活动风采丨走进实验室:犀鸟牛基金专访

近日,Pi-Lab控制与大数据小组成功申请了腾讯人工智能实验室的“犀鸟牛专项研究基金”,尝试将强化学习算法应用于温室产业中。在化学化工学院的环境下,该小组此次成功的申请经历具有很好的学习和借鉴意义。为此,宣传小组的组员对谢惠民,徐星海进行专访,就基金申请以及化工与人工智能的结合两大方面进行交流学习。

Part 1

Q:师兄们好!谢谢师兄们可以接受我们的专访,可以简单的向我们介绍一下此次申请的项目嘛?

A:(谢惠民)温室产业是现代农业生产的重要组成部分,同时目前温室产业具备操作、管理技能的专业化人才供给不足。近年来,机器学习技术越来越广泛地被用于农业生产中,以辅助或代替种植人员进行农作物的栽培和管理。我们就是打算将强化学习技术应用到温室产业中,实现智能化地温室控制与决策,从而实现:1.辅助或替代种植人员决策;2.资源效率利用优化;3.获取更高经济,环保效益。

Part 2

Q:这个项目申请成功后,整个课题组都很激动,想问问当时是什么样的契机,让师兄们去申请项目的呀?

A:(谢惠民)其实是我先看到这个项目的,毕竟做信息科学,信息必须灵通,研一就关注到了“犀牛鸟基金”。然后和潘哥以及星海讨论,大家脑子一热说咱也写一个。之后还有点犹豫,也想听听洪老板的意见。所以就找了洪老师聊了下,老板非常果断,说:”就智慧农业这个,需要资源我帮你们找。“

Q:在这种情况下,伯乐真的很关键。除了申请的契机,还想问一下从申请项目到申请成功,师兄们经历了哪些流程呀?

A:(徐星海)流程首先就是论文调研以及领域调研了,智慧农业其实还是一片蓝海,资料库较少,前期论文调研经历了科学上网,寻根行动,跨学校借阅行动,还有分布式训练(兵分两路),讲道理还是掉了几根头发的。

策划组织宏观说是三个阶段:第一阶段,制定大纲,其实和写论文感觉还是有很大相似度,从背景,到现有技术的应用以及缺点,然后提出想解决的问题,抛出我们的方案,最后给出预期。写东西其实还比较快,但改的过程艰辛,从表达公式到框图,从算法的表达到算法的实施,我还记得,当时我们就一个问题点讨论了两天,才决定好要不要把一个流程加入到算法流程中。好事多磨难,整个稿子迭代更新了六次(我记得是六次)才最后定稿。

在接着就是审核过程,初稿投出去之后就渺无音讯了,直到某一天师老板的突然来电,对于我来说真的神奇,没想到我们化学化工学院的学生能和企鹅有联系,这种感觉就像变形金刚和葫芦娃一起喝酒一样魔幻。

最后就是第二次改稿,虽然说主题和第一版内容差不多,但我们写的内容比较零散,重点不够突出,甚至有些摇摆。师老师第二次改的时候,把思路整理得非常清楚,重点也突出了。

Q:看得出来这个过程还是很艰辛的。另外还想问一下师兄们,申请过程中有没有遇到什么困难,又是怎样去克服的?这个过程中又有没有遇到什么有意思的事情呢?

A:(谢惠民)困难的话主要是写稿子的时候了,第一次交申请书的时候,我和师弟以及老师讨论了很久,查很多资料,最终才确定我们的技术路线。初选过了以后,第二次要交正式材料,相当于重写一遍,之前不合理的地方需要一一校正,也很辛苦。

有意思的事:我们第一次交材料的时候,中午12点截止,直到11点多我们还在一遍遍的检查,修改。最后20分钟了,我们准备上交,结果发现,网站上师老师资料全部空了,需要重新填,内容很多。我们判断也可能系统问题,就在这时候,我们发现,这个地方有误导性,不是让师老师填写的。然后我一顿操作就交了。

Part 3

Q:真的是很有意思的经历了,最后想问问师兄们对跨学科,比如化工与人工智能交叉的有没有一些想法(领域未来的发展方向等等)?

A:(谢惠民)因为自己对信息科学(AI)和控制科学稍微了解一些,所以就只从这两个方向发表下与化工学科交叉的点(个人拙见):

(1)能耗优化、工艺参数优化、供应链优化

前两者其实都属于“过程系统工程”,本来就是化工与系统科学的经典交叉领域,本质是借助运筹学、系统科学的工具解决化工领域的问题。

能耗优化,包括换热网络的优化等。工艺参数优化方面,可以利用先进的优化算法甚至AI技术优化工艺设备的参数,从而提高经济效益,阿里云已经和一些化工厂合作做了一些相关工作。至于供应链的优化,这是个人的观点,因为供应链对化工行业而言也十分重要,技术上与前二者也是相通的,规模较大,优化后带来收益也可能较大。

(2)过程控制及故障检测

过程控制方面,数据驱动的控制技术是近年来的热点。我比较看好的是能够借助智能化的控制技术,实现对复杂系统的优化控制,节省资源和能耗,同时也进一步节省人工——这也是我们腾讯基金项目主打的一个点。

故障检测方面,现在的趋势是借助大数据与算法,从细微之处观察到过程的异常,实现“未卜先知”,对于实现安全稳定的化工生产很有帮助。

但是,现在的AI算法往往都不够稳定、鲁棒,这在大规模的工业场景中应用是不被允许的,因此这也是亟待突破的点。

(3)计算机(AI)辅助药物设计、材料设计

传统的药物分子设计开销巨大,时间长,通过计算机(AI)辅助可以缩短时间,节省开销。当时我和化院、信息学院、公共卫生学院的同学一起参加一个比赛,成功地用AI筛选出了创新药,实实在在地感受到了AI药物筛选的能力。材料方面我了解到也是类似。

Q:非常感谢师兄们的精彩分享,还有最后一个小小的问题,师兄们有什么对师弟师妹说的吗?

A:(谢惠民)师弟师妹们只会越来越强,pilab的未来是你们的。