| 編者按 |

最近一則“太空出差三人組”平安凱旋的消息刷爆網(wǎng)絡(luò)，不僅標(biāo)志著神舟十三號(hào)載人飛行任務(wù)取得圓滿成功，而且也引發(fā)了大眾對(duì)航天事業(yè)的再次關(guān)注。本期做客Light人物的嘉賓是一位名副其實(shí)的“星際探索者”，從業(yè)20多年來，她參與了眾多國際空間大科學(xué)計(jì)劃，她讓人工智能機(jī)器人技術(shù)延伸成為人類探索宇宙奧秘的另一助手。不僅如此，作為女性她參與多項(xiàng)旨在推動(dòng)促進(jìn)女性在科學(xué)技術(shù)等方面的教育職業(yè)類活動(dòng)，她就是榮獲木蘭獎(jiǎng)的高揚(yáng)教授。

在科研上，她在英國薩里大學(xué)建立并領(lǐng)導(dǎo)STAR-LAB，讓女性在空間探索領(lǐng)域大放異彩，引領(lǐng)空間新技術(shù)發(fā)展的不斷跨越；在期刊上，她作為Journal of Field Robotics的主編，不斷促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的包容性和連接性；她注重產(chǎn)學(xué)研三驅(qū)動(dòng)齊頭并進(jìn)，搭建人才培育“快車道”。那么她和Light之間有著怎么樣的故事呢？她對(duì)科研有著怎樣獨(dú)到的見解呢？下面請(qǐng)跟隨Light科學(xué)編輯一起探索太空，來一場(chǎng)說走就走的外太空之旅。

高揚(yáng)教授，來自英國薩里大學(xué)，世界著名的空間機(jī)器人專家，機(jī)器人領(lǐng)域頂尖期刊Journal of Field Robotics的主編，在太空等極端環(huán)境下的人工智能研發(fā)方面有超過20年的經(jīng)驗(yàn)。她是英國工程技術(shù)學(xué)會(huì)（IET）會(huì)士及英國皇家航空學(xué)會(huì)（RAeS）會(huì)士。2008年，她被《泰晤士報(bào)高等教育》評(píng)為英國十大對(duì)其學(xué)科做出重大貢獻(xiàn)的杰出青年學(xué)者之一，并因其在科學(xué)、技術(shù)和工程方面的貢獻(xiàn)于2019年獲得“木蘭獎(jiǎng)”。

她曾擔(dān)任歐洲航天局（ESA）、英國航天局、歐洲委員會(huì)、英國研究創(chuàng)新中心、英國皇家工程院以及公司資助的國際和國家級(jí)合作項(xiàng)目的首席研究員（PI）。高揚(yáng)教授還積極參與ESA ExoMars、Proba3和VMMO、英國MoonLITE/MoonRaker項(xiàng)目，以及和中國科學(xué)院合作深度分析嫦娥3號(hào)月球車采集的數(shù)據(jù)等真實(shí)的太空任務(wù)。

她的科研團(tuán)隊(duì)或成員在其領(lǐng)導(dǎo)下，也獲得了許多國際認(rèn)可或獎(jiǎng)項(xiàng)，包括2013年國際宇航聯(lián)合會(huì)埃德蒙·布倫銀牌，2016年COSPAR優(yōu)秀論文獎(jiǎng)，2017年UKSEDS月球車比賽一等獎(jiǎng)，2018年歐洲航天局SysNova挑戰(zhàn)賽聯(lián)合冠軍，2019年IEEE/ASME-AIM最佳論文獎(jiǎng)入圍，2019年歐洲航天局-斯坦福聯(lián)合挑戰(zhàn)賽全球前三名，或是2020年IEEE-ICRA太空研討會(huì)的Wiley海報(bào)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

| 問與答（Q&A）|

采訪嘉賓：高揚(yáng)（英國薩里大學(xué)）

采訪人：王卉

原文信息：Wang, H. Light People: Professor Yang Gao. Light Sci Appl 11, 193(2022)

原文地址：https://www.nature.com/articles/s41377-022-00869-7

—— 1 ——

Q：作為世界著名的太空機(jī)器人專家，您能簡(jiǎn)要介紹一下您的研究方向和內(nèi)容嗎？

A：我的科研工作專注于機(jī)器感知、機(jī)器學(xué)習(xí)、視覺導(dǎo)航和仿生機(jī)制等方向，以及相關(guān)科技在極端環(huán)境里的應(yīng)用。我和我團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目有歐洲航天局、英國航天局、歐洲委員會(huì)、英國研究創(chuàng)新、皇家工程院以及工業(yè)公司資助的國際或國家項(xiàng)目。我也參與現(xiàn)實(shí)中的太空任務(wù)，諸如歐空局的ExoMars，Proba3和VMMO，英國的MoonLITE / MoonRaker，或是與中國科學(xué)院合作深度分析嫦娥3號(hào)月球車采集的數(shù)據(jù)。

—— 2 ——

Q：目前您和您的課題組研究的重點(diǎn)是什么？致力于解決哪些問題？

A：現(xiàn)階段我們的科研任務(wù)主要是針對(duì)航天飛行器在太空軌道上或者是行星的表面自主航行時(shí)面臨的挑戰(zhàn)和需要解決的一些關(guān)鍵性技術(shù)。

比如用于在軌維修或清除太空碎片的軌道機(jī)器人，它們的自治導(dǎo)航功能需要對(duì)感應(yīng)器噪聲和太空里的各種不確定性有免疫力。還有些挑戰(zhàn)是來源于航天器本身硬件上的局限，尤其是計(jì)算機(jī)由于需要防輻射所以運(yùn)算速度比較慢，這就要求自治導(dǎo)航的智能算法是低運(yùn)算量。我們基于這些技術(shù)挑戰(zhàn)研發(fā)了由單目相機(jī)感應(yīng)器的空間導(dǎo)航智能算法，還有基于稀疏的點(diǎn)云感測(cè)對(duì)協(xié)作/非協(xié)作目標(biāo)的機(jī)器手抓取的方法。

再比如用于行星地表和地下探測(cè)的機(jī)器人。以火星為例，行星機(jī)器人需要應(yīng)付火星變化多端的地表特征從凹凸不平的石路到松軟易凹陷的沙地；火星的地下也有很多未知的情況，人類非常有興趣通過鉆探取樣來做深入了解。我們基于這些在星體探測(cè)的需求，研發(fā)了以仿生學(xué)原理為基礎(chǔ)的行星車，可以用最少的能耗做到攀爬等一些復(fù)雜但有效的動(dòng)作，還有以黃蜂產(chǎn)卵器作為原型的鉆探機(jī)器人，質(zhì)量低體積小很適合在重力比較低的外星體上做低能耗的鉆探和取樣，適用于月球、火星還有小行星。

Q：聯(lián)合國外太空事務(wù)辦公室（UNOOSA）曾任命您作為Space4Women項(xiàng)目2021級(jí)導(dǎo)師，該項(xiàng)目旨在幫助促進(jìn)女性在空間科學(xué)和技術(shù)、創(chuàng)新和探索方面發(fā)揮積極和平等作用，您為什么愿意參與這項(xiàng)行動(dòng)？您能談?wù)勀膮⑴c感受嗎？

A：多年來，我一直熱衷于通過大學(xué)或不同的基金會(huì)為女性學(xué)生或年輕的科研人員提供支持和輔導(dǎo)，所以希望盡力把自己的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)貢獻(xiàn)給Space4Women項(xiàng)目。作為Space4Women導(dǎo)師，我致力于成為推動(dòng)Space4Women愿景的大使，積極在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）領(lǐng)域的教育和職業(yè)方面鼓勵(lì)和幫助女性。此外積極舉行公眾參與活動(dòng)，通過一系列的學(xué)校訪問、演講、媒體采訪、科學(xué)展覽和節(jié)日等促進(jìn)實(shí)現(xiàn)這一愿景。

—— 4 ——

Q：您是機(jī)器人領(lǐng)域頂尖期刊Journal of Field Robotics的主編，該期刊的主要特點(diǎn)是什么？您作為主編的經(jīng)驗(yàn)和感受是什么？

A：Journal of Field Robotics（JFR）是一份專注《現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人技術(shù)》的國際學(xué)術(shù)期刊，有超過15年的歷史，在計(jì)算機(jī)及工程相關(guān)的學(xué)科都被認(rèn)可為是Q1的期刊?，F(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人主要是指在非結(jié)構(gòu)化和動(dòng)態(tài)環(huán)境中工作的機(jī)器人，涉及的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包含建筑、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、采礦、核能、海底、智能公路、搜救、軍事和航天。JFR發(fā)表具有理論基礎(chǔ)和實(shí)踐驗(yàn)證的論文。我們鼓勵(lì)作者在文章中清楚地闡明他們主張的理論原理，并且用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和驗(yàn)證展示其在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的效果和得到的結(jié)論。我們希望不僅僅報(bào)道作者們的科研工作本身，更是他們?cè)诠ぷ髦锌偨Y(jié)的經(jīng)驗(yàn)。

作為JFR的期刊主編，我的宗旨是要廣泛且持續(xù)地服務(wù)所有國際范圍內(nèi)的相關(guān)科技社群。我們的編輯團(tuán)隊(duì)致力于通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐性u(píng)審系統(tǒng)，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并發(fā)表高質(zhì)量的學(xué)術(shù)成果和論文。我們也會(huì)積極地與相關(guān)的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界保持聯(lián)系，影響并幫助推進(jìn)機(jī)器人領(lǐng)域的長足發(fā)展，這里面也包括幫助促進(jìn)相關(guān)科研領(lǐng)域以及行業(yè)的多樣性、平等性和包容性（比如促進(jìn)性別平等）。

—— 5 ——

Q：您曾參與Light: Science & Applications(Light)主辦的Light Conference，對(duì)此您有什么經(jīng)歷和感受？您對(duì)Light的發(fā)展有什么建議？

A：我曾經(jīng)非常有幸作為大會(huì)共同主席（conference co-chair）參與Light: Science & Applications(Light)主辦的Light Conference。參與Light會(huì)議給我留下了深刻的印象。會(huì)議有重要的國際專家的參與，還有促進(jìn)行業(yè)內(nèi)部的交流。

在Light期刊創(chuàng)刊10周年之際，我祝愿Light始終保持高水準(zhǔn)的辦刊標(biāo)準(zhǔn)和持續(xù)為行業(yè)同仁提供出版和廣泛交流的機(jī)會(huì)。Light作為國際知名的期刊, 是一個(gè)非常好的平臺(tái)來幫忙促進(jìn)行業(yè)里科學(xué)家和工業(yè)專家的交流，還有更廣泛的國際合作。

高揚(yáng)教授在Light Conference 2018做報(bào)告

—— 6 ——

Q：您是英國薩里大學(xué)薩里空間中心“自主機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（STAR LAB）”的創(chuàng)始主任。您在初期組建實(shí)驗(yàn)室時(shí)，遇到的困難有哪些？

A：創(chuàng)建并領(lǐng)導(dǎo)科研實(shí)驗(yàn)室需要面臨的挑戰(zhàn)是不間斷的。在初創(chuàng)時(shí)期，主要面臨的挑戰(zhàn)是建立科研基礎(chǔ)。通過努力創(chuàng)新和獨(dú)到的科學(xué)見解來建立自己的科研特色和品牌。當(dāng)不斷明確具有自己實(shí)驗(yàn)室特色的科研方向和專注的科學(xué)方法，逐步深化具有特色的科學(xué)方法和實(shí)際驗(yàn)證方案是下一步的挑戰(zhàn)。在這個(gè)過程中，持續(xù)壯大自己的團(tuán)隊(duì)，吸引和培養(yǎng)有潛力的新一代科研人員也是很有難度的。

—— 7 ——

Q：您曾榮獲第十四屆“中英創(chuàng)業(yè)大賽”一等獎(jiǎng)，您如何看待科研與產(chǎn)業(yè)兩者的關(guān)系？

A：科研和產(chǎn)業(yè)化代表著科學(xué)技術(shù)不同的成熟階段。科研階段通常是指Technological Readiness Level （TRL）1至4，基本指在新知識(shí)的探索驗(yàn)證階段。產(chǎn)業(yè)化就相對(duì)于TRL 5至9，相對(duì)于技術(shù)的深入開發(fā)和產(chǎn)品化商業(yè)化的階段。傳統(tǒng)意義上來說，大學(xué)校園里涉及的科研基本上都是較低的TRL。但隨著高科技（high tech）和深科技（deep tech）的不斷發(fā)展，很多大學(xué)相關(guān)的研究工作也會(huì)非常適合向商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)。這也是促成我們參加創(chuàng)業(yè)大賽并獲獎(jiǎng)的原因之一。

—— 8 ——

Q：您作為博士生導(dǎo)師，培養(yǎng)了很多學(xué)生，您更注重學(xué)生哪些能力的培養(yǎng)？您對(duì)這些學(xué)生有什么期望？

A：在培養(yǎng)博士生方面，我非?？粗貙?duì)他們科學(xué)態(tài)度和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。對(duì)科學(xué)永遠(yuǎn)保持誠實(shí)和尊重的態(tài)度非常重要。在科研過程中，態(tài)度要嚴(yán)謹(jǐn)，有創(chuàng)新和挑戰(zhàn)權(quán)威的精神。對(duì)科研的資助方抱有感謝的心態(tài)，對(duì)同行抱有支持和幫助的心態(tài)，對(duì)行業(yè)和社會(huì)抱有負(fù)責(zé)任的心態(tài)。

—— 9 ——

Q：您曾說過：“當(dāng)我還是個(gè)孩子的時(shí)候，我就非常喜歡工程學(xué)。我喜歡自己動(dòng)手。我對(duì)基于機(jī)器的東西很好奇?！边@對(duì)您后來所從事的職業(yè)有什么影響嗎？

A：我兒時(shí)的喜好或者說天生對(duì)科技的愛好對(duì)我職業(yè)的選擇和持續(xù)發(fā)展有著很重要的影響。讓我可以把工作和事業(yè)能夠像愛好一樣投入和經(jīng)營。尤其在遇到困難的時(shí)候，我會(huì)感覺更有力量和信心去克服它們。我很少會(huì)自怨自艾或者讓自己處在一個(gè)很負(fù)面的心態(tài)里面。

—— 10 ——

Q：您曾榮獲眾多國際獎(jiǎng)項(xiàng)，2019年，因?qū)茖W(xué)、技術(shù)和工程所做的貢獻(xiàn)您被授予了“木蘭獎(jiǎng)”，這些獎(jiǎng)項(xiàng)對(duì)您有什么意義？

A：能夠得到木蘭基金會(huì)這樣一個(gè)重要組織的認(rèn)可，這對(duì)我來說意味著榮譽(yù)和榮幸。我強(qiáng)烈地感受到，如果各個(gè)民族的女性能夠?qū)λ齻兊穆殬I(yè)和社區(qū)做貢獻(xiàn)，那么對(duì)世界的發(fā)展將發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。我們必須承認(rèn)這些女性的貢獻(xiàn)，盡力地認(rèn)識(shí)和幫助女性實(shí)現(xiàn)并得到在社會(huì)中應(yīng)有的位置。

高揚(yáng)教授榮獲“木蘭獎(jiǎng)”

—— 11 ——

Q：2021年在國際三八婦女節(jié)時(shí)，您曾參與Wiley的采訪，送上節(jié)日的祝福，您認(rèn)為女性在科研中的優(yōu)勢(shì)有哪些？

A：我非常堅(jiān)守“平等、多樣、包容（EDI）”的原則并堅(jiān)信EDI對(duì)科研領(lǐng)域的重要性?？蒲忻媲叭巳似降取Ｖ灰獙?duì)科學(xué)存有敬畏之心，有責(zé)任感，不吝嗇努力奮斗，任何人都有可能扮演重要的角色。我認(rèn)為女性和男性是一樣的，沒有哪一方更有優(yōu)勢(shì)。

—— 12 ——

Q：您人生重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是什么？

A：人生的轉(zhuǎn)折很多。我可以用事業(yè)上的一個(gè)轉(zhuǎn)折作為例子。大概20年前，歐洲航天局有一個(gè)探討人工智能機(jī)器人應(yīng)用在未來空間探索方面的項(xiàng)目。我抓住了這次機(jī)遇，把我的科研方向和重點(diǎn)從廣泛的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移或?qū)Ｗ⒌胶教鞈?yīng)用領(lǐng)域，從那時(shí)起我便沿著這條路一直前行。

—— 13 ——

Q：您的偶像科學(xué)家是誰？為什么？

A：我的榜樣是兩位獲得諾貝爾獎(jiǎng)的女科學(xué)家：居里夫人和屠呦呦。盡管資源有限且工作條件惡劣，但她們?cè)趶氖驴茖W(xué)研究方面的決心和職業(yè)道德令我倍受鼓舞。

—— 14 ——

Q：您平時(shí)有什么愛好？

A：在業(yè)余時(shí)間，我喜歡探索和學(xué)習(xí)新事物，從自學(xué)鋼琴演奏、手工制作，到學(xué)習(xí)建筑、園藝等等。

—— 15 ——

Q：您覺得一名優(yōu)秀的科研工作者應(yīng)該具備哪些素質(zhì)？

A：對(duì)于科研工作者來說，學(xué)術(shù)誠信、嚴(yán)謹(jǐn)，不受外部因素的左右是非常重要的。這些品質(zhì)有助于保持學(xué)術(shù)界的韌性和獨(dú)立性，以便社會(huì)能夠負(fù)責(zé)任地開展研究和運(yùn)用知識(shí)，以實(shí)現(xiàn)人類世界的可持續(xù)發(fā)展。

| Light科學(xué)編輯 | 

王卉，現(xiàn)任中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（長春光機(jī)所）國際合作處副處長，主要從事國際交流，國際傳播，國際人才合作等工作；曾任長春光機(jī)所與自然出版集團(tuán)合作期刊 Light: Science & Applications 的創(chuàng)刊英文編輯，在《編輯學(xué)報(bào)》，《國際人才交流》、Light: Science & Applications 等期刊發(fā)表文章20余篇，并應(yīng) SPIE 邀請(qǐng)?jiān)?SPIE Women in Optics 發(fā)表文章。她是 Rose in Science 活動(dòng)發(fā)起人，也是 iCANX Story（大師故事）欄目的共同發(fā)起人兼主播，曾采訪多位重量級(jí)國際科學(xué)家，如諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者 Donna Strickland、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者 Jean-Marie Lehn，德國物理學(xué)會(huì)第一任女主席，德國科學(xué)院院士 Johanna Stachel，IEEE 光子學(xué)協(xié)會(huì)主席 Carmen Menoni，英國皇家工程院院士李琳，澳大利亞科學(xué)院院士 Chennupati Jagadish，世界能源領(lǐng)域“諾貝爾獎(jiǎng)”——埃尼獎(jiǎng)及阿爾伯特?愛因斯坦世界科學(xué)獎(jiǎng)首位華人獲獎(jiǎng)?wù)咄踔辛值取?/p>

閱讀原文