一个喜欢物理的普通女孩 怀揣着发射人造卫星的科学家梦想 在信息和系统的世界中 从理论研究到工程实践 从科研一线到工作车间 钻研真问题,做好真研究 “站在巨人肩膀上向上迈了一步” 2023年,陈彩莲荣获第十九届“中国青年女科学家奖”,全国仅有20人获此殊荣,陈彩莲是上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系特聘教授,任巴黎卓越工程师学院党委书记。曾获上海市三八红旗手,带领“智能控制与系统教研组”获“上海市巾帼文明岗”“上海市教育系统三八红旗集体”等荣誉。 二十年前,她只是一个喜欢物理的普通女孩,怀揣着发射人造卫星的科学家梦想,她在大学时主动选择工业自动化这一当时没有几个女生选择的专业。本科和研究生在读期间,她专业成绩年级第一,从诺伯特·维纳和克劳德·香农这两位分别在控制论和信息论做出开创性贡献的科学巨匠的书中,她窥探到了信息学科的博大与奥妙,也让她厘清了自己想要什么——做科研,去钻研这个世界上还没有答案的许多问题。 在香港城市大学攻读博士学位时,陈彩莲成了国际知名模糊控制专家冯刚教授来香港后招收的第一位博士生,她在博士期间撰写的论文《离散时间模糊系统的H∞ 输出反馈控制及其在混沌控制中的应用》也获得了模糊系统领域顶级期刊《IEEE模糊系统汇刊》杰出论文奖,这是国内学者首次获此殊荣。然而,陈彩莲说:“这是对该成果所属研究体系的认可,这个体系是导师和他之前的合作者最初建立起来的,我相当于站在巨人肩膀上向上迈了一步而已。”陈彩莲就是抱着这种谦虚的态度潜心科研,在梦想之路不断前行。 “一定要从实际中发现问题,再提炼真问题” 在智能化时代,工业自动化迎来了快速发展的新契机,自动控制中的反馈、系统和优化等核心思想被广泛应用于生产、生活和社会治理的方方面面。“简单来说,它就是用数字化、网络化和智能化的手段,把生产各环节的人、机、料、法环要素,按需连接在一起协同工作,可实现产线的柔性重塑和多车间、多工厂的密切配合,满足定制化生产需求,而这也是第四次工业革命的一大特征。在这其中有一个非常核心的功能部件,那就是确保各环节互联互通的工业网关。”陈彩莲在这个“万金油”的老牌专业的学习过程中,体会到了理论研究对工程应用的重要推动作用。 2008年,陈彩莲加入上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系。她经常带领团队深入工厂一线去实地考察,收集原始材料。刚开始,工人师傅看到一位女老师带着不少女学生来炼铁厂和热轧厂,不怎么搭理她们,觉得条件太艰苦她们肯定待不住,经过多次接触,才慢慢认可她们。陈彩莲在不断地坚持下终于等到了一次多年才有的高炉休风期,领着学生直接戴着安全帽钻进了高炉内部,查看炉膛结构和炉壁热电偶的部署。“我一直和学生们强调,一定要从实际当中去发现问题,然后再来提炼真问题。作为研究人员,你比一般的一线工人有优势的地方在于能看到问题的本质是什么,然后用创新方式去解决它,而且还要考虑实际的可行性问题。” 陈彩莲根据学科知识,针对产线实施方案提出了自己的传感器网络部署设计,将网络分布式感知和控制的想法加入到了热轧层流冷却等过程中,这在当时极具创新性。这也驱动她去探索工业互联网时代的感知-传输-控制一体化,她和团队把目光聚焦于工业现场生产要素灵活互联的工业网络设备和工业软件,而这也是目前国产化替代的关键领域。 “多交流,碰撞出思想的火花,然后去实践它” 陈彩莲最引以为傲的是带出了一支国家队,在国际和国家标准制定中坚定前行,她的团队是国际上最早从事TSN(时间敏感网络)网关研发的团队之一。七年前,她带领九家单位的百余名研发人员开展联合攻关,实现国内工业TSN网关从0到1的突破,并建立了包含百余个网关的国内最大规模TS测试床项目组,牵头制定国际ISO、IEEE标准和国内行业标准五项,已在电子制造、钢铁制造等行业实现示范应用。她所主持的国家重点研发计划“网络协同制造与智能工厂”中的重点专项“面向智能工厂的现场级工业物联网关键设备研发”以“优秀”的成绩顺利通过了绩效考核,获得了专家组一致好评并鼓励项目组尽快开展成果转化工作。 现在,她积极响应国家发展低空经济、卫星互联网等战略需求,致力于将工业时间敏感网络技术进一步拓展到高速无人机、纯电载人飞机、eVTOL、低轨卫星等新型运载装备中,研发机载和星载设备,并推动制定相关行业的新标准,支撑构建我国建立自主可控的新型通信协议和标准。陈彩莲的毕业博士也紧跟其脚步,通过科创公司加速研发成果向产品的转化,希望能为国家的新型工业化贡献更大力量。 从孩童时代就很喜欢绘画的陈彩莲在科研遇到困境,不知道怎么解决时,“我会把问题先放下,去画一幅画,把我现在的心理状态表达出来,这个过程让我觉得有一个思维方式的变迁,可能会给我带来一些科研上的灵感”。每到一个国外城市,陈彩莲都会去参观当地的博物馆或美术馆,“除了对艺术的想象,还有各种各样不拘一格的呈现方式,而且你会发现数学还有科学和艺术,真的可能会有相通之处。”所以,她提醒自己,搞研究也不能囿于一隅,要经常往别处看看。“对于科研人员其实有一条非常重要的能力叫作迁移能力,一个是知识的迁移,另外一个就是灵感的迸发,如果你的知识面更广,你能接触到的东西更多,你的边界会越大。这也是国家为什么要鼓励交叉。所以我觉得很重要的一点就是多交流,碰撞出思想的火花,然后去实践它。” 她以跨学科为笔,绘就未来图景 带着对未知的无尽好奇 用物联网的丝线 编织低空经济的翅膀 从理论的高空到实践的大地 她步履不停,探索不止 每一次飞跃,每一项创新 都是对真理的执着追寻 对国家的深情奉献 这颗热爱科研、报效祖国的心 如星辰般璀璨,永不熄灭 |