【匠心師者】辛斌:智控無人系統的“總指揮”
發布日期:2025-05-30 供稿:黨委宣傳部 臧瑞楠 攝影:本人提供
編輯:臧瑞楠 審核:藺偉 閱讀次數:他深耕模式識別與智能控制領域,是“機器人隊伍的總指揮”。他獲得省部級技術發明一等獎、教育部自然科學獎等多項獎勵,入選國家級高層次人才。他因材施教,在科研教學的同頻共振中育人成才。他就是北京理工大學自動化學院教授辛斌。
靈巧的機器臂熟練地進行精細操作,微小的飛行器“無視”狂風的干擾精準降落,無人駕駛汽車根據路況智能切換路線……機器設備的外形各不相同,但他們的內核都離不開智能控制系統,這就是辛斌老師的研究方向。
協同:智能控制破解特種作業難題
在電影《拆彈專家》中,紅磡海底隧道被恐怖分子封鎖并安裝了大量炸彈,警方必須在限時內疏散上千名群眾……這雖是虛構的電影場景,但如何運用智能控制系統完成類似的復雜任務是辛斌教授一直探索的方向。
辛斌參加學術會議
“讓機器自主決策、精準執行,才是真正的‘智能’?!毙帘蠼淌诮榻B道。他帶領團隊在這一領域取得了多項突破性進展,開發出了適用于多種場景的智能算法,大到汽車大小的機器控制平臺,小到不足10厘米的微型無人機集群,不同大小種類的機器人能夠根據任務需求和環境變化動態調整行動策略,可用于復雜環境探測、地震救災、反恐防暴等,解決特殊環境下“人不能近、人不能及”的難題,為救援決策提供關鍵支持,極大地提高任務執行的效率和成功率。
單個平臺的智能化、多平臺協同自主作業、復雜環境下的精準控制,這三個層次的研究缺一不可。團隊所提出的協同優化決策與控制算法可使無人機群能在復雜不確定環境中實現自主航路規劃和協同控制。相關技術對標國際前沿,獲省部級技術發明一等獎、教育部自然科學獎等多項榮譽,并在多家單位研制的多平臺協同系統場景中驗證實效。
“科研要落地,就得解決‘最后一公里’的控制問題。”辛斌常常強調。他面向國家所需,以解決實際問題為出發點和落腳點,帶領團隊與航天、中船、中電科等行業部門合作,將優化決策與控制算法賦能陸、海、空協同任務,彰顯了北理工“國家所需,吾輩所向”的擔當。
傳承:團隊的深耕與開拓
二十五載砥礪深耕,萬千探索勇攀高峰?!皬膶W生到老師,這是我成為北理工人的第二十五年?!毙帘蠡叵肫鹪诒崩砉で髮W工作的日子不禁感慨道。
辛斌與學生的合影
2000年,辛斌入讀北京理工大學電子工程實驗班。得益于學校寬口徑的培養模式,他在大學期間廣泛學習了電子電路、軟件編程、智能控制等多個學科領域的知識,塑造了他獨特的跨學科視野。他敏銳地察覺到,隨著科技的飛速發展,智能無人系統將在未來的社會生活中扮演越來越重要的角色。他在碩士期間選擇了模式識別與智能控制方向,師從我國智能控制領域的專家陳杰教授,開啟了科研之路。
“陳老師就像‘人才設計師’,會系統性地思考一個人的成長路徑?!毙帘蠡貞浀?。剛剛步入研究生階段的辛斌更像是一個“畫電路板的手藝人”而非研究者,陳杰對他的指導細致入微,在讓他保留工程實踐強項的同時,引導他補足學術短板,打牢學術研究的基本功。在陳杰的指導下,辛斌獲得了2013年的優秀博士論文。
留校任教后,辛斌接過“接力棒”,與團隊一同成長。他帶領青年教師王晴等開展課題攻關,突破了多平臺動態自組織、水下UUV編隊以及多無人機集群航路規劃等技術難題。在實驗室里,常能看到他與團隊圍坐討論至深夜——從異構資源調度優化到無人系統協同控制,事無巨細。
每次在項目實施遇到瓶頸的時候,辛斌總是能高屋建瓴地提出指導性建議,不管是在出差途中還是節假日期間,他都會擠出時間來幫助團隊老師修改材料或論文?!霸谖覀兡J阶R別與智能系統這個大家庭里,我得到了很多幫助。辛老師就像是我們團隊的定海神針,不論遇到什么問題他都會耐心地幫助我們解決。”王晴感慨道。
育人:因材施教激發創新思維
“研究生教學不是滿堂灌,而要問題導向、因需而學。”辛斌開設的《多智能體系統協同控制》《機器人控制技術》等課程,注重將理論融入實際項目。比如,他會以多機器人搜索救援任務為例,引導學生思考“如何分配任務點”“怎樣優化救援路徑”,在實戰模擬中掌握運籌學與算法設計。
辛斌指導學生
“每個學生都是獨特的種子,每個人的成長路徑是不一樣的。”他注重因材施教,根據每個學生的特點和興趣制定個性化的培養方案,辛斌延續這一理念,對思維敏捷的學生“一點就透”,對勤勉但方法不足者“因勢利導”,為興趣不符的學生建議新方向。對于基礎較好的學生,他鼓勵他們大膽創新,挑戰前沿課題;對于基礎稍弱的學生,他耐心指導,幫助他們逐步提升能力。
他常與學生深夜討論,從論文修改到職業規劃,如同家人般傾注心血。正如他所言:“教育的終極目標,是讓學生學會如何思考,在未來任何領域都能破浪前行?!?/p>
實驗室上的“JING字言”
實驗室的墻上寫著“靜、凈、敬、競、精、晶”六個字,如今這幾個字已經深深刻入王淼的腦海里。在博士研究生就讀期間,他每每在實驗上碰壁,就會自覺到標語前面壁靜思,回想辛斌老師對他說的話:“思維方法決定道路,站在不同視角,問題會呈現新答案?!毙帘蠼淌诳傉f,做科研和帶學生一樣,既要精準控制,也要留足自主探索的空間。他對學生基本功要求嚴格,對待論文寫作標準和算法系統技術從不馬虎,同時鼓勵學生“大膽試錯”,嘗試不同的思路解決問題。如今,王淼以博士后的身份繼續跟隨辛斌團隊從事機器人智能規劃領域的研究,在TRO、TASE等頂級期刊上發表了多篇學術論文。
科研需扎實根基,亦需銳意創新?!盎竟κ氰F飯碗,創新思維是金鑰匙?!彼膭畋究粕崆斑M入實驗室,在科研項目中打磨本領,指導學生參加各類國家及省部級創新創業科技競賽,包括“互聯網+”、“創青春”、美國大學生數學建模競賽,ROBOMASTER、IMAV、ROBOCUP、世紀杯等比賽并獲獎。
暮色中的北理工校園,辛斌與學生們匆匆告別,趕往下一場學術會議。他的身影融入燈火通明的實驗室,亦如無人系統中那些協同作業的“智能體”——精準、穩定,始終向著使命的方向前進。