东南大学自动化学院(出身农村)

麦兜兜
麦兜兜 2024-06-26 07:54:01

南极洲,地球上最遥远、最孤独的大陆。自从1840年人类发现南极大陆以来,数以千计的探险家和科考人员前赴后继地奔赴南极,试图揭开它的神秘面纱。如今,在南极的科考舞台上,也出现了北方工业大学校友的身影。

出身农村,他创下全国首个,打破国外技术垄断,解决卡脖子难题

魏海坤,男,1971年生,浙江杭州人。现为东南大学自动化学院执行院长,教授,博士生导师。1994年毕业于北方工业大学自动化系,1997年、2000年于东南大学自动化所分获工学硕士、博士学位。主持研制了我国首套南极科考支撑平台,2010年作为中国第27次南极科考队内陆队队员,赴南极中山站和昆仑站参加科考工作,完成了平台在昆仑站的现场调试和投运。

木匠之子,走上科技之路

魏海坤,是萧山所前里士湖滋养的农家子弟。少年时的经历,也许在不经意间促使他走上了“人工智能”的应用研究之路。

魏海坤的父亲是乡间有名的木匠,曾经自己设计制作了恒温孵化箱。那个年代,里士湖一带很多人经营哺坊。父亲的恒温孵化箱也成为热销的产品。上初中的他,就帮着父亲去安装、调试。自动化让父母乡亲从辛苦的劳作中解放出来,让少年时魏海坤对自动化有了很深的好感。

上世纪80年代,“村里第一名大学生”魏海坤顺利考入了北方工业大学自动化系。1997年,魏海坤如愿来到了东南大学学习神经网络的应用研究并获得硕士学位,2000获工学博士学位,同年留在东南大学工作。

解决卡脖子难题,不受制于人

位于南极东南极中心的 Dome A(冰穹A)作为南极冰盖冰芯钻探仅存的最后一个理想地点和世界上雪冰现代气候环境观测、大气与气象观测等独一无二的“科学观测站”,在科学上的意义是地球上其他任何科学观测站所无法代替的。 

2007年,来自我国紫金山天文台和国家天文台的天文学家朱镇熹和周旭在冰穹A搭建了由澳大利亚新兰威尔士州立大学为主研制的一套天文科考支撑平台——PLATO,并陆续安装了天文望远镜等仪器。这些观测数据通过卫星传回设在澳大利亚新兰威尔士州立大学的数据中心,该大学长年派人24小时值班,随时监控温度控制状态。当时双方约定,数据共享。但几年下来,我国科学家越发感觉被人“卡脖子”。虽然我国为平台建设出了不少钱,但要获取数据,必须向澳方提出要求,获得批准后对方才会转发一份数据,有关我国南极昆仑站的一些敏感数据仍然拿不到。在很多场合,澳方发表论文时甚至不再提及中国。

出身农村,他创下全国首个,打破国外技术垄断,解决卡脖子难题

国内天文界研究人员决心携手改变这一现状。2009年9月,东南大学和紫金山天文台签订合同,计划在第27次南极科学考察中安装自己的天文科考智能支撑平台。学校安排魏海坤参与由郝英立教授领衔的项目组,开始了“南极冰穹A科考支撑平台”的研制任务。

天文科考智能支撑平台是天文观测仪器的生命保障系统,它控制着仪器的“吃”“喝”,支撑着仪器的正常运行。在昆仑站建天文台,首先要有一套可以在无人值守的极端环境下独立运行的控制系统,包括发电系统、结构与温控系统、现场主控系统、数据存储系统、通信及国内监控系统等。由于长年低温,很多计算机系统在极端条件下都会失灵,因此还必须有一套温度控制系统。

“我们一点经验都没有,但首先必须让它在昆仑站运行,否则没法积累经验。”魏海坤直言。经过大家群策群力,2010年5月,“南极冰穹A科考支撑平台”进入组装联调测试阶段。

出身农村,他创下全国首个,打破国外技术垄断,解决卡脖子难题

征战南极,创下两个首次

2010年11月初,魏海坤与平台一起,随“雪龙号”科学考察船奔赴南极。在南极低温、烈日、6至7级大风的环境下,内陆队16个人七手八脚将200多吨物资搬上21个雪橇,直至昆仑站天文科考智能支撑平台建成运行。魏海坤说:“几乎所有人都会累掉一层皮。我们的脸先是变红,然后变紫黑色,接着是脸皮开始脱落,并伴随着嘴唇开裂。我们这些大老爷们个个都涂防晒霜、润唇膏,但都没用,当然,不涂更惨。”

经过魏海坤与队友们的多次安装调试,终于在2011年1月7日实现了双向通信成功!1月8日,第27次南极科学考察队正式宣布,“南极天文科考支撑平台”安装成功,在昆仑站上开始运行,是我国首套南极科考支撑平台。

出身农村,他创下全国首个,打破国外技术垄断,解决卡脖子难题

回国之后,魏海坤并没有停歇而是继续开展了新的研究。海拔2600多米、年平均温度零下36.6度的泰山站,是中国位于南极大陆腹地的科考站。因为环境恶劣,每年适合人居住的时间只有20天左右,一直缺乏电力供应。此前,极地科考站的能源供应和无人值守等核心技术,都掌握在发达国家手中。魏海坤和他的团队,立志要让这一技术实现完完全全的“中国造”。

2019年10月15日,为泰山站量身打造的无人值守移动电源“东大极能”运往上海,参与中国第36次南极科考。"东大极能"可以通过能量转化,实现极地环境下全年24小时不间断供电,真正让核心地带的南极科考实现无人值守、远程监控。这套“巨型充电宝”能耐受南极冬季零下八九十摄氏度的严寒,持续24小时不间断地为极地科考设备供电1年,为泰山站科考设备供电,并通过卫星远程监控泰山站的运行情况。这也是我国首个投入运行的国产极地无人值守能源系统。

出身农村,他创下全国首个,打破国外技术垄断,解决卡脖子难题

怀壮志踏冰卧雪,为巡天遥看南极。魏海坤校友的拼搏与顽强将继续激励一代又一代的学子们将个人命运与国家未来紧密关联,为祖国奉献自己的青春,为实现中华民族的伟大复兴贡献自己的力量!

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注:文章部分素材来自东南大学学报、东南大学自动化学院官网、湘湖网、杭州网、中国新闻网、凤凰网、环球网