jīng)典著作的請求，也非常認真慎重地對待，表示要細細推敲后再行薦購。

　　在人工智能這條充滿未知的探索之路上，張鈸院士的心永遠是年輕的，他不知疲倦，不曾停歇，繼續(xù)譜寫著耀眼的華章。

　　研究方向

　　張鈸從事人工智能理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、分形和小波等理論研究；以及把上述理論應(yīng)用于模式識別、知識工程、智能機器人與智能控制等領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)研究。在國內(nèi)外發(fā)表或合作發(fā)表論文100多篇。

　　教學(xué)成果

　　教學(xué)主講研究生課程《專家系統(tǒng)》，指導(dǎo)碩士、博士研究生，獲北京市優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎，北京市優(yōu)秀教師等稱號。張鈸從事人工智能理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、分形和小波等理論研究；以及把上述理論應(yīng)用于模式識別、知識工程、智能機器人與智能控制等領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)研究。

　　人物成就

　　共發(fā)表論文60余篇，中文專著一部，英文兩部，被國內(nèi)外引用達83次。先后獲ICL歐洲人工智能獎，教委科技進步一等獎、二等獎，電子部科技進步一等獎，高校出版社優(yōu)秀學(xué)術(shù)著作特等獎，1991年獲北京市優(yōu)秀教師稱號。獲ICL歐洲人工智能獎，國家自然科學(xué)三等獎，教委科技進步一等獎、二等獎，電子部科技進步一等獎等。兩次獲教委高校出版社優(yōu)秀學(xué)術(shù)專著特等獎，一次中國優(yōu)秀科技圖書一等獎。獲計委、科委頒發(fā)的個人‘金牛’獎，“為國家重點實驗室做出重大貢獻的先進工作者”等獎勵。1980年至1982年作為訪問學(xué)者在美國伊利諾依大學(xué)進行人工智能、智能機器人的研究工作。

　　2015年1月31日，張鈸獲得2014CCF終身成就獎。[2]

　　發(fā)表專著

　　出版英文專著：

　　Theory and Applications of Problemsolving，Elsevier Science Publishers，B.V.North-Holland，1992.

　　中文專著：《人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用》，浙江科技出版社，1997.在國內(nèi)外雜志發(fā)表論文約100篇。“Researchon Frontiersin Computing”，以及《人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用》等?？萍汲晒@得國家自然科學(xué)、國家科技進步等多項獎勵。

　　1994年當(dāng)選為俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士，1995年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。

　　行業(yè)貢獻

　　早期從事自動控制理論與系統(tǒng)研究，1979年開始計算機科學(xué)與技術(shù)研究。提出人工智能問

　　題求解的商空間理論，解決不同粒度空間的問題描述、它們之間的相互轉(zhuǎn)換以及復(fù)雜性分析等理論問題。以該理論為指導(dǎo)，提出多層信息綜合、多層規(guī)劃與搜索等新的研究方法，形成新的算法，如基于拓撲的規(guī)劃算法、基于關(guān)系矩陣的時間規(guī)劃方法和統(tǒng)計啟發(fā)搜索算法等，對降低計算復(fù)雜性很有成效。從多粒度的商空間理論出發(fā)，還提出了研究不確定性處理、定性推理、模糊分析的信息融合的新原理。此外，還指導(dǎo)和參加了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用、知識工程、智能機器人、智能控制以及人機交互技術(shù)等應(yīng)用技術(shù)研究，完成多項高技術(shù)研究任務(wù)。1995年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。在人工智能理論上，系統(tǒng)地提出了問題分層求解的熵空間理論；解決了不同粒度空間描述、相互轉(zhuǎn)換及復(fù)雜性分析等問題；提出了多層信息綜合、不確定性處理、定性推理、規(guī)劃與搜索等新的研究原理，有效地降低了計算的復(fù)雜性。在人工智能網(wǎng)絡(luò)方面，系統(tǒng)地分析了典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，給出了該網(wǎng)絡(luò)各項性能的定量結(jié)果；對當(dāng)前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人類智能的能力及其局限性，提出了理論論據(jù)，并提出了一組新的學(xué)習(xí)機制，有效地提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能。