她是IEEEFelow,也曾是微軟亞洲研究院歷史上最年輕的主任研究員,她是2004年度麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》的“世界百名青年創(chuàng)新學(xué)者”、2003-2005年度IEEE通信協(xié)會(huì)亞太最佳青年研究員獎(jiǎng)唯一的獲獎(jiǎng)?wù)?,也?012年何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)的獲得者……張黔,這位出生于70年代的年輕女科學(xué)家,就這樣,溫婉地走進(jìn)了人們的視野中…………
與張黔教授初次交談,你會(huì)被她溫柔典雅的風(fēng)范吸引。略帶南方口音纖軟的聲調(diào),親切隨性的笑容,讓人感覺平易近人的同時(shí),也不禁疑惑,這樣一個(gè)纖纖女子,是如何帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克計(jì)算機(jī)領(lǐng)域一系列技術(shù)性難題,從而一步步攀上一個(gè)又一個(gè)技術(shù)頂峰的?
談話的內(nèi)容從張黔教授供職的香港科技大學(xué)切入,纖纖女子變身女科學(xué)家,高端精深的技術(shù)術(shù)語以溫軟的女聲娓娓道來,團(tuán)隊(duì)目標(biāo)的技術(shù)藍(lán)圖,從技術(shù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展到技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的完美結(jié)合,在張黔教授侃侃而談的話語里,象牙塔里晦澀艱深的技術(shù)也漸漸變得熟悉易懂。整個(gè)談話過程中,張黔教授的思路流暢而活躍,眼睛里閃著睿智的光。
“我與科大之間是偶然的緣分”
香港科技大學(xué)是一所成立于1991年10月的研究型大學(xué),亦為香港八所受政府大學(xué)教育資助委員會(huì)資助、并可頒授學(xué)位的高等院校之一。與內(nèi)地那些歷史悠久的高校相較,香港科技大學(xué)無疑是年輕的。然而,成立至今雖不過短短20載,但這所年輕的高校卻充滿了生機(jī)與朝氣,該校自2011年起于《QS亞洲大學(xué)排名》里連續(xù)三年位列第一。
張黔2005年8月到香港科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)及工程系任職,從副教授到教授,在見證香港科技大學(xué)邁進(jìn)亞洲一流學(xué)府的同時(shí),她個(gè)人的事業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)高峰的時(shí)期。
張黔說自己到香港科技大學(xué)工作其實(shí)是非常偶然的機(jī)會(huì),當(dāng)年她在微軟亞洲研究院工作時(shí),就與許多高校的計(jì)算機(jī)系有著密切的合作和聯(lián)系,尤其是香港科技大學(xué),她跟這所學(xué)校的很多老師都是好朋友。記得有一次參加一個(gè)業(yè)內(nèi)的國際會(huì)議,香港科技大學(xué)的一幫朋友問起她的現(xiàn)狀,她說“工作上一切都已駕輕就熟,沒有什么挑戰(zhàn)可言”,這樣不經(jīng)意的一句話卻成為她到香港科技大學(xué)工作的導(dǎo)火索。在朋友的建議下,張黔有了換個(gè)環(huán)境做科研的打算,而香港科技大學(xué)此時(shí)就成為了她的不二之選。
“到了科大以后,科研上我基本還是沿著原來的方向在進(jìn)行,科大良好的學(xué)術(shù)氛圍,讓我可以更自由地沿著無線通訊方向展開研究。無線通訊這些年有很大的變化,像我們最開始接觸這一領(lǐng)域時(shí),無線局域網(wǎng)絡(luò)才只有每秒2兆比特的傳輸帶寬,到了今天,我們?cè)谟懻摰淖钚聼o線局域網(wǎng)絡(luò)的帶寬已經(jīng)發(fā)展到了每秒千兆比特級(jí)別,這屬于五百到一千倍的變化,而為了達(dá)到這個(gè)千倍的數(shù)率變化,其中就有很多科研問題需要處理,因此,到了科大以后,我自己很大一部分精力都投入了其中,包括無線通訊的核心技術(shù)、包括頻譜管理的策略等等?!?/p>
在香港科技大學(xué),張黔的勤奮和天賦很快讓她脫穎而出,短短幾年間,她就先后在國際權(quán)威雜志及會(huì)議上發(fā)表涉及多媒體網(wǎng)絡(luò)、無線通信及網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、覆蓋網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文300多篇,申請(qǐng)國外發(fā)明專利達(dá)30余項(xiàng)。
論文產(chǎn)出如噴井的同時(shí),這些論文的高質(zhì)量和高水平還為她榮膺了2005年IEEE通信學(xué)會(huì)多媒體技術(shù)通訊技術(shù)協(xié)會(huì)最佳論文獎(jiǎng)、2006年國際會(huì)議QShine的最佳論文獎(jiǎng)、2007年國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEEGlobecom)最佳論文獎(jiǎng)、2008年電氣電子工程師協(xié)會(huì)分布式計(jì)算會(huì)議(IEEEICDCS)最佳論文獎(jiǎng)、2010年國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEEICC)最佳論文獎(jiǎng)、2012年國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEEGlobecom)最佳論文獎(jiǎng)等榮譽(yù)。
“微軟亞洲研究院對(duì)我的職業(yè)生涯幫助很大”
到香港科技大學(xué)工作之前,張黔在武漢大學(xué)完成了計(jì)算機(jī)專業(yè)的本碩博學(xué)習(xí),并在北京的微軟亞洲研究院工作了六年。
平時(shí)話不多的張黔,說起話來很有她自己的特點(diǎn)。她說,說不清楚自己的理想有多遠(yuǎn)大,但只要需要她去做的任何事,她都會(huì)盡力去做好。這也是她一直以來行事的風(fēng)格。就像當(dāng)年她“稀里糊涂”地進(jìn)了武漢大學(xué),又“稀里糊涂”地學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī),這些,從來都不是她步步為營的結(jié)果。但既然選擇了,就應(yīng)該全力以赴地去做。
“大三時(shí)我跟著教授進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室,接觸了人工智能方面的研究,然后就順理成章地把碩士博士都讀了,而越往上做研究,我越發(fā)覺自己對(duì)研究能產(chǎn)生新東西的興趣,然后就這樣一步步地走到了今天。”
跟隨著內(nèi)心對(duì)研究工作的興趣,當(dāng)1998年微軟在中國建立亞洲研究院之時(shí),張黔成為了武漢地區(qū)唯一參加面試的考生,而當(dāng)時(shí),很多人根本還不知道有微軟亞洲研究院這回事。
回首來時(shí)路,張黔說其實(shí)很多東西都是機(jī)緣巧合的結(jié)果,而自己不過是運(yùn)氣比較好罷了,一路上她遇到了很多良師益友,包括當(dāng)時(shí)微軟亞洲研究院的領(lǐng)袖人物張亞勤。
張黔是幸運(yùn)的。一進(jìn)到微軟亞洲研究院就有幸跟隨張亞勤做研究,“張亞勤在媒體通訊領(lǐng)域有非常強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)和工業(yè)管理界的豐富經(jīng)驗(yàn),他教會(huì)我很多東西都應(yīng)該透過現(xiàn)象看本質(zhì)的本領(lǐng)。同時(shí),我也非常感激微軟亞洲研究院這個(gè)地方,是它使我接觸到世界一流地做研究的方法,這種科研思維對(duì)我此后的事業(yè)幫助非常大?!?/p>
在微軟六年,張黔在無線網(wǎng)絡(luò)的無縫漫游領(lǐng)域的工作最為大家所熟知和認(rèn)可。為達(dá)到多媒體業(yè)務(wù)能持續(xù)性地在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)間的無縫漫游,張黔提出了一種新穎的移動(dòng)管理模式來實(shí)時(shí)地監(jiān)測異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的連接管理器,以及從端到端保持連接的虛擬連接管理器,并且第一次設(shè)計(jì)出了僅依靠終端設(shè)備且完全不需改變網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的連接管理器。該方法能有效地解決網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施難以改變、且移動(dòng)管理系統(tǒng)難以部署的本質(zhì)問題。至今,她在這一領(lǐng)域的相關(guān)IEEEJSAC論文已被引用269次。
鑒于她在無線漫游技術(shù)上的創(chuàng)新性研究,張黔榮獲了由麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》(MITTechnologyReview)評(píng)出的2004年“世界百名青年創(chuàng)新學(xué)者”(TR100)。目前,張黔這方面的核心技術(shù)已經(jīng)被微軟公司應(yīng)用到Windows和WindowsCE的操作系統(tǒng)中。
同時(shí),她在多媒體通信研究領(lǐng)域亦交出了漂亮的成績單。針對(duì)Internet網(wǎng)絡(luò)條件時(shí)變以及無線網(wǎng)絡(luò)中帶寬資源有限的問題,張黔對(duì)此進(jìn)行了一系列有效分配網(wǎng)絡(luò)資源的研究來提高多媒體在Internet及無線網(wǎng)絡(luò)上的傳輸質(zhì)量,提出了多媒體在Internet網(wǎng)絡(luò)中基于可靠服務(wù)質(zhì)量保證的基本框架。這一研究成果已經(jīng)發(fā)表在IEEETransactionsonMultimedia上,迄今為止,已被GoogleScholar他引176次。
“科研上,我樂于挑戰(zhàn)新的領(lǐng)域”
1973年出生的張黔,偶爾會(huì)有一點(diǎn)女性的羞怯,偶爾也會(huì)展現(xiàn)出男兒的干練和豪氣。工作中大多數(shù)時(shí)間里,她運(yùn)籌帷幄,用女性特有的敏銳觀察力和創(chuàng)造力,在網(wǎng)絡(luò)信息論和多媒體通信等領(lǐng)域內(nèi),創(chuàng)造了與時(shí)代同步的現(xiàn)代科技成果。
當(dāng)問到年紀(jì)輕輕便已如此成功的秘訣,張黔說這可能得歸功于自己在研究工作中總是愛挑戰(zhàn)新問題的特質(zhì)?!拔蚁矚g做別人沒有做過的研究,對(duì)于新問題,作為第一個(gè)提出解決方案的人,即使你的方案并不是十分完美,但被接受的程度也相對(duì)較高?!?/p>
不斷挑戰(zhàn)新問題,也就意味著要不斷地轉(zhuǎn)換研究方向。從多媒體到多媒體的有限傳輸、多媒體的無線傳輸,再到無線網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)。這些年,張黔跨越了很多個(gè)研究方向,但她希望每個(gè)新方向都有上一份工作的延續(xù),新方向會(huì)帶來新問題,新問題的出現(xiàn)又激發(fā)出她挖掘新方法的工作熱情,如此循環(huán)往復(fù),雖然自己會(huì)累一點(diǎn),但收獲卻是滿滿地。
在傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,如何有效節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的能耗一直是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重中之重。針對(duì)基于IEEE802.15.4技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有多種不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞奶攸c(diǎn),張黔提出了多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)建方法,使得網(wǎng)絡(luò)的整體性能在保持相互連通的同時(shí),能盡可能地減少功耗較大的協(xié)調(diào)者的使用。她較早就明確指出:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)建與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚墒莾蓚€(gè)不可分割的問題,并提出了一種有效的聯(lián)合優(yōu)化技術(shù),該技術(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體傳輸性能不變的前提下,能大大延長無線傳感器的使用壽命。鑒于她首次將“transitionalregion”新概念引入到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制構(gòu)建上,榮獲2008年IEEE頂級(jí)會(huì)議ICDCS的最佳論文獎(jiǎng)。
如今,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于國防軍事和國家安全等領(lǐng)域。因此,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的安全問題也就成為重中之重的研究課題。張黔是世界上為數(shù)不多的較早認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題的重要性的科學(xué)家。她根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的特點(diǎn),論述了進(jìn)行不同級(jí)別無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自我保護(hù)的方法,她在移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位及規(guī)劃算法,具有原始的創(chuàng)新性,榮獲IEEEGlobecom2007、IEEEICC2010最佳論文獎(jiǎng)。華為公司對(duì)其在傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的研究技術(shù)非常看好,正進(jìn)行評(píng)估,將有更大的資助。
近期,張黔又將目光聚焦到了認(rèn)知無線電領(lǐng)域。認(rèn)知無線電是指具有自主尋找和使用空閑頻譜資源能力的智能無線電技術(shù)。認(rèn)知無線電技術(shù)的提出,為解決不斷增長的無線通信應(yīng)用需求與日益緊張的無線頻譜資源之間的矛盾提供了一種有效的解決途徑。
隨著對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)研究的深入,張黔敏銳地意識(shí)到,各種無線通信系統(tǒng)的大量建設(shè),頻譜資源正在變得越來越匱乏,系統(tǒng)間的干擾也越來越嚴(yán)重。而任何無線技術(shù)的底層都是需要依靠無線頻譜來支撐的,在頻譜資源有限的前提下,大家只能寄希望于通過更少的頻譜資源實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率。但是隨著Wi-Fi、3G等無線技術(shù)的應(yīng)用,現(xiàn)在的無線頻譜幾乎全部被劃分掉。那么未來4G、物聯(lián)網(wǎng)等無線應(yīng)用推廣時(shí),我們將面臨無頻段可用的情況。在這種情況下,美國和歐洲的很多科研機(jī)構(gòu)就在考慮,目前已分配的頻譜資源是否被利用得很好。比如說電視和廣播頻段,它們分配得很早,但是隨著時(shí)間的推移,如今在很多地區(qū)它們并沒有被充分利用,這就造成了資源的極大浪費(fèi)。
針對(duì)這種情況,張黔開始將其團(tuán)隊(duì)的研究方向選在協(xié)同認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)。她認(rèn)為,目前的頻譜資源利用存在很大的浪費(fèi),很多已分配的頻段,其實(shí)只在某些時(shí)段、某些部分被利用。這就需要我們重新對(duì)頻譜進(jìn)行管理,有效利用一些未被合理利用的頻譜,用這些已被分配但沒有充分利用的頻段去做一些新的業(yè)務(wù)。
在國內(nèi),張黔第一個(gè)對(duì)國內(nèi)無線頻譜的使用狀況做了較大范圍和長時(shí)間的實(shí)測工作,獲得了詳實(shí)的實(shí)測數(shù)據(jù),為動(dòng)態(tài)頻譜的有效接入和管理提供了科學(xué)依據(jù)。其相關(guān)研究成果發(fā)表在無線網(wǎng)絡(luò)的最高質(zhì)量會(huì)議ACMMobicom2009上。并在此基礎(chǔ)上,提出了分布式認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的概念和三層動(dòng)態(tài)頻譜市場的管理策略?;诖?,她獲得了國家自然科學(xué)基金委的高度評(píng)價(jià),并于2006年獲海外杰出青年基金的資助、2008年獲RGC/NSFC聯(lián)合基金資助。張黔在認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中首次提出協(xié)同中繼的概念,能利用節(jié)點(diǎn)之間頻譜的異構(gòu)性有效提高網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率。相關(guān)論文在IEEEWirelessCommunicationMag.上發(fā)表,成為2009年7月IEEEXplore論文庫中所有論文中被最多訪問的論文。由于張黔在無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn),她被邀成為最重要網(wǎng)絡(luò)會(huì)議IEEEInfocom2011的程序委員會(huì)主席。
“在醫(yī)療和互聯(lián)網(wǎng)的方向上找到了一個(gè)結(jié)合點(diǎn)”
工業(yè)界出身的背景總是讓張黔不自覺地把研究工作與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系在一起。近期,她的目光就落在了數(shù)字醫(yī)療這一高科技產(chǎn)物上?!皵?shù)字醫(yī)療這個(gè)產(chǎn)業(yè)的前景是巨大的,甚至可以講,這跟當(dāng)年Internet開始做的前景應(yīng)該是一樣的?!?/p>
正如張黔所言,隨著時(shí)代的發(fā)展,如今數(shù)字化已走進(jìn)了家家戶戶,數(shù)字化電視、數(shù)字化通訊、已變成我們?nèi)粘I畹囊徊糠?,可是又有多少人接觸過數(shù)字化醫(yī)療呢?當(dāng)你抱怨到醫(yī)院檢查身體看醫(yī)生費(fèi)時(shí)費(fèi)力時(shí),可否幻想過終有一天把醫(yī)院的儀器帶回家,然后發(fā)一條短信就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程看醫(yī)生。如今,這一切隨著數(shù)字化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的興起將逐漸變成現(xiàn)實(shí)。
“改革開放以來,經(jīng)濟(jì)得到了迅猛的發(fā)展,但經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也犧牲了幾代人的健康?,F(xiàn)在的人更看重自己的身體,也愿意投資在醫(yī)療上。而目前我國醫(yī)療信息化技術(shù)基本上處于全球的同一起跑線,美國、歐洲在于醫(yī)療信息化道路上也屬于起步階段。類似的醫(yī)療數(shù)字化概念在IBM中有提過,像IBM、微軟、三星、摩托羅拉、都對(duì)數(shù)字醫(yī)療投放了很大精力?!睂?duì)于國內(nèi)外醫(yī)療信息化的現(xiàn)狀對(duì)比,張黔如實(shí)說。
同時(shí),數(shù)字化醫(yī)療與我國正在大力推行的新醫(yī)改的目標(biāo)也是一致的。因?yàn)閿?shù)字化醫(yī)療產(chǎn)品能24小時(shí)監(jiān)測患者的身體狀況,并能把數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給醫(yī)生,改變以往重治療輕預(yù)防的模式,讓大家重視日常的健康管理,把健康保健放在首位,能有效減少病發(fā)的概率。再說,通過醫(yī)療網(wǎng)絡(luò),能真正減少去門診就醫(yī)的人數(shù)。而這正是新醫(yī)改想要達(dá)成的目標(biāo)。
基于數(shù)字化醫(yī)療優(yōu)越的產(chǎn)業(yè)前景,張黔和國內(nèi)一家新興的醫(yī)療信息化公司進(jìn)行合作主推遠(yuǎn)程無線健康監(jiān)護(hù)平臺(tái)。通過這一平臺(tái),人們可以用多個(gè)無線生理體征檢測儀器隨時(shí)隨地進(jìn)行微體檢,監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過藍(lán)牙發(fā)送到指定的手機(jī)上,再由手機(jī)把數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生,醫(yī)生看完體檢數(shù)據(jù)將回復(fù)一份檢測報(bào)告,告知患者身體的狀況和應(yīng)該注意的事項(xiàng)。
“利用自己所取得的研究成果,運(yùn)用到工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中,尤其是運(yùn)用到數(shù)字化醫(yī)療這個(gè)領(lǐng)域,幫助提升這一領(lǐng)域的發(fā)展前景,最終提升人們的生活幸福感,這是我一直追尋的目標(biāo)。”
在計(jì)算機(jī)科研領(lǐng)域,劍橋大學(xué)計(jì)算機(jī)女科學(xué)家KarenSparckJones的名言廣為流傳:“計(jì)算機(jī)是如此重要,因此不能把它只留給男人去做!”計(jì)算機(jī)世界如此多嬌,引無數(shù)女英雄競折腰。
而張黔,不正是為計(jì)算機(jī)世界折腰的女英雄么?