吳應(yīng)清

石川

當(dāng)人們點擊購物網(wǎng)站上搜索框的那一刻，一個個與搜索人相關(guān)的推薦詞就會立刻出現(xiàn)。這些推薦詞精準(zhǔn)定位了人們的喜好和需求，不僅促進了購買欲望，同時也為電商平臺創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟價值。

這些神奇而便捷的功能是怎么實現(xiàn)的？它其實得益于一批又一批深耕數(shù)據(jù)分析科研工作者的努力，北京郵電大學(xué)教授石川是其中一員。據(jù)石川介紹，異質(zhì)圖是一種具有多種節(jié)點類型或多種邊類型的圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于刻畫復(fù)雜異質(zhì)對象及其交互，具有豐富的語義信息，為圖數(shù)據(jù)挖掘提供了一種有效的建模工具和分析方法。推薦詞的產(chǎn)生，正是由于用戶、商品和查詢詞之間存在著交互關(guān)系而產(chǎn)生了異質(zhì)交互圖，基于用戶的訪問信息、使用習(xí)慣等，可以進行更準(zhǔn)確的關(guān)鍵詞推薦。

如今，關(guān)于異質(zhì)圖的研究不僅在工業(yè)界中得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，也深入到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。它就像一棵枝繁葉茂的大樹，充滿生命力?？蛇@樣一棵大樹，曾經(jīng)也是一粒默默無聞的小小種子。

成長歲月——沉默的日子，是為了扎根

異質(zhì)圖的分析一開始并不是熱門的研究方向。石川接觸到這方面研究的時候，它正處于低谷期，在國際上也鮮有人關(guān)注，沒有人知道這項研究的未來在哪里，就這樣，石川成了當(dāng)時國際上少數(shù)幾個堅持研究的人。“我很看好這個方向，它提供了更好的建模方式，分析方法也很新穎，在一些應(yīng)用中也得到了不錯的效果。我一直在等待一個時機。”就這樣，在最初的時光里，石川一直默默地堅持在這個方向的研究中，就像一顆沉默的種子，等待遇到適合自己生根發(fā)芽的環(huán)境。

對于石川來說，堅持并不是一件意外的事。1997年，石川就讀于吉林大學(xué)計算機專業(yè)。那個年代，電腦是稀罕物，互聯(lián)網(wǎng)也剛興起。“在大學(xué)時我們做了一個組裝機，希望通過自己拆裝，了解電腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。我在裝機時機器冒煙了，把我嚇壞了，還好是數(shù)據(jù)線的問題不是核心部件壞了……還記得第一次接觸互聯(lián)網(wǎng)，電腦城為了吸引大家，允許免費上網(wǎng)10分鐘。排了半天隊，終于輪到我的時候，我發(fā)現(xiàn)自己根本不知道該怎么用，這些事情都讓我印象很深刻……”這些小故事也許只是日常生活的小片段，但也正是這一件件難忘的小事，讓石川真正走進了計算機的世界。

大學(xué)畢業(yè)后，石川沒有直接工作，而是決定考研。當(dāng)時，畢業(yè)后選擇繼續(xù)讀研的人并不多，這是一個“冷門”的決定。但石川卻選擇了去武漢大學(xué)繼續(xù)深造，正是這個選擇讓他真正喜歡上了做研究。在讀研期間，石川成為康立山教授的學(xué)生。康立山教授多年堅持做研究。耳濡目染下，石川漸漸產(chǎn)生了想從事科學(xué)研究的念頭。當(dāng)時，學(xué)校每周都有討論班，討論班崇尚自由平等的氛圍，石川在那里接觸了各種新思想，還發(fā)表了論文。碩士畢業(yè)后，他到中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所讀博士?！白x博剛開始我經(jīng)歷了一些挫折……是史忠植研究員給我了繼續(xù)學(xué)習(xí)的機會。也正是在這段時間里，我真正理解了勤奮和時間的重要性?！鼻髮W(xué)的經(jīng)歷幫助石川不斷進步，成了一個勤奮自律的人。

終于，改變?nèi)松氖虑榘l(fā)生了。2010年秋天，石川前往美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校進行博士后研究。在那里，他成為數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域泰斗俞士綸教授的第一個中國內(nèi)地訪問學(xué)者。也是在那里，他意識到了國內(nèi)外研究的差距，更加如饑似渴地學(xué)習(xí)。那時，異質(zhì)圖分析在國際上剛出現(xiàn)，石川就這樣開始了這項并不熱門的研究。異質(zhì)圖的研究在起步時，在國際上一直處于低谷，直到2016年、2017年，網(wǎng)絡(luò)表示學(xué)習(xí)的方式才漸漸開始在工業(yè)界使用。到了2018年，異質(zhì)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究更是迎來了爆發(fā)期，在工業(yè)界大規(guī)模應(yīng)用。石川等人多年默默堅持終于待到山花爛漫。

研究領(lǐng)先——向光而生，枝繁葉茂

雖然異質(zhì)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究在工業(yè)界是熱門，但石川和團隊要面臨的挑戰(zhàn)卻變得更多了。他們之前一直從事理論研究，并未真正接觸過工業(yè)界中的實際問題。擺在他們眼前的首個難題是到底該如何建模。作為國內(nèi)最早開始這方面研究的學(xué)者之一，石川沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒，只能依靠自己。他花費大量時間和精力與企業(yè)深入交流，逐漸了解業(yè)務(wù)。在經(jīng)歷了艱難而長期的摸索后，異質(zhì)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得以真正在工業(yè)界得到應(yīng)用。時至今日，石川所建立的異質(zhì)圖建模方法已經(jīng)在頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成功應(yīng)用了十幾個案例。

“在異質(zhì)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的研究，我們是國際上最早開始的。在理論上我們一直處于引領(lǐng)地位，在實踐上也是最早把異質(zhì)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運用到工業(yè)界當(dāng)中的。”除了在國際上最早取得理論與實踐的成就，石川團隊所建立的異質(zhì)圖建模和表示理論還解決了圖數(shù)據(jù)的復(fù)雜異質(zhì)結(jié)構(gòu)處理難題，不僅奠定了異質(zhì)圖建模的理論體系，還推動了復(fù)雜交互系統(tǒng)建模從同質(zhì)圖到異質(zhì)圖的轉(zhuǎn)變。

在學(xué)習(xí)模型方面，石川的研究也有突破性的成果。他提出了可信圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，緩解了圖結(jié)構(gòu)知識的可信學(xué)習(xí)難題，突破了圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的可信性瓶頸，探索了可信人工智能的實現(xiàn)途徑。除此之外，在技術(shù)平臺方面，石川設(shè)計了面向典型應(yīng)用的圖學(xué)習(xí)技術(shù)，研發(fā)了開源圖學(xué)習(xí)平臺，攻克了實際工業(yè)應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)知識利用難題，降低了圖學(xué)習(xí)的工業(yè)應(yīng)用門檻，極大地促進了圖智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用。不僅如此，石川還率先將圖建模與分析技術(shù)應(yīng)用到重要領(lǐng)域，除了上文提到的推薦系統(tǒng)以外，還有網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域。比如，異質(zhì)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)幫助支付寶中的花唄進行了風(fēng)險管理，從用戶、商家和手持設(shè)備三者之間構(gòu)成的異質(zhì)圖中分析出用戶的行為模式，以此來判斷用戶是否存在用花唄套現(xiàn)的風(fēng)險等。

曾經(jīng)小小的種子等到了屬于自己發(fā)芽的機會，它克服困難，破土而出，最終長成參天大樹，結(jié)出了碩大的果實。

造福社會——研究頂天，技術(shù)立地

從2018年至今，石川已將圖學(xué)習(xí)技術(shù)廣泛應(yīng)用到電商推薦、金融風(fēng)控、客戶營銷等業(yè)務(wù)場景中，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。2022年，由石川作為項目第一完成人研發(fā)的“大規(guī)模復(fù)雜異質(zhì)圖數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)與規(guī)?；瘧?yīng)用”項目獲得了中國電子學(xué)會科學(xué)技術(shù)科技進步獎一等獎。能夠取得如此優(yōu)異的成績，除了石川本人的努力之外，自然也離不開其優(yōu)秀的研究團隊。關(guān)于自己團隊的優(yōu)勢，石川認(rèn)為最重要的是圈內(nèi)耳熟能詳?shù)囊痪湓挕芯宽斕?，技術(shù)立地。

在研究上，團隊保持專注。正因為專注，團隊關(guān)于異質(zhì)圖的研究才在國際上保持領(lǐng)先。團隊始終秉持技術(shù)一定要有實用性的理念。研究不僅是為了發(fā)表論文，更重要的是要思考研究可以應(yīng)用在哪里，要落地。石川和他的學(xué)生會深入企業(yè)一線，和企業(yè)的業(yè)務(wù)人員進行深入地溝通交流，真正幫助他們解決實際中遇到的痛點問題。多年來，他們與諸多企業(yè)一直保持著良好的合作，研究取得的成果也真實地應(yīng)用在很多業(yè)務(wù)場景中。

從2011年石川走上研究異質(zhì)圖的道路開始，至今已有十幾個年頭。從最初的孤軍奮戰(zhàn)，缺少經(jīng)費和人才，發(fā)展到現(xiàn)在能夠創(chuàng)建實驗室，組建一支穩(wěn)定的團隊，石川一路走來實屬不易。他希望自己的實驗室能成為國際上同領(lǐng)域里知名的實驗室，做國際領(lǐng)先的研究。在實驗室老師和學(xué)生的建議下，實驗室最終起了一個響亮的名字——圖形數(shù)據(jù)挖掘與機器學(xué)習(xí)實驗室（GAMMA Lab）。同時，實驗室也創(chuàng)立了自己的公眾號，一方面推廣實驗室的研究成果，另一方面為宣傳圖計算領(lǐng)域的研究進展貢獻自己的力量。至今，公眾號已經(jīng)發(fā)表了原創(chuàng)文章130多篇，粉絲上萬，成為同領(lǐng)域老師、學(xué)生，以及企業(yè)界人士主要關(guān)注的內(nèi)容。

對未來，石川有著清晰的規(guī)劃：“在研究上，我還是專注于圖機器學(xué)習(xí)，希望在這個方向的研究上能夠在國際上擁有一席之地；在局部上，希望我們能夠起到引領(lǐng)作用；在產(chǎn)業(yè)界，我希望建立起國產(chǎn)圖學(xué)習(xí)的生態(tài)系統(tǒng)，讓圖學(xué)習(xí)得到廣泛的普及和應(yīng)用?！弊鳛轭I(lǐng)域里“一棵茁壯成長的綠樹”，石川和團隊愿意追尋希望的光芒，枝葉生根，深入土壤，生生不息，創(chuàng)造出一片更具生命力的“圖學(xué)習(xí)”森林。