【匠心师者】辛斌:智控无人系统的“总指挥”
发布日期:2025-05-30 供稿:党委宣传部 臧瑞楠 摄影:本人提供
编辑:臧瑞楠 审核:蔺伟 阅读次数:他深耕模式识别与智能控制领域,是“机器人队伍的总指挥”。他获得省部级技术发明一等奖、教育部自然科学奖等多项奖励,入选国家级高层次人才。他因材施教,在科研教学的同频共振中育人成才。他就是北京理工大学自动化学院教授辛斌。
灵巧的机器臂熟练地进行精细操作,微小的飞行器“无视”狂风的干扰精准降落,无人驾驶汽车根据路况智能切换路线……机器设备的外形各不相同,但他们的内核都离不开智能控制系统,这就是辛斌老师的研究方向。
协同:智能控制破解特种作业难题
在电影《拆弹专家》中,红磡海底隧道被恐怖分子封锁并安装了大量炸弹,警方必须在限时内疏散上千名群众……这虽是虚构的电影场景,但如何运用智能控制系统完成类似的复杂任务是辛斌教授一直探索的方向。
辛斌参加学术会议
“让机器自主决策、精准执行,才是真正的‘智能’。”辛斌教授介绍道。他带领团队在这一领域取得了多项突破性进展,开发出了适用于多种场景的智能算法,大到汽车大小的机器控制平台,小到不足10厘米的微型无人机集群,不同大小种类的机器人能够根据任务需求和环境变化动态调整行动策略,可用于复杂环境探测、地震救灾、反恐防暴等,解决特殊环境下“人不能近、人不能及”的难题,为救援决策提供关键支持,极大地提高任务执行的效率和成功率。
单个平台的智能化、多平台协同自主作业、复杂环境下的精准控制,这三个层次的研究缺一不可。团队所提出的协同优化决策与控制算法可使无人机群能在复杂不确定环境中实现自主航路规划和协同控制。相关技术对标国际前沿,获省部级技术发明一等奖、教育部自然科学奖等多项荣誉,并在多家单位研制的多平台协同系统场景中验证实效。
“科研要落地,就得解决‘最后一公里’的控制问题。”辛斌常常强调。他面向国家所需,以解决实际问题为出发点和落脚点,带领团队与航天、中船、中电科等行业部门合作,将优化决策与控制算法赋能陆、海、空协同任务,彰显了北理工“国家所需,吾辈所向”的担当。
传承:团队的深耕与开拓
二十五载砥砺深耕,万千探索勇攀高峰。“从学生到老师,这是我成为北理工人的第二十五年。”辛斌回想起在北理工求学工作的日子不禁感慨道。
辛斌与学生的合影
2000年,辛斌入读北京理工大学电子工程实验班。得益于学校宽口径的培养模式,他在大学期间广泛学习了电子电路、软件编程、智能控制等多个学科领域的知识,塑造了他独特的跨学科视野。他敏锐地察觉到,随着科技的飞速发展,智能无人系统将在未来的社会生活中扮演越来越重要的角色。他在硕士期间选择了模式识别与智能控制方向,师从我国智能控制领域的专家陈杰教授,开启了科研之路。
“陈老师就像‘人才设计师’,会系统性地思考一个人的成长路径。”辛斌回忆道。刚刚步入研究生阶段的辛斌更像是一个“画电路板的手艺人”而非研究者,陈杰对他的指导细致入微,在让他保留工程实践强项的同时,引导他补足学术短板,打牢学术研究的基本功。在陈杰的指导下,辛斌获得了2013年的优秀博士论文。
留校任教后,辛斌接过“接力棒”,与团队一同成长。他带领青年教师王晴等开展课题攻关,突破了多平台动态自组织、水下UUV编队以及多无人机集群航路规划等技术难题。在实验室里,常能看到他与团队围坐讨论至深夜——从异构资源调度优化到无人系统协同控制,事无巨细。
每次在项目实施遇到瓶颈的时候,辛斌总是能高屋建瓴地提出指导性建议,不管是在出差途中还是节假日期间,他都会挤出时间来帮助团队老师修改材料或论文。“在我们模式识别与智能系统这个大家庭里,我得到了很多帮助。辛老师就像是我们团队的定海神针,不论遇到什么问题他都会耐心地帮助我们解决。”王晴感慨道。
育人:因材施教激发创新思维
“研究生教学不是满堂灌,而要问题导向、因需而学。”辛斌开设的《多智能体系统协同控制》《机器人控制技术》等课程,注重将理论融入实际项目。比如,他会以多机器人搜索救援任务为例,引导学生思考“如何分配任务点”“怎样优化救援路径”,在实战模拟中掌握运筹学与算法设计。
辛斌指导学生
“每个学生都是独特的种子,每个人的成长路径是不一样的。”他注重因材施教,根据每个学生的特点和兴趣制定个性化的培养方案,辛斌延续这一理念,对思维敏捷的学生“一点就透”,对勤勉但方法不足者“因势利导”,为兴趣不符的学生建议新方向。对于基础较好的学生,他鼓励他们大胆创新,挑战前沿课题;对于基础稍弱的学生,他耐心指导,帮助他们逐步提升能力。
他常与学生深夜讨论,从论文修改到职业规划,如同家人般倾注心血。正如他所言:“教育的终极目标,是让学生学会如何思考,在未来任何领域都能破浪前行。”
实验室上的“JING字言”
实验室的墙上写着“静、净、敬、竞、精、晶”六个字,如今这几个字已经深深刻入王淼的脑海里。在博士研究生就读期间,他每每在实验上碰壁,就会自觉到标语前面壁静思,回想辛斌老师对他说的话:“思维方法决定道路,站在不同视角,问题会呈现新答案。”辛斌教授总说,做科研和带学生一样,既要精准控制,也要留足自主探索的空间。他对学生基本功要求严格,对待论文写作标准和算法系统技术从不马虎,同时鼓励学生“大胆试错”,尝试不同的思路解决问题。如今,王淼以博士后的身份继续跟随辛斌团队从事机器人智能规划领域的研究,在TRO、TASE等顶级期刊上发表了多篇学术论文。
科研需扎实根基,亦需锐意创新。“基本功是铁饭碗,创新思维是金钥匙。”他鼓励本科生提前进入实验室,在科研项目中打磨本领,指导学生参加各类国家及省部级创新创业科技竞赛,包括“互联网+”、“创青春”、美国大学生数学建模竞赛,ROBOMASTER、IMAV、ROBOCUP、世纪杯等比赛并获奖。
暮色中的北理工校园,辛斌与学生们匆匆告别,赶往下一场学术会议。他的身影融入灯火通明的实验室,亦如无人系统中那些协同作业的“智能体”——精准、稳定,始终向着使命的方向前进。