79岁那年,这位中南大学教授决定追逐AI医疗梦

作者: 李成平 2022-05-11 10:00
专家介绍


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专家简介:中南大学自动控制工程系教授,中国人工智能学会原副理事长,国际导航与运动控制科学院院士,IEEE Life Fellow。中国人工智能最高奖——吴文俊智能科学技术将成就奖得主。主要从事AI、智能系统、智能控制、智能机器人研究,为我国AI科学技术的发展做出重要贡献,被誉为“中国智能控制学科的奠基者”、“中国智能机器人学学科创始人”和“中国人工智能教育第一人”。2003年,蔡自兴荣获全国首届高等学校国家教学名师奖。

 

研究方向:AI、智能系统、智能控制和智能机器人。

 

研究成果:从事科教研究30多项,获国际奖励2项,全国奖励1项,省部级一等奖1项,二等奖1项,三等奖2项,省优秀论文一等奖5项,二等奖1项,其它奖励4项。获首届国家级教学名师奖、徐特立教育奖、吴文俊人工智能科技奖成就奖等。2003年起主持与合作国家自然科学基金重大专项项目。作为相关学科的学术带头人之一,他的一些研究成果在国内外居于领先地位。

 

蔡自兴教授84岁了,但“退休”仍然是件很遥远的事情。


在80岁之前,蔡自兴基本全年无休,并且每天工作到22点后才休息。迈入耄耋之年后,他似乎察觉到应该慢下来,白天的工作规划不变,只是晚上会打开电视,“看看年轻人在看什么。”


在工作时间之余,他喜欢跑步。从初中开始,每天都坚持跑步,下雨下雪也不例外。即使年龄往上攀登,他仍然保持着早起运动的习惯。他说:“想刻苦努力,身体不好,学习效果就不好。”


早饭后,他会在家中书房开启一整天的工作。虽已离校多年,他也时常会回到中南大学,回到那个见证他将半生心血倾注在AI事业上的地方。


1962年,24岁的蔡自兴自西安交通大学电机工程系工业电气化与自动化专业毕业后,由国家统一分配到中南矿冶学院(今中南大学)开展教学科研工作,一直到2017年退休。之后,他将工作重心放在了写书、学术交流和自兴人工智能这一科技创业上。现在,他仍然保持着每年都出版1-2本书的节奏,仅2021-2022两年间便出版了两本AI英文著作。


从1983年与AI结缘起,蔡自兴已沉迷该领域40年了。于他而言,“年轻态”一直是一个与年龄无关的概念。他说,虽然这么大岁数了,还是想工作,“自己半辈子都给了AI,现在AI大潮来了,我还可以为国家做点力所能及的事。”显而易见,当年蔡自兴选择AI专业时,AI市场尚未成型。不过,彼时的他坚信,“这项发展中的技术必将为中国的建设发挥重要作用。”


从辍学少年到中南大学教授


1950年,蔡自兴小学毕业后考取了福建省立莆田中学。上了一个学期,他因家庭拮据而辍学回家务农,种地放牛、割草挑柴,“有时还要三更半夜下海收牡蛎、打渔捞虾。”少年时的劳动经历锻炼出坚韧的品格,无形之中影响着蔡自兴的人生道路。


蔡自兴的人生第一个重要转折点发生在1952年。在县农民协会的证明和支持下,蔡自兴获得国家人民助学金资助,得以继续学习,并于1957年成为交通大学(现西安交通大学)电机工程系工业电气化与自动化专业的一名大学生。

 

青年时的蔡自兴很能吃苦。大学生涯正值三年困难时期,粮食定量减半,他也经常处于饥饿状态。生活拮据的蔡自兴因为购不起火车票,大学五年都未曾回家一次。彼时,学校处于半停课状态,下午、晚上无课可上。但蔡自兴仍然制定了严格的学习计划,一直研读专业书籍。为了读懂一些学术原著,他甚至还自学了德语,能够阅读德文资料。而这种坚定的品性,一直陪伴着他之后的工作和生活。


1962年大学毕业后,蔡自兴由国家统一分配,前往中南矿冶学院(今中南大学)任教,承担机电系、自动化系和自动控制工程系的教学和科研工作,历任助教、讲师、副教授和教授,为中南工业大学自动控制系和信息工程学院的学科建设作出了突出贡献。


据蔡自兴教授的助理刘香永介绍,蔡自兴常说“教书只是手段,育人才是目的,对学生要像对子女一样,以爱心关注学生的成长,以责任心严格要求学生学好知识,搞好研究。”2008年是蔡自兴授课最多的一年。70岁的蔡自兴同时教授四门课程,其中有一门课还是全程录像。蔡自兴的一位博士生回忆,“他讲课风趣幽默,不局限于课本,却又规范、系统化,而且是汉英双语多媒体教学,非常生动,很受学生喜欢。”


说起自己的父亲,毕业于中南大学自动化专业的蔡昱峰倒起了“苦水”:“他是一位典型的学者,把精力都放在教书和科学研究上,即便我大学是他的学生,也没有获得‘特殊资源’。”蔡昱峰回忆,从小到大,父亲都很少干涉他兄弟俩的学习和工作想法。“他很支持我们自己做决定。虽然他希望我们跟随他的脚步,走AI研究的道路,但从未强求我们。”


2003年,为了表彰蔡自兴在教学上的突出贡献,国家教育部授予他首届全国高等学校"国家教学名师",宝钢教育基金会于同年授予他全国优秀教师奖特等奖,湖南省人民政府于2009年授予他徐特立教育奖。

 

“下半辈子就干AI这件事”


蔡自兴与AI结缘于1983年的首次赴美留学。


蔡昱峰回忆,出国留学对英语要求很高,而蔡自兴的英语水平基本为零。他中学和大学学习的是俄语,后来自学了德语,现在出国留学又要求会英语。


对于一位已经40岁的中年人而言,要在短期内把英语学到出国水平,可不是一件容易的事。“他相信天道酬勤,也是一个不服输的人。那段时间他每晚都拿一个板凳坐在小厨房里读英语。”夜以继日的学习,使他的英语水平也从“两不懂”(双方互相听不懂)到能够自然地用英语与外国专家交流,并为留学生授课。


1983年5月至1985年6月间,蔡自兴前往美国内华达大学电气工程与计算科学系机器人研究中心学习机器人学,后转到普渡大学,师从“国际模式识别之父”、美国国家工程科学院院士傅京孙教授,以及国际知名机器人学专家保罗(Paul)、陆漾生等教授,主修AI和机器人学。访问学者本可只进修一门学科或课程,但蔡自兴选择了同时学习两门学科,并将AI基本理论与技术应用在机器人学研究,于1984年在国际上率先提出机器人规划专家系统,实现了AI专家系统与机器人规划技术的结合


同时,蔡自兴也心系国内教育,在傅京孙教授的合作与指导下,与徐光祐教授一道,编著了《AI及其应用》教材,并于1987年9月在清华大学出版社问世,成为我国首部具有自主知识产权的AI著作。时任国务委员兼国家科委主任宋健指出:“我深信,以AI和模式识别为带头的这门新学科,将为人类迈进智能自动化时期做出奠基性贡献。”


学成回国后,蔡自兴先后开设了AI、智能控制、机器人学、机器人控制、智能系统原理与应用等课程。这一时期,他的科研成果井喷,先后出版《机器人原理及其应用》、《智能控制》这两部相关领域首部系统著作,填补了国内出版空白及研究和教学急需。此外,智能控制四元交集结构理论、进化控制的思想和体系结构、智能科学学科体系的初步框架和学科特征、机器人学基本结构以及AI的核心要素等一系列基础理论被提出,为我国和国际AI科学技术的发展做出了重要贡献。


蔡自兴说,作为老一代AI人,要发挥自己的基础和优势,力所能及地多做事。数年来,他一方面通过大会报告或文章的形式,向全国读者和听众传播AI的基础知识,并进一步修订AI、智能控制、智能机器人学等专著/教材,继续向全国提供著作教材。2018年,蔡自兴还发表了科普长篇小说《探秘机器人王国》,向广大读者特别是青少年传播普及机器人学和AI知识。


另一方面,他也未曾放弃AI的基础研究,撰写并在国外出版AI英文专著,为国内外AI的研究与发展做出新贡献。2021年5月,蔡自兴耗时两年,近600页的AI英文专著《Artificial Intelligence:From Beginning to Date》(《AI:探古论今》)由世界科技出版社(WSP)出版。2022年,他的差不多同样厚的机器人学英文专著《Robotics:From Manipulator to Mobilebot》(《机器人学:从机械手到移动机器人》)也在国外问世


60年的科研和教学生涯,蔡自兴及其科研团队撰写与发表了1000多篇关于AI和机器人学的论文,编著与出版了50多部AI和机器人学的著作。


为了避免纸上谈兵,切实将AI技术应用于实践,自2003年起,蔡自兴团队开展了一系列重大科技项目,涉及国家自然科学基金重点项目和重大专项研究。比如,和国防科大、吉林大学联合开展了长达15年(2003-2017)的无人驾驶的科研项目。这也是国内最早最具代表性的无人驾驶项目之一,曾经在国内夺得多个第一。2014年,蔡自兴获得了第四届吴文俊AI科技奖"成就奖"。

 

79岁与智慧医疗结缘:父子两代人的AI梦


2014年11月,蔡昱峰陪同蔡自兴去上海领取吴文俊AI科技奖成就奖。蔡昱峰倍感自豪的同时也感受到了父亲的坚持。“近40年,蔡老师的AI研究都像坐在‘冷板凳’上,许多研究AI的同行都放弃AI而转移到了其他领域,只有他坚持下来了。”也是在这之后,将父亲数十年的研究成果产业化的念头开始扎根在了蔡昱峰的心中。


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蔡自兴教授与蔡昱峰合照


得知儿子有志AI领域创业,蔡自兴心里十分高兴,“他能够延续我坚持了40多年的事业。”2015年,蔡自兴带着蔡昱峰,到中国科大、中科院智能机械研究所、上海交大、上海大学、北航、清华、北大和华中科大等国内AI领先团队调研与学习,“让他去看看别人在做什么,跟这些牛人多取取经。”


“这些团队都给了我很多中肯建议,比如北航王田苗教授说的高壁垒意识让我受益匪浅。”在跟随高校团队学习一年之后,蔡昱峰牵头成立了自兴人工智能研究院,蔡自兴担任首席科学家。得益于蔡自兴在行业内的影响力,自兴人工智能团队快速集聚了一批AI领域的高素质人才,且多数人都曾受教于蔡自兴。


2016年的“人机大战”,让蔡自兴意识到,AI时代来了。2016-2017年,蔡自兴连续组织召开湖南省第一届和第二届AI高峰论坛。在第二届论坛上,遗传学与生殖医学专家,中信湘雅生殖与遗传医院院长卢光琇教授作为参会嘉宾即兴做了15分钟的“AI+医疗”演讲。她声情并茂地讲述了AI将对生殖遗传领域带来的作用。


会后不久,双方宣布成立了“光琇-自兴智能医疗联合实验室”,开展针对人类染色体中期图像智能处理等研究。


人类染色体核型分析是以分裂中期染色体为研究对象,根据染色体的长度、着丝点位置、长短臂比例、随体的有无等特征,并借助显带技术对染色体进行分析、比较、排序和编号,根据染色体结构和数目的变异情况来进行诊断。目前,医学界已发现了近万种人类染色体数目异常和结构畸变,100余个染色体病综合征。染色体病已然成为导致自然流产和出生缺陷最常见的原因之一,发病率占到了50%。染色体核型分析技术已经广泛应用于各大医院检验科、血液科、妇产科、生殖中心、计划生育研究所、职业病防治所以及高校和科研院所等单位。


目前,自兴人工智能研发的AI染色体核型分析系统,经过超400万张的染色体图片的数据测试,全自动识别准确率超过98%,将原本需要25天的工作量压缩到了1天内,节省了近90%的工作时间。通过AI染色体核型分析系统发放辅助诊断报告超过30万例,已在全国100余家大三甲医院实现了业务替代。


自兴人工智能荣誉不断,获评“工信部2018年AI与实体经济融合创新项目”,以及“湖南省科技厅2019年度战略性新兴产业科技攻关与重大科技成果转化项目”。2020年底,自兴染色体核型智能分析系统取得第二类医疗器械注册证,其自主研发的染色体扫描仪也将于今年5月拿到二类医疗器械注册证,即将投放市场


今后,自兴人工智将会围绕染色体核型分析,逐步打通染色体全产业链,为医疗客户提供最专业最全面的智能染色体核型分析技术服务。


与父亲侧重AI学术和科研相比,自兴人工智能创始人蔡昱峰更侧重于AI的应用与产业化。蔡昱峰认为,这一差别与两人的成长轨迹和所处的时代背景有关。“大学毕业后,我一直在商业世界,而父亲始终沉浸在学术科研。当我决定创业的时候,AI也已经来到了产业化的时间窗口。”而自兴人工智能的成立,则将二人的优势实现了互补结合。


回顾来看,AI行业在2016年以前发展太慢。以至于大多数从业者都失去了耐心,离开这个赛道。蔡自兴没有好的办法去改变大环境,只能带着自己的学生们选择坚持,坚守在AI领域,不断在学术科研方面积累力量,等待时机成熟。而2016以后随着AlphaGo事件,AI行业好像一下子被引爆,大家对AI的关注和期待一下高了起来,加入进来的人与机构也越来越多,可谓是烈火朝天。


从2020年以来,整个AI行业的发展并没有如很多人预期的那么快,行业经历了一个去泡沫的过程,于是不少人再次唱衰AI行业。对于这一点蔡自兴心态很平和:“我对AI行业的未来一直保持乐观,这些年我们通过产业实践已经证明今天的AI技术能够在提高效率、降低成本等方面创造明显的价值。在过去的30多年里,我的书籍影响了近百万的从业者,未来的30年,希望自兴人工智能的医疗产品能够服务于全球亿万患者,践行我们AI为人民服务的使命。AI产业化的大潮已经到来,用2-3年的眼光看可能会感觉很缓慢,但是用10年的眼光看它的发展速度飞快!”

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李成平

医疗信息化领域观察者

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