——記重慶科技大學人工智能學院副院長李鵬華
近年來,新能源汽車行業(yè)呈現(xiàn)出爆炸式增長。進入2025年,新能源汽車行業(yè)的增長勢頭依然強勁。隨著新能源汽車的市場需求持續(xù)增長,其帶來的技術創(chuàng)新不斷涌現(xiàn),未來新能源汽車將與智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術深度融合,更高效、更安全、更智能的新能源汽車必將成為市場主流。在眾多新能源汽車創(chuàng)新技術中,有一項前沿技術格外引人注目,這就是重慶科技大學人工智能學院副院長李鵬華教授帶領團隊開展的“輕量級時序神經(jīng)網(wǎng)絡建模及其車載應用研究”。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡是賦予新能源汽車“智能”的主要手段,在新一代人工智能技術創(chuàng)新與軟硬件升級的整體推進過程中發(fā)揮著“鏈式催化”的重要作用。作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡的主要分支,時序神經(jīng)網(wǎng)絡能高效推演事物的發(fā)展趨勢,被廣泛用于人車交互、能源管理、車身狀態(tài)監(jiān)測等領域中的時序數(shù)據(jù)分析。“可信、可靠、可用”的時序神經(jīng)網(wǎng)絡已成為國際學術界和汽車工業(yè)界亟需攻破的難題,其核心科學問題是如何針對建模中的數(shù)據(jù)適配、網(wǎng)絡收斂、網(wǎng)絡輕量化,建立有效的基礎理論和算法體系,并適配低算力資源的車載硬件應用需求。為此,李教授團隊在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等多個項目支持下,通過多年攻關,成功解決了時序神經(jīng)網(wǎng)絡的可信數(shù)據(jù)重構、穩(wěn)定性動態(tài)分析、輕量化建模與部署等關鍵瓶頸問題,取得了具有國際顯著影響力的創(chuàng)新成果。
李教授團隊提出的可信數(shù)據(jù)驅動輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡建模方法理論,解決了機理融入數(shù)據(jù)模型時存在的不確定性和不一致性問題,為非線性系統(tǒng)建模理論發(fā)揮數(shù)據(jù)驅動與機理模型各自優(yōu)勢,縮小二者鴻溝提供了新思路;通過研究時序神經(jīng)網(wǎng)絡的動力學行為分析,建立了保守性與計算量均優(yōu)的穩(wěn)定性比較分析框架,為認識和避免時序神經(jīng)網(wǎng)絡中可能發(fā)生的有害行為,使其輕量化穩(wěn)定運行提供了新的理論依據(jù);還通過研究可解釋且輕量化的時序神經(jīng)網(wǎng)絡學習框架,解決了神經(jīng)網(wǎng)絡反向誤差透明探測、有用信息可視化、超參數(shù)輕量化配置的問題,為深度時序神經(jīng)網(wǎng)絡“放心”的工程應用提供了新途徑。該項成果被20余位國內外院士/會士等權威學者的正面評價,以及全球53國家/地區(qū)的2433名研究人員跟蹤報道,獲得重慶市自然科學二等獎。
研發(fā)的輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡應用于車載音視頻等多模態(tài)時間序列處理,規(guī)避了特斯拉“云-端”方式的數(shù)據(jù)安全漏洞,幫助中國SUV車載儀表第一大供應商-重慶矢崎儀表公司實現(xiàn)了9款智能車載儀表的研制,獲得重慶市科技進步一等獎。該技術還成功應用于車載圖像高清顯示領域,有效支撐了國產(chǎn)車載ARHUD第一大供應商-江蘇澤景電子有限公司的增強現(xiàn)實抬頭顯示器的研發(fā),獲得中國儀器儀表學會科技進步二等獎。
除了上述人車交互領域,輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡還在新能源汽車能量管理中取得了令人驚喜的進展。李教授團隊利用輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡提出了數(shù)據(jù)與機理融合的動力電池內部信息可靠感知方法,創(chuàng)建了主動追蹤電池退化訊號的長短時神經(jīng)網(wǎng)絡及其自動機器學習框架,揭示了狀態(tài)估計輸入對預測精度的正向提升效應,獲得了中國自動化學會自然科學二等獎。這些理論成果被開發(fā)成專用軟件,封裝于中國汽車研究院的“充采檢”一體機,支撐了國家市場監(jiān)管總局實施數(shù)字監(jiān)管、服務了公安部全國首個新能源汽車安全年檢試點建設,獲得中國自動化學會科技進步二等獎。
據(jù)了解,李鵬華教授是重慶市杰出青年基金獲得者,重慶市青年拔尖人才,入選了斯坦福-愛思唯爾全球2%頂尖科學家榜單。曾分別擔任第27屆、第30屆中國控制與決策會議神經(jīng)網(wǎng)絡專題分會主席、2023中國自動化大會先進制造智能計算論壇主席、新能源汽車動力電池健康管理論壇主席。近期李教授團隊獲得了國家重點研發(fā)計劃政府間國際合作項目支持,以期將輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡應用塔吉克斯坦高山光伏電站中的儲能電池健康管理,為中國先進的“AI+能源”技術向塔吉克斯坦等“一帶一路”沿線國家輸出奠定基礎。
