懷揣著對科研的一腔熱忱

對計(jì)算機(jī)科學(xué)潛精研思

書寫理想與奮斗故事

他就是華師數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院

2022級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生

董駿

董駿，汕尾校區(qū)機(jī)器人與智能感知?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)室本科團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。以第一作者身份在SCI中科院一區(qū)發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文2篇，參與發(fā)表SCI中科院二區(qū)TOP論文1篇，2項(xiàng)國家發(fā)明專利受理，獲全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模國家二等獎(jiǎng)等省級國家級獎(jiǎng)項(xiàng)6項(xiàng)。曾獲國家獎(jiǎng)學(xué)金、校優(yōu)秀學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金一等獎(jiǎng)、校“三下鄉(xiāng)”暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)先進(jìn)個(gè)人、校級優(yōu)秀共青團(tuán)員等榮譽(yù)。

以熱情為帆 以努力為槳

他憑向上的追求 毅然的決心

知難而進(jìn) 逆水行舟

終駛向成功的彼岸

初探科研，潮涌間錨定航向

懷揣著對計(jì)算機(jī)科學(xué)的濃厚興趣，2022年，董駿踏入華師校園，選擇了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，開啟了他的學(xué)術(shù)探索之旅。大一下學(xué)期，董駿憑借著自己的熱情和努力，成功面試進(jìn)入了行知書院副院長唐小煜老師的科研團(tuán)隊(duì)。那時(shí)的他，完全是個(gè)“科研小白”，但他緊緊跟隨著學(xué)長學(xué)姐們的步伐，一步步踏入科研的大門。

暑假來臨，他毫不猶豫地參與到暑期“三下鄉(xiāng)”社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中，跟隨“霖巡”實(shí)踐團(tuán)，奔赴汕尾市袁隆平雜交水稻試驗(yàn)田基地。在學(xué)長學(xué)姐的帶領(lǐng)下，他親身參與了病蟲害檢測實(shí)地調(diào)研，致力實(shí)現(xiàn)快速且高精度的害蟲分類目標(biāo)檢測算法，提高農(nóng)作物防治效率。這次調(diào)研不僅讓他對科研有了初步而直觀的認(rèn)識(shí)，更點(diǎn)燃了他對未知領(lǐng)域探索的熱情之火。“當(dāng)時(shí)的我其實(shí)并沒有明確的規(guī)劃，只是渴望在科研的道路上不斷磨礪自己。”董駿回憶道，“然而，在科研的過程中我逐漸體驗(yàn)到了解決問題的樂趣，每一次小小的突破都帶給我巨大的成就感。正是這種成就感，讓我堅(jiān)定了繼續(xù)走下去的決心。”

在科研初期，于IAB創(chuàng)新思維訓(xùn)練課堂上，唐小煜著重闡述了海洋經(jīng)濟(jì)的重要性，這為董駿提供了最初的靈感火花。為響應(yīng)廣東海洋強(qiáng)省戰(zhàn)略，發(fā)揮汕尾優(yōu)質(zhì)海洋優(yōu)勢，同時(shí)考慮到目前檢測器只能進(jìn)行光學(xué)或合成孔徑雷達(dá)單一頻段下的船舶檢測，無法發(fā)揮多頻段遙感的全天候探測，因此，他萌生提出了一種創(chuàng)新性的端到端跨域多源船舶檢測框架，嘗試研究出針對多源遙感數(shù)據(jù)的跨域船舶檢測方法。

然而，科研的道路從不是一帆風(fēng)順的。董駿最初試圖開發(fā)一個(gè)能夠同時(shí)檢測衛(wèi)星遙感圖像和地面相機(jī)圖像中船舶的模型，這一前所未有的嘗試在科學(xué)性上遭遇了巨大的障礙。面對重重困難，董駿沒有選擇退縮，而是迎難而上。他不斷思索，探索如何讓計(jì)算機(jī)既能精準(zhǔn)解析晴天條件下的光學(xué)衛(wèi)星照片，又能有效解讀穿透云霧的雷達(dá)衛(wèi)星圖像，進(jìn)而達(dá)成兩種圖像海上船舶同步檢測的目標(biāo)。

為攻克圖像特征不對齊的難題，董駿從人類視覺皮層的注意力機(jī)制中汲取靈感。他解釋道：“就像人在霧天會(huì)瞇起眼睛仔細(xì)辨認(rèn)物體，大腦會(huì)自動(dòng)聚焦關(guān)鍵特征。我們嘗試將這種視覺注意力機(jī)制融入AI模型，讓它能夠自主聚焦于船舶的共有特征。”這種跨模態(tài)學(xué)習(xí)技術(shù)，旨在使AI突破單一傳感器的局限，實(shí)現(xiàn)全天候、全時(shí)段的智能監(jiān)測。董駿和團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)，盡管光學(xué)照片中的船只呈現(xiàn)為明暗分明的色塊，而雷達(dá)圖像則顯示為金屬結(jié)構(gòu)的散射光斑，但兩者在船體幾何形狀、邊緣輪廓等本質(zhì)特征上存在著共性。

基于這一發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)8個(gè)月時(shí)間，精心設(shè)計(jì)了OptiSAR-Net智能檢測模型。該模型的創(chuàng)新之處在于，通過模擬人類視覺皮層，賦予AI注意力和目標(biāo)導(dǎo)向識(shí)別機(jī)制，像人腦整合雙眼信息一樣，融合兩種圖像的關(guān)鍵特征，學(xué)習(xí)光學(xué)和合成孔徑雷達(dá)圖像的特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，OptiSAR-Net模型較當(dāng)前業(yè)界流行的單階段檢測模型YOLOv10，在光學(xué)和合成孔徑雷達(dá)圖像下的船舶檢測精度分別提高了13%和15%。

經(jīng)過長時(shí)間的艱苦實(shí)驗(yàn)與不懈探索，2024年11月，董駿和實(shí)驗(yàn)室成員、香港大學(xué)研究助理、華師物理學(xué)院2021屆本科畢業(yè)生馮潔文，在遙感領(lǐng)域國際頂級期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》（中科院一區(qū)，IF 7.5）發(fā)表論文《OptiSAR-Net: A Cross-Domain Ship Detection Method for Multi-Source Remote Sensing Data》，論文通訊作者、指導(dǎo)老師為唐小煜。董駿介紹，該篇論文首次深入探究了跨域多源目標(biāo)檢測問題，彰顯了OptiSAR-Net智能檢測模型在復(fù)雜應(yīng)用場景中的顯著優(yōu)勢及廣闊的潛在應(yīng)用前景，尤其在船舶檢測領(lǐng)域，這一研究具有極其重要的意義，標(biāo)志著該研究方向的一項(xiàng)開創(chuàng)性進(jìn)展。

唐小煜作為董駿的導(dǎo)師，在其科研路上助力良多。他回憶到，董駿大一就加入其團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)，不斷夯實(shí)理論基礎(chǔ)，掌握科研方法。董駿在課堂作業(yè)中定下視覺領(lǐng)域相關(guān)的科研方向，唐小煜指導(dǎo)其將作業(yè)轉(zhuǎn)換成科研項(xiàng)目，而董駿也不負(fù)所望，在研究過程中刻苦鉆研，一步步成長為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。“期待董駿繼續(xù)保持科學(xué)研究的初心和熱情，面向國家和產(chǎn)業(yè)需求，投身科技創(chuàng)新實(shí)踐。”唐小煜說道。

在挑戰(zhàn)中突破

于困境中成長

科研之路上不斷求索

方顯堅(jiān)韌本色

邊緣-云協(xié)作，挑戰(zhàn)與突破并存

2024年12月，董駿作為第一作者，以“Real - Time AIoT for UAV Antenna Interference Detection via Edge - Cloud Collaboration”為題的第二篇論文研究成果，發(fā)表在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域國際頂級期刊《IEEE Internet of Things Journal》（中科院一區(qū)Top，IF 9，電子學(xué)科代表性成果推薦目錄一類層次期刊）。本篇論文的通訊作者、指導(dǎo)老師是唐小煜，團(tuán)隊(duì)成員有物理學(xué)院2021屆本科畢業(yè)生程錦濤，香港科技大學(xué)吳藎，江南大學(xué)張承璽、趙順毅。這篇論文不僅是董駿科研路上的一個(gè)重要里程碑，更是一次充滿挑戰(zhàn)與突破的艱難歷程。

早前，研究團(tuán)隊(duì)落實(shí)“汕尾所需、華師所能”原則，與公司合作，啟動(dòng)無人機(jī)天線干擾源檢測相關(guān)研究，旨在解決居民為增強(qiáng)信號所私自架設(shè)的天線對5G通信頻段的干擾。成果發(fā)表在領(lǐng)域權(quán)威期刊《IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement》（中科院二區(qū)Top，IF 5.6，電子學(xué)科代表性成果推薦目錄二類層次期刊），是相關(guān)工作的拓展研究。

承接第一篇論文的研究成果，董駿進(jìn)一步展開了探索，致力于解決云計(jì)算在人工智能應(yīng)用中面臨的數(shù)據(jù)傳輸高延遲實(shí)時(shí)性難題，董駿著手進(jìn)行了第二篇論文的研究。在技術(shù)層面，董駿在創(chuàng)作這篇論文時(shí)遇到了新的挑戰(zhàn)。“如何在無人機(jī)高速飛行的過程中，迅速且精確地識(shí)別并鎖定干擾源？同時(shí)，又該如何有效縮減云端處理數(shù)據(jù)的時(shí)間延遲？”這些問題成為了他亟需攻克的技術(shù)難關(guān)。

無人機(jī)拍攝的圖像中，目標(biāo)物體往往非常小，而背景則是密集且雜亂的居民樓。這種復(fù)雜的背景使得目標(biāo)檢測變得異常困難。董駿回憶道：“一張圖片中，目標(biāo)可能只占很小的一部分，如何從混亂的背景中準(zhǔn)確識(shí)別出目標(biāo)，是當(dāng)時(shí)最大的挑戰(zhàn)。”為了解決這一問題，他進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)調(diào)研，借鑒其他研究者的方法，并嘗試優(yōu)化數(shù)據(jù)集，以提高檢測的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)集的拍攝工作由前一個(gè)項(xiàng)目的學(xué)長完成，董駿則專注于數(shù)據(jù)處理和模型改進(jìn)。

除了數(shù)據(jù)處理和模型改進(jìn)，董駿還面臨著一個(gè)更為實(shí)際的難題：如何將研究成果部署到無人機(jī)上，并實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)過程中，董駿經(jīng)歷了不少挫折。“每次跑出來的結(jié)果不理想，都意味著改進(jìn)的方向可能錯(cuò)了，這種感覺偶爾會(huì)讓人感到些許挫敗。”不過，每一次他都會(huì)在短暫的調(diào)整后，重整旗鼓，一點(diǎn)一點(diǎn)地調(diào)整模型，逐步優(yōu)化。董駿說：“科研就是這樣，失敗是常態(tài)，關(guān)鍵是要有耐心，慢慢磨礪自己的性子。”

經(jīng)過多次嘗試和調(diào)整，董駿和團(tuán)隊(duì)最終引入了邊緣計(jì)算，與云計(jì)算協(xié)同工作，在實(shí)踐應(yīng)用中，與傳統(tǒng)云端模式相比，優(yōu)化后的邊緣-云協(xié)作模式將端到端時(shí)間延遲縮短了88.9%，干擾源定位準(zhǔn)確率提高了28.2%，成功優(yōu)化了模型的處理能力，提高了目標(biāo)檢測的準(zhǔn)確性。

他將理論與實(shí)踐相結(jié)合

學(xué)以致用 知行合一

加強(qiáng)新技術(shù)與海洋牧場合作

打造藍(lán)色經(jīng)濟(jì)新亮點(diǎn)

挑戰(zhàn)杯賽，理論與實(shí)踐的深度融合

除了學(xué)術(shù)研究，董駿還積極參與了“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃?競賽，將理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合。他所在的項(xiàng)目組“蔚海拾韻”致力于研發(fā)海洋牧場的環(huán)境綜合智能感知平臺(tái)，這一平臺(tái)在實(shí)際生活中能夠幫助漁民和海洋管理者精準(zhǔn)監(jiān)測海洋環(huán)境，提高養(yǎng)殖效率，預(yù)防災(zāi)害發(fā)生，保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)。

在“挑戰(zhàn)杯”競賽中，他們遇到了兩個(gè)較為棘手的挑戰(zhàn)。首先，是通信問題。“最初，我們的浮標(biāo)不具備上網(wǎng)能力，只能依賴WiFi連接。但手機(jī)熱點(diǎn)的連接范圍有限，一旦浮標(biāo)遠(yuǎn)離，連接便會(huì)斷開，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法及時(shí)傳回電腦。”這讓他們陷入了兩難的境地：要么引入價(jià)格昂貴的衛(wèi)星通訊設(shè)備，要么犧牲浮標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測性。

面對這一困境，董駿及團(tuán)隊(duì)成員深入調(diào)研，考慮到國泰海洋牧場依江牡島而建，WiFi信號難以覆蓋，最終決定引入5G移動(dòng)模組。“我們將模組插入電話卡，并與浮標(biāo)內(nèi)部的電路進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了浮標(biāo)的24小時(shí)聯(lián)網(wǎng)。只要有流量支持，無論浮標(biāo)身處何方，我們都能實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。”這一舉措解決了通信問題，為監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。

另一個(gè)挑戰(zhàn)則來自于視覺檢測方面。“我們發(fā)現(xiàn)原本用于水下檢測的攝像頭，由于未充分考慮到需要實(shí)地檢測的魚類尺寸大小，導(dǎo)致當(dāng)魚體過大時(shí)，攝像頭畫面無法完全容納，檢測算法也因此失效。”為克服這一難題，他們再次實(shí)地調(diào)研，與當(dāng)?shù)貪O民和商家深入交流，了解魚群的生活習(xí)性和分布情況，獲取了大量珍貴的魚群數(shù)據(jù)。同時(shí)，他們還利用公開的數(shù)據(jù)集，對模型進(jìn)行了多輪次的訓(xùn)練和優(yōu)化。最終，通過不斷調(diào)整算法參數(shù)和模型結(jié)構(gòu)，他們成功提升了模型的檢測性能，使其能夠準(zhǔn)確識(shí)別出不同大小的魚體。

董駿和導(dǎo)師唐小煜進(jìn)行產(chǎn)品投放前調(diào)試

董駿明白，只有將理論知識(shí)與實(shí)際情況緊密結(jié)合，才能不斷突破技術(shù)瓶頸，創(chuàng)造出真正有價(jià)值的研究成果。正是憑借著不懈的努力和追求，他們在“挑戰(zhàn)杯”競賽中成功斬獲了廣東省銀獎(jiǎng)。董駿及其團(tuán)隊(duì)深入探索了多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，如海洋牧場環(huán)境監(jiān)測、植株病蟲害檢測、天線干擾源檢測等，并與多家企業(yè)和中小學(xué)開展合作，推動(dòng)產(chǎn)教融合，將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。

董駿還分享到，他對人工智能領(lǐng)域，特別是計(jì)算機(jī)視覺方向，懷有濃厚的興趣。董駿非常關(guān)注近期DeepSeek這一人工智能項(xiàng)目，并從中看到了與自身研究的潛在關(guān)聯(lián)和互補(bǔ)性。他認(rèn)為，DeepSeek在圖像、文本及其他形式的數(shù)據(jù)融合與理解上的創(chuàng)新，為他提供了寶貴的啟示。特別是在多源信息的協(xié)同處理方面，DeepSeek的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)突破，如深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、自監(jiān)督學(xué)習(xí)策略的采用等，為他開辟了新的研究思路。他說：“這些技術(shù)不僅可以優(yōu)化圖像和文本等信息的處理效率，還有望提高目標(biāo)檢測和語義分割的準(zhǔn)確性，從而推動(dòng)計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。”

董駿所在團(tuán)隊(duì)的大合照

未來，董駿將繼續(xù)深耕計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，致力于2D與3D視覺交互與應(yīng)用方向的研究。他認(rèn)為，人工智能技術(shù)的發(fā)展日新月異，只有不斷探索和創(chuàng)新，才能跟上時(shí)代的步伐。因此，他也將繼續(xù)關(guān)注DeepSeek等前沿項(xiàng)目的發(fā)展動(dòng)態(tài)，為自己的研究工作注入新的活力。“科研是一條永無止境的道路。”董駿感慨道，“我希望能夠在這條道路上不斷探索、不斷創(chuàng)新，為社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。同時(shí)，我也希望能夠影響和帶動(dòng)更多的人投身到科研事業(yè)中來，共同創(chuàng)造更加美好的未來。”

秉持探索創(chuàng)新精神

永葆科研初心

乘風(fēng)破浪 一往無前

希望更多華師人投身科研事業(yè)

為科技強(qiáng)國的宏偉藍(lán)圖

添磚加瓦 貢獻(xiàn)力量

小晚已開放投稿通道

期待大家的踴躍投稿

采寫丨郝怡 邱敏婕 溫芷琦

攝影丨何欣曉

部分圖片由受訪者提供

執(zhí)行編輯丨周麗茵

責(zé)任編輯丨盧嘉裕 吳建國 陳婧

初審丨沈蔚瑜

復(fù)審丨林海岸

終審丨周憲

可以第一時(shí)間

了解華師最新資訊

我們在場 懂你悲喜 給你力量

校歷丨PPT丨招生丨水電費(fèi)丨網(wǎng)費(fèi)丨投稿