3000字初中生科技論文
科技型中小企業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的科技創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化中發(fā)揮了重要的作用。下面是小編為大家精心推薦的3000字初中生科技論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
3000字初中生科技論文篇一
HCI,敲開(kāi)未來(lái)科技的門(mén)
當(dāng)人機(jī)互動(dòng)技術(shù)遭遇云計(jì)算、遭遇移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，或許還有新材料、新能源時(shí)，會(huì)迸發(fā)出什么樣的精彩呢?
據(jù)悉，在微軟的“未來(lái)之家”的體驗(yàn)屋里有一個(gè)特殊的角落：看似普通的廚房墻面，可以變成電腦屏幕，上面有天氣預(yù)報(bào)、日程提醒等重要事項(xiàng)。當(dāng)房屋的主人收到別人的派對(duì)邀請(qǐng)函時(shí)，他可以很簡(jiǎn)單地選擇接受或者拒絕，他的朋友可以從這個(gè)“墻面”上接到回復(fù)，同時(shí)，日程表也會(huì)自動(dòng)生成，如果主人開(kāi)口問(wèn)，例如，今天我需要做什么?會(huì)有一個(gè)發(fā)聲動(dòng)聽(tīng)的機(jī)器人隨時(shí)回答他的各種問(wèn)題。
而微軟2010年底推出的Kinect也開(kāi)創(chuàng)了游戲的新模式。借助Kinect，玩家不需要使用任何手柄、搖桿、鼠標(biāo)或者其他遙控器，即可用身體直接控制游戲。比如在玩體育游戲的時(shí)候，你只需要接通電源，不管是乒乓球的揮拍還是保齡球的擊打，你只需要像現(xiàn)實(shí)中那樣擺出動(dòng)作即可指揮屏幕里的游戲。
不難理解Kinect推出的兩個(gè)月就破了銷(xiāo)售800萬(wàn)臺(tái)的紀(jì)錄的奇跡。它也被賦予了一個(gè)更高層次的意義：第三次人機(jī)交互革命的原點(diǎn)。
人機(jī)交互(HCI，Human-Computer Interaction)是一個(gè)跨學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域，從廣義上理解就是用戶(hù)體驗(yàn)，在直觀意義上理解是指人與機(jī)器之間的互動(dòng)方式。
眼下，在人逐漸適應(yīng)計(jì)算機(jī)再到計(jì)算機(jī)不斷適應(yīng)人的互動(dòng)過(guò)程中，人機(jī)交互技術(shù)已不再局限于鍵盤(pán)輸入、手柄操作，而是以更加新奇的方式出現(xiàn)：手指的微小動(dòng)作、聲波在空氣中的振動(dòng)、眼珠和舌頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，都可以實(shí)現(xiàn)信息傳遞，完成人與機(jī)器之間的“對(duì)話”。而隨著技術(shù)的精進(jìn)，“有機(jī)用戶(hù)界面”(organic user interface)也開(kāi)始悄然興起——生物識(shí)別傳感器、皮膚顯示器，乃至大腦與計(jì)算機(jī)的直接對(duì)接，無(wú)疑都將給人類(lèi)的生活帶來(lái)重大影響。
“靈云”推出為哪般?
和美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，中國(guó)的HCI技術(shù)主要應(yīng)用在語(yǔ)言文字領(lǐng)域。但不管怎么說(shuō)，HCI“中國(guó)軍團(tuán)”也在行動(dòng)。2011年12月8日，北京捷通華聲語(yǔ)音技術(shù)有限公司在2011中國(guó)手機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上宣布：在全球范圍內(nèi)首個(gè)推出全方位、個(gè)性化的人機(jī)交互感知云—靈云。該公司董事長(zhǎng)張連毅稱(chēng)，靈云是一種可以用語(yǔ)音、手寫(xiě)、拍照，手勢(shì)，將來(lái)甚至可使用腦波識(shí)別等智能手段來(lái)操作、感知手機(jī)、計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)，讓人機(jī)交互象人與人溝通一樣的簡(jiǎn)單自然。
據(jù)稱(chēng)，靈云可通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)提供全方位、個(gè)性化智能人機(jī)交互技術(shù)的云服務(wù)，目前可提供語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、手寫(xiě)識(shí)別、掃描識(shí)別、即時(shí)翻譯等多種HCI應(yīng)用服務(wù)。靈云，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是讓手機(jī)、電腦等數(shù)字設(shè)備在與人的交互過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)能說(shuō)會(huì)聽(tīng)、能寫(xiě)能識(shí)，感知并完成人們過(guò)去通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)發(fā)出的操作要求，從而使機(jī)器設(shè)備具有全方位、多樣的人機(jī)交互能力，與用戶(hù)之間的交互變得更輕松、簡(jiǎn)單、自然，更回歸人性，促進(jìn)人與機(jī)器之間的和諧互動(dòng)。
現(xiàn)在，捷通公司以hcicloud為域名的靈云平臺(tái)已經(jīng)上線。在上面，人們可以體驗(yàn)語(yǔ)音合成、手寫(xiě)識(shí)別、文字識(shí)別等人機(jī)交互技術(shù)應(yīng)用。同時(shí)，2012年1月16日，捷通華聲宣布推出名為“小唐龍”的軟件——這是一款基于手機(jī)(或者PAD)的智能助手，為手機(jī)主人“提供工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)、交友等各個(gè)方面的助理服務(wù)。”
顯然這家已在人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域耕耘、積累多年的企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了產(chǎn)業(yè)變革的氣息以及國(guó)內(nèi)外HCI行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，正試圖以一種綜合和集成性服務(wù)占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)地位。
在國(guó)內(nèi)，除捷通華聲外，人機(jī)交互技術(shù)產(chǎn)品供應(yīng)商中還有漢王、科大訊飛等實(shí)力強(qiáng)勁的上市企業(yè)。其中漢王以手寫(xiě)技術(shù)聞名，科大訊飛在語(yǔ)音技術(shù)方面發(fā)展勢(shì)頭迅猛，而捷通華聲在HCI的各個(gè)技術(shù)方面的發(fā)展相對(duì)較為均衡，由于一直沒(méi)有上市，而且客戶(hù)以行業(yè)用戶(hù)居多，市場(chǎng)占有率不小卻大眾知名度不大。然而，這個(gè)企業(yè)最近卻動(dòng)作頻頻，曝光率頗高。張連毅告訴本刊記者，繼不久前引入華軟戰(zhàn)略投資之后，捷
通也將在產(chǎn)品升級(jí)和品牌運(yùn)作方面加大力度，進(jìn)一步挺進(jìn)個(gè)人用戶(hù)市場(chǎng)。
激動(dòng)人心的行業(yè)變革
顯然捷通在加緊HCI整合的努力。其背景正是HCI技術(shù)展現(xiàn)出廣闊前景：國(guó)內(nèi)外企業(yè)的人際交互技術(shù)已經(jīng)成熟起來(lái)了，伴隨著移動(dòng)智能終端的到來(lái)，它呈加速度方式走向每一個(gè)人。這個(gè)市場(chǎng)實(shí)在是太大太誘人了。而且，正如捷通所意識(shí)到的，HCI加上云計(jì)算，再加上移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，早已不是傳統(tǒng)意義上的語(yǔ)音合成、手寫(xiě)識(shí)別這樣簡(jiǎn)單的 應(yīng)用。
過(guò)去的兩年，毫無(wú)疑問(wèn)，眾多HCI產(chǎn)品的革新令人嘆為觀止。神話般的蘋(píng)果CEO喬布斯仙去后，蘋(píng)果發(fā)布的第一款重量級(jí)產(chǎn)品IPHONE4S讓許多消費(fèi)者失望，但同時(shí)發(fā)布的語(yǔ)音助理Siri軟件卻越來(lái)越得到業(yè)內(nèi)人士的高度評(píng)價(jià)。Siri 能做的，聽(tīng)起來(lái)相當(dāng)不一般，使用者可透過(guò)聲控、文字輸入的方式，來(lái)搜尋餐廳、電影院等生活信息，同時(shí)也可以直接收看各項(xiàng)相關(guān)評(píng)論，甚至是直接訂位、訂票;另外其適地性(location based)服務(wù)的能力也相當(dāng)強(qiáng)悍，能夠依據(jù)用戶(hù)默認(rèn)的居家地址或是所在位置來(lái)判斷、過(guò)濾搜尋的結(jié)果。
不過(guò)Siri最大的特色，則是人機(jī)互動(dòng)方面產(chǎn)生了突破，不僅有十分生動(dòng)的對(duì)話接口，其針對(duì)用戶(hù)詢(xún)問(wèn)所給予的回答，非但不至于答非所問(wèn)，有時(shí)候還讓人意想不到的驚喜，例如使用者如果在說(shuō)出、輸入的內(nèi)容包括了“drunk”、“home”這些詞(甚至不需要符合語(yǔ)法，相當(dāng)人性化)，Siri 會(huì)判斷為喝醉酒了、要回家，并自動(dòng)建議是否要幫忙叫出租車(chē)。
Siri展示出的是在準(zhǔn)確語(yǔ)音識(shí)別的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行語(yǔ)義的智能分析判斷，并且實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能和后代數(shù)據(jù)(包括個(gè)人偏好和歷史記錄)的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)所答即所問(wèn)與服務(wù)即所想——真正實(shí)現(xiàn)助理的功能，從識(shí)別，執(zhí)行，再到互動(dòng)之間的飛躍，這就是Siri的革命性所在。捷通推出“小唐龍|，顯然是受到了Siri的啟發(fā)。而Siri目前對(duì)中文語(yǔ)音尚無(wú)能為力，這就給了中國(guó)廠商以很大的機(jī)會(huì)。
而2010年11月4日正式發(fā)布的微軟kinect體感游戲設(shè)備，也在人機(jī)互動(dòng)的市場(chǎng)化應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了突破性的進(jìn)展。在這一設(shè)備中，玩家可以不通過(guò)任何控制器，單憑自己的動(dòng)作和手勢(shì)就能指揮電腦中的游戲。這個(gè)游戲系統(tǒng)也辨識(shí)人臉，讓玩家自動(dòng)連上游戲。它還可辨認(rèn)聲音和接受命令。在游戲示范中，玩家們可以用腳踢僅存在于屏幕中的足球，并可用伸手設(shè)法攔阻進(jìn)球。在駕駛游戲中，玩家可以轉(zhuǎn)動(dòng)想像中的方向盤(pán)來(lái)操控電視游戲中的賽車(chē)。這種神奇的效果也屬于HCI的一項(xiàng)應(yīng)用，里面用到了動(dòng)作感應(yīng)、語(yǔ)音識(shí)別等，這些技術(shù)使人和機(jī)器之間更加親密無(wú)間了。
Kinect確實(shí)成了微軟征戰(zhàn)家庭娛樂(lè)市場(chǎng)的一把利器，但微軟的目的顯然并不想僅僅借此贏得“電子游戲的未來(lái)”。Kinect的真正潛力，將在電腦、手機(jī)乃至軍隊(duì)和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)上得到更加充分的發(fā)揮，從而創(chuàng)造更為可觀的 經(jīng)濟(jì)利益和 社會(huì)效 應(yīng)。微軟Kinect技術(shù)總監(jiān)Alex Kipman曾強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“人們不喜歡手里總是握著個(gè)東西，比如鼠標(biāo)和鍵盤(pán)。而Kinect還只是旅程的起點(diǎn)。” 果然，2012年1月10日，有消息傳出，微軟的體感游戲控制系統(tǒng)Kinect將在數(shù)周后登錄Windows PC，而且其功能不僅僅局限于游戲。
中國(guó)的奮斗者們
以中國(guó)的HCI軍團(tuán)的整體實(shí)力而言，目前尚未能推出像Siri和Kinect這樣的重量級(jí)產(chǎn)品，暫時(shí)也很難充當(dāng)HCI創(chuàng)新潮流的領(lǐng)頭羊。但是，國(guó)內(nèi)的企業(yè)也有自己的優(yōu)勢(shì)，那就是，基于中國(guó)本土文字、 語(yǔ)言的特性，中國(guó)企業(yè)可以在漢語(yǔ)的語(yǔ)音和文字識(shí)別等HCI應(yīng)用方面做得更好。甚至，在此基礎(chǔ)上，在一些項(xiàng)目上進(jìn)行突破，獲得世界性的“單項(xiàng)獎(jiǎng)”?！?010年10月28日，“科大訊飛‘語(yǔ)音云’發(fā)布會(huì)暨移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)音創(chuàng)新論壇”在北京香格里拉飯店隆重舉行?？拼笥嶏w董事長(zhǎng)兼總裁劉慶峰介紹了“訊飛語(yǔ)音云”的總體框架和主要構(gòu)成，及其作為語(yǔ)音服務(wù)平臺(tái)的特性，并現(xiàn)場(chǎng)演示了手機(jī)語(yǔ)音搜索、短信隨意說(shuō)等基于“訊飛語(yǔ)音云”的典型 應(yīng)用。此外，劉慶峰也介紹了科大訊飛公司的語(yǔ)音合成技術(shù)、發(fā)音模擬技術(shù)、口語(yǔ)評(píng)測(cè)技術(shù)，有些技術(shù)在世界性的比賽中獲得領(lǐng)先的名次。
據(jù)悉，“訊飛語(yǔ)音云”是基于云計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)，為各類(lèi)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)者和創(chuàng)新性企業(yè)提供低門(mén)檻的語(yǔ)音合成及語(yǔ)音識(shí)別服務(wù)，合作伙伴可以像使用水、電那樣“即開(kāi)即有、按需取用”，在很短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建出支持自然語(yǔ)音交互功能的特色移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
眼下，訊飛旗下的訊飛語(yǔ)音輸入法軟件正在智能手機(jī)用戶(hù)中傳播。該輸入法讓人印象深刻的是它的識(shí)別率相當(dāng)高。科大訊飛副總裁江濤表示，訊飛語(yǔ)音輸入法的識(shí)別率已經(jīng)接近90%。記者嘗試了這個(gè)軟件，感覺(jué)其確已具備應(yīng)用價(jià)值。
其實(shí)在以前，IBM 也推出過(guò)ViaVoice等語(yǔ)音識(shí)別產(chǎn)品，但那時(shí)的語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確率不高，很難替代鍵盤(pán)輸入。現(xiàn)在，借助于云計(jì)算等手段，在智能手機(jī)上用語(yǔ)音輸入代替鍵盤(pán)輸入，已經(jīng)有了應(yīng)用的可能。據(jù)專(zhuān)家稱(chēng)，新舊兩代語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)之所以差別巨大，在于其不同的 工作方式。語(yǔ)音識(shí)別從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，是一個(gè)基于 統(tǒng)計(jì)模型的人工識(shí)別問(wèn)題，數(shù)據(jù)對(duì)于語(yǔ)音識(shí)別是非常重要的，另一方面是算法，需要不斷改進(jìn)和提高。
軟件大鱷騰訊也出手了。2011年9月，騰訊研究院人機(jī)交互中心研究員劉海龍透露，云手寫(xiě)和云語(yǔ)音識(shí)別將登陸QQ，云手寫(xiě)對(duì)工整字符的識(shí)別率將達(dá)到99%以上，云語(yǔ)音更將挑戰(zhàn)“發(fā)音習(xí)慣，用詞習(xí)慣”等傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的技術(shù)難點(diǎn)，為用戶(hù)帶來(lái)全新的，極簡(jiǎn)的溝通體驗(yàn)。、人機(jī)交互中心模式識(shí)別組項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳波表示，基于云計(jì)算的移動(dòng)通訊，在通話、短信這兩大主流功能的主要部件中，將實(shí)現(xiàn)單獨(dú)部件的“全能化”。如：用戶(hù)對(duì)麥克風(fēng)應(yīng)用使用需求將全面覆蓋至語(yǔ)音登陸、語(yǔ)音認(rèn)證、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音搜索、聽(tīng)歌搜歌、哼唱搜歌、制作歌曲、音樂(lè)類(lèi)游戲等功能，在功能覆蓋最大化的同時(shí)，必須簡(jiǎn)化用戶(hù)在切換操作中的時(shí)間和過(guò)程。又如：在短信使用時(shí)，被云計(jì)算覆蓋的手寫(xiě)識(shí)別、手勢(shì)應(yīng)用、語(yǔ)音輸入，將為用戶(hù)帶來(lái)最為便利的輸入體驗(yàn)。
而捷通華聲公司，早在2008年就已經(jīng)與金山公司合作，將手寫(xiě)云服務(wù)嵌入到愛(ài)詞霸網(wǎng)站中。2011年6月28日，由捷通華聲傾力打造的云手寫(xiě)官方網(wǎng)站正式上線，并開(kāi)始全方位地為用戶(hù)提供各種手寫(xiě)產(chǎn)品體驗(yàn)及技術(shù)服務(wù)。此次推出靈云平臺(tái)，顯然是試圖超越單項(xiàng)的HCI技術(shù)，以綜合性、一站式的HCI云服務(wù)占領(lǐng)行業(yè)制高點(diǎn)。而各項(xiàng)HCI單項(xiàng)技術(shù)如何協(xié)同成為一個(gè)整體，以及如何應(yīng)用并給用戶(hù)帶來(lái)更要效率，則是下一步面臨的挑戰(zhàn)。
會(huì)是一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)革命嗎?
2008年7月1日，微軟主席比爾·蓋茨將退出微軟日常 管理工作。他在佛羅里達(dá)州奧蘭多市召開(kāi)的Tech-ed大會(huì)上 發(fā)表了最后一次在職演說(shuō)。在演講中主要談到交互技術(shù)問(wèn)題。在過(guò)去幾年里，PC用戶(hù)主要通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)進(jìn)行界面交互。未來(lái)十年的重點(diǎn)，將會(huì)更加強(qiáng)調(diào)連結(jié)人與人的關(guān)蓋，人與 計(jì)算機(jī)的交互變得越來(lái)越像人與人之間的互動(dòng)。
蓋茨沒(méi)有說(shuō)錯(cuò)，不管是蘋(píng)果的Siri、微軟的Surface和Kinect，科大訊飛的語(yǔ)音云，還有捷通華聲的靈云，都已經(jīng)昭示了一個(gè)人機(jī)交互新的時(shí)代的到來(lái)。
在CNN預(yù)測(cè)的2012年十大科技趨勢(shì)中，新的人機(jī)交互方式——比如通過(guò)觸摸屏和聲控等——也列在其中。
張連毅認(rèn)為：在蘋(píng)果的觸控技術(shù)出現(xiàn)之前，人與機(jī)器的交互手段已走過(guò)兩個(gè)階段：50年代IBM這個(gè)藍(lán)色巨人，把人 類(lèi) 社會(huì)帶進(jìn)計(jì)算機(jī)時(shí)代，鍵盤(pán)一直成為人們操作計(jì)算機(jī)的一個(gè)非常關(guān)鍵性的、代表性的交互手段，這是第一階段。第二階段中的典型代表是鼠標(biāo)。微軟是這個(gè)階段中很強(qiáng)大的推動(dòng)者。第三個(gè)階段是蘋(píng)果所推動(dòng)的觸控時(shí)代。而下一個(gè)階段，則將是一個(gè)更自然、更人性化的人機(jī)交互體系時(shí)代，即智能人機(jī)交互(HCI)技術(shù)時(shí)代。顯然，在張連毅的 計(jì)劃里，靈云是為了這個(gè)時(shí)代而準(zhǔn)備的。事實(shí)上，靈云正是被設(shè)計(jì)成擁有一個(gè)完整的自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在人們通過(guò)靈云實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互過(guò)程中，記錄、分析每個(gè)用戶(hù)的使用習(xí)慣，不斷提升為每個(gè)用戶(hù)提供個(gè)性化服務(wù)的能力和水平，從而不斷提升更好、更確準(zhǔn)的智能服務(wù)效果。靈云將同時(shí)提供完整的云端組合式解決策略，用戶(hù)使用起來(lái)更流暢自然，在各種帶寬條件下都享有良好用戶(hù)體驗(yàn)。
智能人機(jī)交互的時(shí)代，我們將享受多少科技帶來(lái)的便利和快樂(lè)?委實(shí)引人遐想。當(dāng)人機(jī)互動(dòng)技術(shù)遭遇云計(jì)算、遭遇移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，或許還有新材料、新能源時(shí)，會(huì)迸發(fā)出什么樣的精彩呢?其實(shí)美國(guó)《未來(lái)學(xué)家》雜志早在2010年中刊登的文章，就已對(duì)當(dāng)前正在研發(fā)或者已投入商用的各類(lèi)人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行了盤(pán)點(diǎn)。這里列舉一部分：無(wú)聲語(yǔ)音(默讀)識(shí)別：通過(guò)默讀識(shí)別，使用者不需要發(fā)出聲音，系統(tǒng)就可以將喉部聲帶動(dòng)作發(fā)出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音，從而破譯人想說(shuō)的話;電觸覺(jué)刺激：通過(guò)電刺激實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)再現(xiàn)，可以讓盲人“看見(jiàn)”周?chē)氖澜?仿生隱形眼鏡：科學(xué)家希望將電路集成在鏡片上，打造出功能更強(qiáng)大的超級(jí)隱形眼鏡，它既可以讓佩戴者擁有將遠(yuǎn)處物體“拉近放大”的超級(jí)視力， 顯示出全息圖像和各種立體影像，甚至還可以取代電腦屏幕，讓人們隨時(shí)享受無(wú)線上網(wǎng)的樂(lè)趣。人機(jī)界面：也被稱(chēng)為“腦機(jī)接口”，它是在人或動(dòng)物腦(或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物)與外部設(shè)備之間建立的直接連接通路，即使不通過(guò)直接的 語(yǔ)言和行動(dòng)，大腦的所思所想也可以借由這條通路向外界傳達(dá)。
好了，說(shuō)到這里，類(lèi)似《黑客帝國(guó)》里的科幻鏡頭或許都已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里醞釀里。我們得考慮未來(lái)世界的人們的安全問(wèn)題了——如果我們的人機(jī)互動(dòng)技術(shù) 發(fā)展到了可以用腦電波直接控制外部世界，那么我們得提防“黑客入侵大腦”事件的發(fā)生了。
不管怎么說(shuō)，一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)代正在到來(lái)。
3000字初中生科技論文篇二
電力科技領(lǐng)域的思想者
20多年前，當(dāng)他踏入西安交通大學(xué)少年班的時(shí)候，他肯定不會(huì)想到，在這里，他一待就是16年;他更不會(huì)想到，從此他將與電力系統(tǒng)科研結(jié)緣，成了他未來(lái)幾十年的科研方向。這么多年來(lái)，是電力科研成就了他，讓他的生命更充實(shí)，更有價(jià)值;也是他奉獻(xiàn)于電力科研，推進(jìn)了所在領(lǐng)域的學(xué)術(shù)發(fā)展。他就是華南理工大學(xué)電力學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，電力經(jīng)濟(jì)與電力市場(chǎng)研究所所長(zhǎng)，陳皓勇。
談到自己的科研方向，陳皓勇略顯興奮，聲音也變得洪亮起來(lái)。長(zhǎng)期以來(lái)，他以復(fù)雜系統(tǒng)(大規(guī)模、隨機(jī)性、分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng))建模、優(yōu)化與控制理論方法及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究為核心學(xué)術(shù)思想，致力于電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行與控制，新能源并網(wǎng)與智能電網(wǎng)技術(shù)，電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理等方向的基礎(chǔ)前沿研究和教學(xué)工作。
偶遇機(jī)緣，踏入電力之門(mén)
1990年9月，陳皓勇考入西安交通大學(xué)少年班，成為當(dāng)時(shí)西安交通大學(xué)通過(guò)自主命題、獨(dú)立招生在全國(guó)范圍內(nèi)選拔的29名學(xué)生之一，當(dāng)時(shí)的他僅僅15歲。也就是從那時(shí)起，他開(kāi)始深深地喜歡上這個(gè)學(xué)校，在此學(xué)習(xí)、工作長(zhǎng)達(dá)十幾年。1992年9月，兩年的少年班學(xué)習(xí)完成后，陳皓勇以?xún)?yōu)異成績(jī)自主選擇了本校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，從此也正式踏入了電力之門(mén)，更找到了開(kāi)啟人生理想的鑰匙。
對(duì)于陳皓勇來(lái)說(shuō)，1994年看起來(lái)和往年一樣平凡，卻是改變他人生的一年。因?yàn)檎窃谶@一年，通過(guò)班主任老師的介紹，他結(jié)識(shí)了剛從日本歸國(guó)的著名電力系統(tǒng)學(xué)者、IEEE Fellow、中國(guó)科學(xué)院院士王錫凡，從此跟隨王錫凡院士學(xué)習(xí)、工作長(zhǎng)達(dá)12年。他時(shí)常被王院士那嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、低調(diào)為人的精神所深深感染著，王錫凡院士不僅是他的學(xué)術(shù)導(dǎo)師，更是他的人生導(dǎo)師，正是在王錫凡院士的引領(lǐng)之下，才跨入了電力科學(xué)的大門(mén)。1995年，陳皓勇以?xún)?yōu)異成績(jī)保送為王錫凡院士的研究生，并碩博連讀，從事電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度、優(yōu)化規(guī)劃和電力市場(chǎng)等領(lǐng)域的研究，最終高質(zhì)量地完成了博士學(xué)位論文，也奠定了日后科研工作的基礎(chǔ)。在2000年6月博士畢業(yè)后，由于陳皓勇在學(xué)生時(shí)代的優(yōu)秀表現(xiàn)和王錫凡院士的鼓勵(lì)，他順利留校任教，開(kāi)始了教學(xué)科研的生涯。在西安交通大學(xué)從教期間，他除了擔(dān)任專(zhuān)業(yè)主干課《電力系統(tǒng)分析》等的教學(xué)工作外，還作為主要研究人員參加了王錫凡院士所主持的國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)等一系列國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，并且自己也主持了國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目、國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，參編了《電力市場(chǎng)基礎(chǔ)》新教材，取得了豐碩的成果。
2006年12月，陳皓勇帶著出去闖一闖的想法，作為“百人計(jì)劃”杰出青年教師受聘到華南理工大學(xué)。也正是在這里，他得到了又一次地騰飛。在這里，他除了繼續(xù)前沿理論研究外，更找到了科研成果的良好應(yīng)用平臺(tái);在這里，他開(kāi)始完全獨(dú)立工作并形成了自己的學(xué)術(shù)特色;在這里，他能夠與港澳的大學(xué)密切合作并進(jìn)一步放眼海外。不僅這些，陳皓勇還承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等一系列國(guó)家和省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目，獲得了教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”稱(chēng)號(hào)，承擔(dān)了南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司、廣東電網(wǎng)公司等重點(diǎn)企業(yè)的多個(gè)合作項(xiàng)目，促進(jìn)了科研成果的實(shí)際應(yīng)用。近期，國(guó)家自然科學(xué)基金委公布了2013年度國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目名單，陳皓勇又成為華南理工大學(xué)新增的4位國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者之一。
眾所周知，廣東省既是能源消費(fèi)大省，也是能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)大省，其能源產(chǎn)業(yè)在我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位。廣東省的能源消耗量位居全國(guó)前列，但能源資源貧乏，對(duì)外依存度高，面臨經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，能源安全與有效利用已成為制約廣東經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。立足于這種現(xiàn)實(shí)，陳皓勇拓展學(xué)科領(lǐng)域，融合華南理工大學(xué)電力和能源相關(guān)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，先后參與了“能源研究院”、“新能源與環(huán)境協(xié)同創(chuàng)新中心”等的籌建。
身處改革開(kāi)放的前沿，陳皓勇卻從來(lái)沒(méi)有忘記過(guò)母校，他和西安交通大學(xué)電力工程系保持著長(zhǎng)期和緊密的科研合作關(guān)系。近年來(lái)，兩校聯(lián)合申請(qǐng)了國(guó)家重大項(xiàng)目，并和王錫凡院士等因“電力系統(tǒng)運(yùn)行與規(guī)劃的最優(yōu)決策模型及方法研究”共同獲得2008年教育部高等學(xué)?？茖W(xué)研究自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，還即將進(jìn)一步拓展海上風(fēng)電等領(lǐng)域的科研合作。
千錘百煉，終顯學(xué)術(shù)鋒芒
在為電力領(lǐng)域教學(xué)和科研事業(yè)奮斗的將近20年里，陳皓勇始終刻苦鉆研，默默奉獻(xiàn)。在課堂上，他是一個(gè)優(yōu)秀的老師，傳道授業(yè)解惑，激情澎湃;在實(shí)驗(yàn)室，他是一個(gè)勤奮的科研工作者，編程序，做仿真，認(rèn)真耐心。人們看得見(jiàn)的是他的榮譽(yù)和成果，但看不見(jiàn)的是他背后付出的辛勤和汗水。他忘記了，有多少個(gè)周末在實(shí)驗(yàn)室里度過(guò)，有多少個(gè)節(jié)假日沒(méi)有和自己的親人在一起，有多少次科研走入困境時(shí)焦慮不堪地冥思苦想。但天道酬勤，他的付出也得到了應(yīng)有的回報(bào)。
除完成一系列國(guó)家和省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目外，陳皓勇近年來(lái)發(fā)表SCI、Ei論文近100篇，所發(fā)表論文被國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)、人工智能、經(jīng)濟(jì)管理和量子物理等不同領(lǐng)域的科研人員引用1500余次。他的英文專(zhuān)著Power System Optimization：Microeconomics-inspired Approaches近期將由國(guó)際權(quán)威出版社John wiley&Sons-IEEE Press出版。他的研究成果在我國(guó)電力行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。除了學(xué)校的工作，他還兼任了很多社會(huì)職務(wù)。他是國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)高級(jí)會(huì)員(IEEE Senior Member)、教育部學(xué)科評(píng)估專(zhuān)家、國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)審專(zhuān)家、國(guó)家自然科學(xué)基金和中英
聯(lián)合基金評(píng)審專(zhuān)家、中國(guó)博士后科學(xué)基金評(píng)審專(zhuān)家、廣東省職稱(chēng)評(píng)審專(zhuān)家、浙江省自然科學(xué)基金評(píng)審專(zhuān)家，還擔(dān)任著在香港召開(kāi)的IEEE亞太電力與能源工程國(guó)際會(huì)議(IEEEAPPEEC)技術(shù)委員會(huì)主席。
在國(guó)際上，陳皓勇首次提出電力系統(tǒng)機(jī)組組合的協(xié)同進(jìn)化算法等人工智能算法，并將其推廣于電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行和電力市場(chǎng)決策等多個(gè)領(lǐng)域。協(xié)同進(jìn)化算法借鑒自然界中的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，引入生態(tài)系統(tǒng)的概念，生態(tài)系統(tǒng)中多個(gè)物種相互作用，共同進(jìn)化，從而使整個(gè)系統(tǒng)不斷演進(jìn)。將工程應(yīng)用領(lǐng)域待求解的問(wèn)題映射為生態(tài)系統(tǒng)，以生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化來(lái)達(dá)到優(yōu)化問(wèn)題求解的目的。協(xié)同進(jìn)化算法為電力系統(tǒng)優(yōu)化提供了新途徑，也為解決一般復(fù)雜工程系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題提供了一種基礎(chǔ)算法。他將“協(xié)同進(jìn)化算法”拓展應(yīng)用于電力系統(tǒng)的無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題，已獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。將協(xié)同進(jìn)化算法應(yīng)用于寡頭壟斷電力市場(chǎng)的模擬和分析，開(kāi)辟了基于協(xié)同進(jìn)化計(jì)算的電力市場(chǎng)建模的新方向，在國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表了系列論文。陳皓勇的研究成果得到國(guó)際上電力系統(tǒng)、人工智能、經(jīng)濟(jì)管理等不同領(lǐng)域科研人員的廣泛引用，直接跟進(jìn)研究的包括：美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)伊利諾理工大學(xué)、美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)、約旦科技大學(xué)、雅典國(guó)家技術(shù)大學(xué)、澳大利亞悉尼大學(xué)、伊朗德黑蘭大學(xué)，香港理工大學(xué)和國(guó)內(nèi)華中科技大學(xué)等重點(diǎn)大學(xué)。
陳皓勇十分重視交叉學(xué)科研究，他系統(tǒng)地研究了博弈論方法在電力市場(chǎng)和電力系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題，電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的工程一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，從經(jīng)濟(jì)的角度，陳皓勇在基于博弈理論的電力市場(chǎng)建模、分析與仿真方面取得一系列研究成果;從工程的角度，國(guó)際上首次將微分博弈理論應(yīng)用于電力系統(tǒng)頻率/電壓協(xié)調(diào)控制領(lǐng)域，開(kāi)拓了基于博弈論的電力系統(tǒng)協(xié)同控制新方向。在現(xiàn)階段不斷開(kāi)放的市場(chǎng)環(huán)境下，電力系統(tǒng)中存在不同的利益主體，在規(guī)劃和運(yùn)行決策中通常以自身利益最大化為目標(biāo)，傳統(tǒng)的統(tǒng)一優(yōu)化模型難以適用。作為一類(lèi)先進(jìn)的數(shù)學(xué)工具，博弈論通過(guò)建立電力系統(tǒng)中多方優(yōu)化決策模型并求解均衡策略，使得各方均能獲得最佳收益。在這個(gè)背景下，陳皓勇長(zhǎng)期從事基于博弈理論的電力市場(chǎng)建模、分析與仿真研究：提出了運(yùn)用多項(xiàng)式方程系統(tǒng)求解電力市場(chǎng)均衡的方法，首次形成了基于實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)的電力市場(chǎng)博弈分析系統(tǒng)理論和方法，首次結(jié)合基于協(xié)同進(jìn)化計(jì)算的智能模擬和實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法研究了電力市場(chǎng)主體的交易策略和市場(chǎng)均衡問(wèn)題。這些研究工作得到國(guó)際同行的一致認(rèn)可，被意大利都靈理工大學(xué)、西班牙卡斯蒂利亞·拉曼查大學(xué)和美國(guó)惠普實(shí)驗(yàn)室的多個(gè)權(quán)威學(xué)者所引用。另一方面，從工程角度來(lái)看，電力系統(tǒng)包含大量分布式控制器，在智能電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，更多的新型控制器將被引入。這些控制器作用于不同層面，控制目標(biāo)相互獨(dú)立，甚至存在沖突。制定控制策略時(shí)若不進(jìn)行協(xié)調(diào)，則可能導(dǎo)致各方相互牽制、抵消，背離控制目標(biāo)?；谶@種考慮，陳皓勇首次提出基于博弈理論的電力系統(tǒng)協(xié)同控制思想。在國(guó)際上首次將微分博弈理論應(yīng)用于電力系統(tǒng)頻率/電壓協(xié)調(diào)控制，以解決多個(gè)控制器動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)的難題，基于微分博弈理論的電力系統(tǒng)最優(yōu)協(xié)調(diào)電壓控制研究已獲國(guó)家自然科學(xué)基金資助。
除此之外，陳皓勇還系統(tǒng)地研究了基于大系統(tǒng)隨機(jī)與離散優(yōu)化理論的電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行的模型及算法并在電力行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。電力系統(tǒng)作為典型的分布式大系統(tǒng)，其規(guī)劃和運(yùn)行中的很多優(yōu)化問(wèn)題都是大規(guī)模、離散、非線性和隨機(jī)的，用常規(guī)的方法很難求解，需要尋求新的解決途徑。在電力系統(tǒng)規(guī)劃方面，他提出了基于改進(jìn)Lagrangian松弛法和隨機(jī)生產(chǎn)模擬的電源規(guī)劃模型和算法，發(fā)展了基于多目標(biāo)(協(xié)同)進(jìn)化算法的輸/配電網(wǎng)規(guī)劃;在電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方面，除提出機(jī)組組合問(wèn)題的協(xié)同進(jìn)化算法外，在國(guó)際上較早地開(kāi)展了基于魯棒優(yōu)化思想的含風(fēng)電的電力系統(tǒng)安全約束機(jī)組組合問(wèn)題，研究了基于退火選擇遺傳算法和內(nèi)點(diǎn)法的含整數(shù)變量最優(yōu)潮流，建立了基于協(xié)同進(jìn)化計(jì)算的配電網(wǎng)重構(gòu)算法;在電力系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化方面，提出了基于退火選擇遺傳算法的大電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化，研究了基于退火選擇遺傳算法的配電網(wǎng)多時(shí)段無(wú)功/電壓控制等問(wèn)題。特別他在國(guó)內(nèi)率先研究了多風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)條件下的電力系統(tǒng)安全約束機(jī)組組合問(wèn)題，提出了描述間歇性能源功率不確定性的極限場(chǎng)景法，在保證預(yù)測(cè)場(chǎng)景最優(yōu)的情況下，也能保證誤差場(chǎng)景下調(diào)度方案的可行，奠定了魯棒調(diào)度的基礎(chǔ)。作為國(guó)際上魯棒調(diào)度思想的首先提出者之一，陳皓勇在2012年IEEEPower&Energy Society年會(huì)上宣讀了相關(guān)論文，引起與會(huì)者的熱烈討論。
長(zhǎng)期以來(lái)，這些研究相繼獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金(重點(diǎn))項(xiàng)目、國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展(863)計(jì)劃重大項(xiàng)目、教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃和國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金等的支持。
大膽創(chuàng)新，探路未來(lái)發(fā)展
創(chuàng)新是科研的生命力所在，沒(méi)有大膽創(chuàng)新，就不可能有新的突破。陳皓勇深切地明白這一點(diǎn)，因此在做研究時(shí)，他始終不怕困難，敢于超越，力求走在電力領(lǐng)域
發(fā)展的前端。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，發(fā)展低碳 經(jīng)濟(jì)，建設(shè)生態(tài)文明、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，已成為人類(lèi) 社會(huì)的普遍共識(shí)，因此可再生能源開(kāi)發(fā)浪潮席卷全球。我國(guó)已經(jīng)制定和實(shí)施了《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》，要求到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年降低40-45%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右。風(fēng)力、太陽(yáng)能等間歇性可再生能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)很大的沖擊，引起系統(tǒng)電壓、頻率的大幅波動(dòng)，惡化了電能質(zhì)量，降低了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的水平，使得傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)理論方法和技術(shù)體系受到挑戰(zhàn)。而另一方面，電力系統(tǒng)科研也因此面臨著難得的機(jī)遇。
當(dāng)前世界各國(guó)電力系統(tǒng)都在朝智能電網(wǎng)(smart Grids)的方向發(fā)展。作為支撐可再生能源發(fā)展的重要平臺(tái)，智能電網(wǎng)已成為全球各國(guó)政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界所共同關(guān)注的 熱點(diǎn)，被認(rèn)為是電力系統(tǒng)、可再生能源與信息通信技術(shù)的融合。陳皓勇認(rèn)為，能源問(wèn)題的解決需要多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)。在華南理工大學(xué)，他聯(lián)合電力系統(tǒng)，電力電子、信息通信和經(jīng)濟(jì) 管理等多學(xué)科的研究力量，形成了智能電網(wǎng)與可再生能源領(lǐng)域的一支強(qiáng)大的研究團(tuán)隊(duì)，目前已有基礎(chǔ)包括風(fēng)電控制與并網(wǎng)技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室、廣東省綠色能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省風(fēng)電控制與并網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)室3個(gè)國(guó)家和省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，囊括10余名教授、副教授與近100名博士、碩士研究生。同時(shí)，陳皓勇的團(tuán)隊(duì)積極與清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華北電力大學(xué)、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院和海南電網(wǎng)公司等單位緊密合作，努力攻克多類(lèi)型新能源發(fā)電綜合消納的關(guān)鍵技術(shù)，即將于2014年在海南建成全國(guó)第一個(gè)間歇性能源滲透率不小于15%的省級(jí)示范電網(wǎng)，并努力將海南電網(wǎng)打造成為世界一流的智能電網(wǎng)技術(shù)集成 應(yīng)用和示范展示平臺(tái)。
為了時(shí)刻把握學(xué)科前沿信息，緊跟國(guó)際學(xué)術(shù)發(fā)展潮流，陳皓勇非常重視國(guó)際交流與合作。他曾于2004年4月至2005年2月在香港理工大學(xué)任副研究員;2007年2月至2007年5月在香港理工大學(xué)任訪問(wèn)教授;2008年7月至2008年8月在澳大利亞昆士蘭大學(xué)任訪問(wèn)教授;2012年12月至2013年1月在美國(guó)哥倫比亞大學(xué)任訪問(wèn)教授。他還特別與美國(guó)頂級(jí)大學(xué)哥倫比亞大學(xué)電氣工程系簽有正式科研合作協(xié)議，通過(guò)教授互訪、聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生、合作 申請(qǐng)科研項(xiàng)目等方式，長(zhǎng)期致力于智能電網(wǎng)的合作研究。借助廣東毗鄰港澳的地域優(yōu)勢(shì)，陳皓勇也與香港理工大學(xué)、香港大學(xué)等保持著經(jīng)常性交流與合作，充分利用香港作為學(xué)術(shù)國(guó)際化的理想平臺(tái)。此外，陳皓勇與美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、圣路易斯華盛頓大學(xué)等也保持著密切 聯(lián)系。
“在化石能源日薄西山、新能源將成為未來(lái)人類(lèi)能源主體的情況下，中國(guó)如果能抓住這個(gè)機(jī)遇，就有望引領(lǐng)全球經(jīng)濟(jì)進(jìn)入第三次工業(yè)革命?，F(xiàn)在中國(guó)正面臨著戰(zhàn)略性抉擇。”這是《第三次工業(yè)革命》一書(shū)作者、美國(guó)華盛頓經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)基金會(huì)主席杰米里·里夫金接受記者采訪時(shí)表示的。這也是陳皓勇的夢(mèng)想和希望，他說(shuō)：“人們把21世紀(jì)稱(chēng)為中國(guó)人的世紀(jì)，中國(guó)理應(yīng)在第三次工業(yè)革命中占有一席之地，我愿為之貢獻(xiàn)畢生精力。”
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