電子報(bào)
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為控制系統(tǒng)裝上安全運(yùn)行的大腦與慧眼———記國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)獲得者姜斌教授





  正常飛行的四旋翼突發(fā)執(zhí)行器故障,其中一個(gè)旋翼停止轉(zhuǎn)動(dòng),飛行器軌跡偏離,即將失控,這時(shí)故障診斷與容錯(cuò)控制系統(tǒng)立即介入,查找反饋故障信息,啟用容錯(cuò)控制器,飛行器恢復(fù)正常飛行……這是姜斌教授建設(shè)的飛行器健康管理實(shí)驗(yàn)室的演示場(chǎng)景。
  這一切的背后,都是對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷和容錯(cuò)控制的研究結(jié)果,姜斌和他的團(tuán)隊(duì)成員們就是這些研究算法的設(shè)計(jì)者。他常說(shuō):“無(wú)論是飛機(jī)、衛(wèi)星還是高鐵,我們的工作就是為其控制系統(tǒng)配備‘智能醫(yī)生’,及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題,保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。”
  開(kāi)展科研工作20多年來(lái),姜斌一直從事故障診斷與容錯(cuò)控制的研究工作,從一名年輕老師逐漸成長(zhǎng)為全國(guó)控制領(lǐng)域的知名學(xué)者。也正是憑借多年來(lái)對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的不懈探索與鉆研,姜斌團(tuán)隊(duì)獲得了國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的殊榮。海外歸來(lái) 選擇南航1995年6月,姜斌畢業(yè)于東北大學(xué)自控系,獲工學(xué)博士學(xué)位。1997年為天津大學(xué)副教授。為了學(xué)習(xí)、接觸更多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的前沿知識(shí),開(kāi)拓眼界,1998年起姜斌踏上海外進(jìn)修之路,分別在新加坡南洋理工大學(xué)、法國(guó)里爾科技大學(xué)、法國(guó)國(guó)家科研中心和美國(guó)路易斯安娜州大學(xué)做博士后和研究員。
  在積累了較為豐厚的科研經(jīng)驗(yàn)和研究成果后,姜斌開(kāi)始思考回國(guó)發(fā)展,用自己所學(xué)回報(bào)祖國(guó)。2003年10月,神舟五號(hào)載人飛船升空,將航天員楊利偉和一面具有特殊意義的中國(guó)國(guó)旗送入太空。祖國(guó)載人航天領(lǐng)域取得的巨大成就深深地影響了遠(yuǎn)在海外的姜斌,讓他看到了祖國(guó)航空航天事業(yè)飛速發(fā)展的巨大潛力。
  選擇南航這樣一所特色鮮明的國(guó)防院校,依托行業(yè)大背景發(fā)揮專(zhuān)長(zhǎng)報(bào)效祖國(guó),成為姜斌重點(diǎn)考慮的方向之一。2004年6月,經(jīng)過(guò)多次的交流和溝通,他啟程回國(guó),加入南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,成為自動(dòng)控制系的一名教授。在一次講座中,當(dāng)學(xué)生向他詢問(wèn)為什么回國(guó)發(fā)展時(shí),他直截了當(dāng)?shù)鼗卮穑骸帮L(fēng)景國(guó)內(nèi)獨(dú)好!回國(guó)后,真切地感受到了國(guó)家的飛速發(fā)展,對(duì)科研工作者的重視和支持。我們更應(yīng)該努力工作,不辜負(fù)祖國(guó)的期望?!辈W(xué)多才,潛心科研姜斌經(jīng)常說(shuō):“如果不了解學(xué)術(shù)發(fā)展的前沿,就無(wú)法做好科研工作?!弊哌M(jìn)姜斌的辦公室,一進(jìn)門(mén)就能看到一個(gè)書(shū)架,書(shū)架上整齊有序地?cái)[放著厚厚的科研書(shū)籍,書(shū)桌上擺滿了近期閱讀查閱的資料。無(wú)數(shù)個(gè)夜晚,辦公室里亮著燈,他總是在科學(xué)的海洋中遨游,汲取最前沿的知識(shí)。
  姜斌一直專(zhuān)注于自己科研的領(lǐng)域。年復(fù)一年,日復(fù)一日,他很少有休息日。無(wú)數(shù)個(gè)夜晚,學(xué)生們離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室,卻總能看到他辦公室還亮著燈光,無(wú)數(shù)個(gè)太陽(yáng)剛升起的早晨,學(xué)生們踏進(jìn)實(shí)驗(yàn)室也能見(jiàn)到他的身影。無(wú)論身處何地,無(wú)時(shí)無(wú)刻,學(xué)習(xí)鉆研和勤于思考是他從學(xué)生時(shí)代就養(yǎng)成的好習(xí)慣。
  2013年姜斌被評(píng)為教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授,這是對(duì)他多年研究工作的肯定,但在科學(xué)研究的世界里他并沒(méi)有止步于此,而是更加努力地鉆研。故障診斷的理論研究是枯燥的,更多的時(shí)候需要演算推導(dǎo)一個(gè)個(gè)公式,做一次次仿真驗(yàn)證,姜斌從來(lái)都是一絲不茍,不厭其煩。他常說(shuō):“只有耐得住寂寞,才能取得好的研究成果。”每次申報(bào)國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目時(shí),姜斌都會(huì)反復(fù)斟酌申報(bào)書(shū)的內(nèi)容。項(xiàng)目答辯前夕,總能看到他和團(tuán)隊(duì)師生一起奮戰(zhàn)的身影。他用專(zhuān)心致志詮釋著對(duì)專(zhuān)業(yè)的投入、對(duì)科研的熱愛(ài)。教書(shū)育人 良師亦益友“教書(shū)育人始終是教師的第一職責(zé)?!币恢币詠?lái),姜斌堅(jiān)守教學(xué)第一線,親自為本科生教授 《自動(dòng)控制原理》,為學(xué)生們打開(kāi)神奇的控制世界之門(mén)。無(wú)論科研業(yè)務(wù)和學(xué)院的管理工作多么繁重,他始終重視學(xué)生的每一堂課、每一個(gè)問(wèn)題,他經(jīng)常說(shuō):“老師是因?yàn)閷W(xué)生而存在,如果上不好課,就稱不上一個(gè)好老師。”同一門(mén)課程,他每年都會(huì)重新備課,他常說(shuō):“教學(xué)要與時(shí)俱進(jìn),適應(yīng)學(xué)生新的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律。”
  每年想保送到姜斌課題組讀研的學(xué)生較多,他們往往是在課堂上就被姜斌的博學(xué)多識(shí)、風(fēng)趣幽默所吸引。在為研究生開(kāi)設(shè)的《Nonlinearcontrolsystems》課上,姜斌經(jīng)常會(huì)結(jié)合自己留學(xué)以及參加國(guó)際會(huì)議的所見(jiàn)所聞,拓展控制技術(shù)前沿知識(shí),提倡學(xué)生走上講臺(tái),用英文和大家交流預(yù)習(xí)的課堂知識(shí),盡可能地為學(xué)生們提供鍛煉和展示的平臺(tái)。
  姜斌目前已經(jīng)指導(dǎo)博士生近40名、碩士生100余名。他盡心盡力地教導(dǎo)、鼓勵(lì)和幫助課題組的每一位研究生。對(duì)于研一新生,他會(huì)手把手教授文獻(xiàn)檢索的方法,幫助學(xué)生盡快適應(yīng)研究生階段的學(xué)習(xí)生活。他還會(huì)親自挑選自己書(shū)架上的珍貴藏書(shū)借給學(xué)生閱讀,定期組織交流,為學(xué)生們尋找研究方向。對(duì)于高年級(jí)的研究生,姜斌會(huì)不厭其煩地指導(dǎo)學(xué)生論文寫(xiě)作,教導(dǎo)學(xué)生科研過(guò)程中要嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、務(wù)實(shí)。學(xué)生們?cè)φ?,“送給姜斌老師審閱的文章,自己至少要修改五、六稿才敢拿出手”。無(wú)論工作再繁忙,姜斌都會(huì)第一時(shí)間審閱收到的學(xué)生論文。有時(shí)候,五點(diǎn)鐘出差從外地回來(lái),七點(diǎn)鐘已經(jīng)坐在辦公室審閱論文了。每當(dāng)學(xué)生收到寫(xiě)滿批注的論文修改意見(jiàn)時(shí),都會(huì)驚訝于導(dǎo)師的認(rèn)真與嚴(yán)謹(jǐn),細(xì)致到連標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的使用不當(dāng)都會(huì)被批注出來(lái)。
  姜斌的一位研究生在畢業(yè)論文的致謝里這樣寫(xiě)到,“猶記得在我剛進(jìn)入南航時(shí),姜老師就請(qǐng)我吃飯,告誡我讀博士的種種事宜。這些年在姜老師身邊,始終能感受到他努力向上的精神品質(zhì)?!痹诮蟮闹笇?dǎo)下,團(tuán)隊(duì)里的學(xué)生也逐漸在科研領(lǐng)域嶄露頭角,取得了很多杰出成果:2016年、2017年,他指導(dǎo)的博士畢業(yè)生先后獲得國(guó)家優(yōu)秀青年基金、江蘇省杰出青年基金和“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才。
  學(xué)習(xí)科研之余,姜斌在平時(shí)的生活中也非常關(guān)心學(xué)生。“把身體鍛煉好,才能更好地進(jìn)行科研工作?!薄耙魳?lè)是解壓的良藥?!彼?jīng)常跟學(xué)生這么說(shuō)。所以,周末有空時(shí),他喜歡和學(xué)生們一起打乒乓球;還喜歡和學(xué)生們一起唱歌,在美妙的歌聲中讓身心得到放松。姜斌最喜歡唱的一首歌是《敢問(wèn)路在何方》,他經(jīng)常借這首歌的歌詞教導(dǎo)學(xué)生,“所有的路都在我們腳下,不論是科研路還是人生路,我們都要持之以恒地走下去?!眲?chuàng)造平臺(tái) 團(tuán)隊(duì)共發(fā)展“故障診斷與容錯(cuò)控制”一直是控制領(lǐng)域的國(guó)際前沿方向,也是熱點(diǎn)和難點(diǎn),姜斌用自身的學(xué)術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)和人格魅力吸引了一批有才華的教師加入了 “故障診斷與容錯(cuò)控制”團(tuán)隊(duì),團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有教授5名、副教授4名、講師3名、博士后2名。大家相處融洽、合作緊密。
  隨著科研的不斷深入,姜斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后打造了高鐵容錯(cuò)控制實(shí)驗(yàn)室、先進(jìn)飛行器健康管理實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)與控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室等科研平臺(tái)。其中,先進(jìn)飛行器健康管理技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)與控制實(shí)驗(yàn)室,作為重要組成部分,分別獲批工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、江蘇省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。目前,團(tuán)隊(duì)主持國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃項(xiàng)目、江蘇省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、航空科學(xué)基金、航天預(yù)研基金等多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)科研項(xiàng)目和橫向合作科研項(xiàng)目。
  姜斌曾:“一個(gè)團(tuán)隊(duì)一定要有國(guó)際化的元素”,他經(jīng)常邀請(qǐng)海外教授來(lái)校舉辦講座,先后舉辦了第二屆IEEE導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議,第三屆無(wú)人飛行器系統(tǒng)自主控制前沿論壇等一系列學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。他還一直積極推動(dòng)海外高層次人才和青年優(yōu)秀人才的引進(jìn)工作,利用國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議的交流機(jī)會(huì),經(jīng)過(guò)多次拜訪、洽談,吸引了美國(guó)的陶鋼教授、澳大利亞的石碰教授、加拿大的張友民教授等海外高端科技人才來(lái)南航工作,并先后從香港、英國(guó)、法國(guó)等地引進(jìn)了數(shù)位優(yōu)秀海外青年人才,優(yōu)化了團(tuán)隊(duì)的人才結(jié)構(gòu),促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)的國(guó)際化發(fā)展,使得團(tuán)隊(duì)的科研創(chuàng)新能力得到很大的增強(qiáng)。
  團(tuán)隊(duì)成員楊浩老師回憶說(shuō),他讀碩期間,在姜斌的引領(lǐng)下進(jìn)入了容錯(cuò)控制這個(gè)對(duì)他來(lái)說(shuō)完全陌生而又充滿好奇的領(lǐng)域,并在國(guó)際化的團(tuán)隊(duì)中全面而深入地學(xué)習(xí),打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。多年來(lái),團(tuán)隊(duì)里濃厚的科研氛圍和優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源也為他從一名研究生成長(zhǎng)為一名青年博導(dǎo)提供了有力保障,他一直感恩姜教授和團(tuán)隊(duì)對(duì)自己的幫助,也在盡自己努力為團(tuán)隊(duì)奉獻(xiàn),讓團(tuán)隊(duì)越來(lái)越好。
  數(shù)十年的堅(jiān)持和奮斗,成就了如今的碩果累累、桃李滿園。每每談及此,姜斌總是強(qiáng)調(diào)多方合力給予自己的支持。他常說(shuō),此次國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)的獲得充分體現(xiàn)了黨和國(guó)家及各級(jí)主管部門(mén)的支持,是我校良好的學(xué)術(shù)環(huán)境和團(tuán)隊(duì)集體智慧的結(jié)晶?!澳虾绞俏野l(fā)展的大舞臺(tái),特別感恩學(xué)校、科研院、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和同事們對(duì)我的大力支持、鼓勵(lì)和指導(dǎo)。一個(gè)人獨(dú)行可以走得很快,但是一群人結(jié)伴而行才會(huì)走得更遠(yuǎn)?!?br>  姜斌也常借此勉勵(lì)團(tuán)隊(duì)的師生:榮譽(yù)屬于團(tuán)隊(duì)里每一位勤奮努力、辛苦付出的師生;一定要常懷感恩之心,奮力拼搏,抓住國(guó)家大力提倡科技創(chuàng)新的大好機(jī)遇,進(jìn)一步凝練研究目標(biāo)和方向,加倍努力,奮勇向前,在故障診斷與容錯(cuò)控制領(lǐng)域取得新的突破和研究進(jìn)展,產(chǎn)出更多科技成果,服務(wù)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,特別是航空航天發(fā)展的重大需求。
  二十余年潛心科研,筆耕不輟,二十余年春風(fēng)化雨,跋山涉水,二十余年探索前沿,追求卓越,姜斌和他的團(tuán)隊(duì)一直在路上!