青年女科學(xué)家杜蘭：打造“智能化”大國利器

　　“獨(dú)創(chuàng)”“最早”“發(fā)明人”……西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院教授杜蘭正在“雷達(dá)目標(biāo)識別”研究領(lǐng)域穩(wěn)步前進(jìn)。她的團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)性地最早提出了高分辨雷達(dá)回波統(tǒng)計(jì)識別框架；她最早將貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于雷達(dá)目標(biāo)識別；2014年，她以第二發(fā)明人獲得國防技術(shù)發(fā)明一等獎，2015年，又以第二發(fā)明人獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎；2017年2月，她榮獲第十三屆“中國青年女科學(xué)家獎”。

　　杜蘭人如其名，如空谷幽蘭，素凈淡雅。不管是為人師表，傳道授業(yè)，還是作為科學(xué)家，埋頭實(shí)驗(yàn)，亦或是接受采訪，談及科研成果，她總是一副溫柔舒雅的姿態(tài)，舉止斯文，從容自然，讓人心生親近之意。

　　誰也不會想到，這位80后木蘭一樣的女子，正在從事著雷達(dá)信號領(lǐng)域最為困難的研究方向之一——雷達(dá)目標(biāo)識別技術(shù)，并且一做就是10余年。

　　十余載潛心鉆研 攻堅(jiān)“雷達(dá)智能化”

　　西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授 杜蘭

　　從20世紀(jì)30年代起，用電磁波探測目標(biāo)的雷達(dá)技術(shù)逐步被應(yīng)用于防空。雷達(dá)最基本的功能，是對目標(biāo)進(jìn)行檢測、跟蹤、成像和識別，而在這四個(gè)基本功能中，識別功能是真正使雷達(dá)能夠判斷目標(biāo)屬性、在戰(zhàn)時(shí)提升軍隊(duì)信息獲取能力的重要功能。早在20世紀(jì)80年代雷達(dá)目標(biāo)識別就被美國列為國防關(guān)鍵技術(shù)，受到美國等發(fā)達(dá)國家的高度重視。

　　據(jù)杜蘭介紹，從本科畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)開始接觸了雷達(dá)目標(biāo)識別，到后來長期的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)中，她逐漸了解到雷達(dá)目標(biāo)識別是一個(gè)很小眾的科研方向，在我國專門負(fù)責(zé)這塊領(lǐng)域的科研人員寥寥無幾。但是不可否認(rèn)的是，雷達(dá)目標(biāo)識別研究雖難，卻是當(dāng)時(shí)非常重要的軍事技術(shù)。而讓雷達(dá)識別目標(biāo)的過程更加智能，這在當(dāng)時(shí)的中國，是最具挑戰(zhàn)性的研究方向，是一個(gè)不同學(xué)科間的“交叉地帶”。對于雷達(dá)智能化這一項(xiàng)目，她解釋道：“智能化的雷達(dá)和人工智能有些相似。不但能探測、跟蹤目標(biāo)，還能進(jìn)一步判斷目標(biāo)的屬性。”

　　在師從保錚院士期間，杜蘭接觸到這一新興并充滿挑戰(zhàn)的領(lǐng)域�！半m然讀博期間取得了一些成績，但是，博士快畢業(yè)時(shí)更多的卻是危機(jī)感和瓶頸感，”杜蘭坦承，“我們在雷達(dá)信號處理方面的研究是有優(yōu)勢的，但在機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識別方面還有很大欠缺。要想讓雷達(dá)目標(biāo)識別研究更進(jìn)一步，在結(jié)合雷達(dá)回波特性的基礎(chǔ)上，還需要具備最新的機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識別方面的知識�！背鲇谶@個(gè)原因，2007年9月，她前往美國杜克大學(xué)進(jìn)行博士后訪問學(xué)習(xí)。她所在的Lawrence Carin教授研究小組做的是基礎(chǔ)的貝葉斯統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)研究。正是這段時(shí)間，杜蘭逐漸意識到讓雷達(dá)具有更好的“學(xué)習(xí)”乃至“思考決斷”的能力，才是讓雷達(dá)智能化的關(guān)鍵。

　　收獲累累碩果 蘭花依舊淡淡香

　　杜蘭證件照

　　為了實(shí)現(xiàn)雷達(dá)智能化，杜蘭選擇“貝葉斯機(jī)器學(xué)習(xí)”這一陌生的領(lǐng)域作為自己博士后期間需要攻克的新難關(guān)。她最早將貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于雷達(dá)目標(biāo)識別，重點(diǎn)解決了小樣本學(xué)習(xí)和噪聲穩(wěn)健兩個(gè)關(guān)鍵性的工程應(yīng)用問題。

　　這是一個(gè)理論與實(shí)際反復(fù)磨合的過程。雷達(dá)目標(biāo)識別不僅僅是理論問題，同時(shí)也涉及到系統(tǒng)工程問題。盡管有先進(jìn)的理念作為支撐，在不同雷達(dá)平臺上應(yīng)用過程中，理論和實(shí)際的結(jié)合衍生出了不同的新的問題�；貒�后，杜蘭和她的團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，經(jīng)過在設(shè)備上調(diào)試、數(shù)據(jù)處理、再調(diào)試、再改進(jìn)等一系列反復(fù)而漫長的過程，最終在國內(nèi)首次將目標(biāo)分類方法應(yīng)用到了型號雷達(dá)系統(tǒng)中。這一成果為提升我國現(xiàn)有裝備的信息獲取能力作出了突出的貢獻(xiàn)，她也因此榮2015年國家技術(shù)發(fā)明二等獎，

　　十余載潛心鉆研，十余載領(lǐng)頭創(chuàng)新，杜蘭和她的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷過無數(shù)失敗，遭受過嚴(yán)重挫折，更收獲了一個(gè)個(gè)喜人成果，實(shí)現(xiàn)了階段性成功。她們不僅在雷達(dá)目標(biāo)識別方面取得突破，在貝葉斯方法理論研究、圖像處理、生物信號分析、智能交通管理等其他應(yīng)用方面也備受關(guān)注。 然而這位人淡如蘭的科研工作者，每每談到目前已經(jīng)取得的科研成果，總是目光清澈，虔誠謙恭。她微笑著說道：“談不上成就，只能說取得了一些進(jìn)展，這要十分感謝保錚老師的指導(dǎo)和引領(lǐng)。保老師教會我最基本的科研方法，首先是物理概念，其次是數(shù)學(xué)算法，還有歸納總結(jié)的能力以及做科研的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。”

　　科學(xué)家不分性別 巾幗不讓須眉

　　圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

　　研究雷達(dá)目標(biāo)識別技術(shù)，時(shí)至今日仍然是一項(xiàng)十分艱苦的工作。相比于在實(shí)驗(yàn)室的理論研究，杜蘭需要經(jīng)常去實(shí)驗(yàn)場所從事與研究所合作的工程應(yīng)用類項(xiàng)目。有些試驗(yàn)場條件異常艱苦，曾被認(rèn)為不適合女性參加，但杜蘭都樂于前往，從不說苦叫累。

　　“無論是在求學(xué)讀書的時(shí)候，還是工作以后，我都不曾因?yàn)樽约菏桥�性就對工作降低要求。其�?shí)女性與男性的智力水平在生物學(xué)意義上并不存在本質(zhì)差異，只是在科研領(lǐng)域，如果要做到和男性同行一樣好，女性就要付出更多。對我而言，雷達(dá)目標(biāo)識別這個(gè)研究方向很重要，而我們現(xiàn)在還有很多問題沒有解決，做的還不夠好，所以，我不會放棄，也不覺得苦�！倍盘m堅(jiān)定的說。

　　博士階段自己學(xué)會了基本的科研方法，博士后階段學(xué)會了如何把握理論前沿，回國工作以來，自己在理論和應(yīng)用相結(jié)合的研究中不斷成長鍛煉，

　　對于杜蘭來說，每一步都是新的挑戰(zhàn)，每一次成績的背后都是堅(jiān)持的力量。最近初為人母的對事業(yè)和家庭的平衡有了新的感悟，身份角色的改變也讓她對自己的人生有了新的理解。她在感激家人和同事給自己的支持與鼓勵的同時(shí)，也希望更多的人關(guān)注和理解女科研工作者，使她們可以更加堅(jiān)定不移地追逐自己的科研夢想。