近日，清華大學(xué)自動(dòng)化系戴瓊海院士接受《光明日?qǐng)?bào)》采訪。相關(guān)文章發(fā)表在《光明日?qǐng)?bào)》2023年5月7日第7版，以下是文章全文。
清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)：
“要敢于做顛覆性的科學(xué)研究”
清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)
團(tuán)隊(duì)成員在做實(shí)驗(yàn)
工作中的戴瓊海
【人才強(qiáng)國(guó)新征程】
邁入清華大學(xué)主樓三層的成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，走廊深處的一面墻上貼滿了科學(xué)公式，公式下面寫(xiě)著四個(gè)字：歡迎指正。這是中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任戴瓊海特意讓學(xué)生打印、貼上的。
“做基礎(chǔ)研究，就是要有敢于做顛覆性科研的勇氣?！贝鳝偤Ｕf(shuō)。
成立于2001年的清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，主要開(kāi)展計(jì)算攝像、腦科學(xué)與人工智能等國(guó)際前沿交叉科學(xué)的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究。20多年來(lái)，在戴瓊海的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)成員始終堅(jiān)持“理學(xué)思維融合工科實(shí)踐，交叉領(lǐng)域踐行原始創(chuàng)新”的科研理念，在科研“無(wú)人區(qū)”不斷探索。
2021年4月19日，習(xí)近平總書(shū)記考察清華大學(xué)時(shí)，曾來(lái)到這里?！耙３謱?duì)基礎(chǔ)研究的持續(xù)投入，鼓勵(lì)自由探索，敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論，勇于開(kāi)拓新的方向?！绷?xí)近平總書(shū)記的殷殷囑托，是戴瓊海團(tuán)隊(duì)最大的奮進(jìn)動(dòng)力。
既敢想，又敢為。如今，一公里外看清螞蟻、十億像素動(dòng)態(tài)視頻采集、活體全腦神經(jīng)成像……這些“瘋狂的想法”，正在戴瓊海團(tuán)隊(duì)手中逐步成為現(xiàn)實(shí)。
“從0到1”，能打硬仗
清華大學(xué)主樓三層，展示了團(tuán)隊(duì)近年來(lái)交叉科研創(chuàng)新重點(diǎn)成果，有些技術(shù)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域變革產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。
2005年，《科學(xué)》雜志發(fā)布全世界最前沿的125個(gè)科學(xué)問(wèn)題，其中第40個(gè)問(wèn)題是：能否制造完美的光學(xué)透鏡？“光線經(jīng)過(guò)不完美的光學(xué)透鏡會(huì)產(chǎn)生像差，導(dǎo)致成像模糊變形。近百年來(lái)，科學(xué)家們不斷設(shè)計(jì)出更多更復(fù)雜的鏡頭，但像差始終存在?！贝鳝偤Ｕf(shuō)。
“戴老師帶領(lǐng)我們逆向思考，跳出‘完美成像’依賴‘完美鏡頭’的原有思路，提出了元成像原理，建立了數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)架構(gòu)，即使經(jīng)過(guò)不完美的光學(xué)透鏡與復(fù)雜的成像環(huán)境，也能實(shí)現(xiàn)完美的三維光學(xué)成像。”團(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)光場(chǎng)成像研究的清華大學(xué)自動(dòng)化系助理教授吳嘉敏介紹，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)研制了“時(shí)—空—角”自適應(yīng)融合的元成像芯片。這一成果為解決光學(xué)像差這一百年難題開(kāi)辟了一條新路徑，顛覆了傳統(tǒng)成像模式，可廣泛應(yīng)用于天文觀測(cè)、生物成像、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。
一直以來(lái)，活體腦觀測(cè)儀器的研制始終受困于視場(chǎng)與分辨率之間的固有矛盾：微觀儀器可以分辨神經(jīng)元，但看不清全腦；宏觀儀器能看清全腦，但無(wú)法分辨神經(jīng)元。這一性能瓶頸，極大限制了腦科學(xué)、免疫學(xué)等前沿學(xué)科的突破。2012年，戴瓊海團(tuán)隊(duì)決定迎接這一挑戰(zhàn)。此后的6年間，團(tuán)隊(duì)成員披星戴月，幾乎住在了實(shí)驗(yàn)室?！拔覀冞@個(gè)團(tuán)隊(duì)最大的特點(diǎn)是能打硬仗，說(shuō)幾個(gè)晚上不睡覺(jué)就幾個(gè)晚上不睡覺(jué)，經(jīng)常第二天臉一洗就直接上班了。”團(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)智能成像研究的清華大學(xué)自動(dòng)化系助理教授喬暉說(shuō)。
功夫不負(fù)有心人，2018年，團(tuán)隊(duì)成功研制了全球視場(chǎng)最大、數(shù)據(jù)通量最高的顯微儀器——高分辨光場(chǎng)智能成像顯微儀器（“RUSH”）。
“與其他國(guó)家研制的儀器相比，‘RUSH’每秒能拍到百億像素，是國(guó)際上首個(gè)能實(shí)現(xiàn)小鼠全腦皮層范圍神經(jīng)活動(dòng)高分辨率成像的儀器?！眴虝熣f(shuō)，“RUSH”對(duì)推進(jìn)生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展，提升我國(guó)大型精密生物觀測(cè)科學(xué)儀器的研究和應(yīng)用水平，具有重大戰(zhàn)略意義。
