李明麗

視覺(jué)是人們獲取信息的主要來(lái)源，以圖形可視化的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)有助于人們識(shí)別復(fù)雜模式，是人類探索自然、從事科研的重要手段。然而數(shù)據(jù)本身并沒(méi)有形態(tài)，只有通過(guò)設(shè)計(jì)才能夠轉(zhuǎn)換成可視化圖形，由此衍生出了“信息傳達(dá)設(shè)計(jì)”這一信息學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)及認(rèn)知學(xué)相交叉融合的研究方向。在同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)意學(xué)院副院長(zhǎng)曹楠教授的心中，這是一個(gè)美妙的領(lǐng)域，它有機(jī)地把藝術(shù)設(shè)計(jì)與信息科學(xué)融合在了一起。他認(rèn)為，好的可視化設(shè)計(jì)就像是一張精美的有關(guān)數(shù)據(jù)的肖像畫，可以促進(jìn)信息的理解、溝通及分享。

經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，針對(duì)不同數(shù)據(jù)類型的可視化方案被設(shè)計(jì)出來(lái)，并被廣泛應(yīng)用到信息安全、智慧醫(yī)療、智能制造等關(guān)乎國(guó)家重大需求且與人民生活息息相關(guān)的領(lǐng)域當(dāng)中。圍繞信息認(rèn)知理論及圖形呈現(xiàn)技術(shù)的相關(guān)研究因?yàn)槠渲匾远啻纬蔀閳D靈獎(jiǎng)（1975年、1988年、2019年）及諾貝爾獎(jiǎng)（1978年、2014年）的獲獎(jiǎng)主題，具有重大的科學(xué)價(jià)值與研究意義。2018年，美國(guó)將“可視分析、自動(dòng)分析方法、上下文感知計(jì)算”列入出口管制框架，對(duì)我國(guó)實(shí)施技術(shù)封鎖。推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新也被列入“十四五”、新一代人工智能等國(guó)家發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中。曹楠認(rèn)為，研究具有自主產(chǎn)權(quán)的智能化信息傳達(dá)設(shè)計(jì)方法與技術(shù)對(duì)我國(guó)在人工智能時(shí)代中發(fā)展更先進(jìn)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)及分析技術(shù)具有重要意義。

曹楠（左三）與團(tuán)隊(duì)成員及合作伙伴的合影

懷揣夢(mèng)想，醉心計(jì)算機(jī)科學(xué)研究

“我從來(lái)沒(méi)有想過(guò)有一天會(huì)成為設(shè)計(jì)學(xué)院的教授”，當(dāng)被問(wèn)到是怎樣開始從事今天的工作時(shí)，曹楠坦率地回答。這是因?yàn)樵谒男闹?，一直有一個(gè)“計(jì)算機(jī)夢(mèng)”。

1993年的春天，父親送給13歲的曹楠一臺(tái)二手的配置有Intel 80286 CPU芯片及1MB內(nèi)存的個(gè)人電腦。雖然這是一臺(tái)現(xiàn)在看來(lái)連手機(jī)都不如的“老爺機(jī)”，但在那個(gè)年代，普通人擁有一臺(tái)這樣的電腦并不是一件尋常的事情，這讓曹楠格外珍惜，也正是它徹底改變了曹楠的人生。從那以后，各類電腦書籍一直伴隨著他的左右。計(jì)算機(jī)科技日新月異，讓這個(gè)少年感到無(wú)比新奇的同時(shí)也在他心中深深地埋下了一顆科研的種子。

2005年的夏天，碩士尚未畢業(yè)，曹楠便從4000余名競(jìng)爭(zhēng)者當(dāng)中脫穎而出，收到了來(lái)自IBM“青出于藍(lán)”計(jì)劃的工作邀請(qǐng)。他懷揣著心中的夢(mèng)想，與其他21名入選計(jì)劃的成員一起，開啟了與這個(gè)“藍(lán)色”巨人的一段不解之緣。在那里，他第一次接觸到了數(shù)據(jù)可視化這個(gè)領(lǐng)域，并被它深深吸引。通過(guò)分析、設(shè)計(jì)、布局、渲染等一系列操作，數(shù)據(jù)就能從抽象的數(shù)字符號(hào)轉(zhuǎn)變成一幅直觀且可交互的可視化“圖形”，實(shí)現(xiàn)“一圖勝千言”的信息傳達(dá)效果。對(duì)曹楠而言，這無(wú)疑是一件非常新奇有趣的事情。從那時(shí)起，學(xué)習(xí)探索可視化領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)便成了他最大的樂(lè)趣，時(shí)常令他廢寢忘食。在不懈的努力與堅(jiān)持之下，1年后，他為IBM中國(guó)研究院（IBM CRL）開發(fā)出了第一套通用數(shù)據(jù)可視化框架，并圍繞這項(xiàng)研究獲得多項(xiàng)IBM創(chuàng)新成果獎(jiǎng)，這套框架也成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最早的可視化平臺(tái)之一。

隨著研究的深入，工程技術(shù)上的探索已經(jīng)無(wú)法滿足曹楠的求知欲了。對(duì)更深層次理論知識(shí)的渴望，讓他在30歲時(shí)毅然辭去了在IBM中國(guó)研究院的工作，全職加入香港科技大學(xué)，在屈華民教授的指導(dǎo)下攻讀博士學(xué)位。長(zhǎng)期的技術(shù)積累及屈華民老師在學(xué)術(shù)上的諄諄教誨，讓曹楠在科研上如魚得水，僅用兩年半的時(shí)間便取得了博士學(xué)位，并因博士期間在復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系可視分析技術(shù)上取得的突出成績(jī)，獲得了由香港科技大學(xué)工學(xué)院頒發(fā)的“博士杰出研究獎(jiǎng)”，成為計(jì)算機(jī)系歷史上第二位獲得這一獎(jiǎng)項(xiàng)的學(xué)生。

求學(xué)期間，曹楠從未間斷與IBM的科研合作，他與時(shí)任美國(guó)IBM T.J.沃森研究院研究員孫冀萌博士、大衛(wèi)·戈茨（David Gotz）博士（現(xiàn)分別任美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校計(jì)算機(jī)系教授及北卡羅來(lái)納大學(xué)信息學(xué)系教授）等人一起設(shè)計(jì)研發(fā)了交互式醫(yī)療知識(shí)圖譜可視呈現(xiàn)系統(tǒng)FacetAtlas并得到了廣泛的應(yīng)用，在畢業(yè)后正式加入了T.J.沃森研究院，成為一名研究員。歷史上，從IBM T.J.沃森研究院中共走出過(guò)6位諾貝爾獎(jiǎng)得主及6位圖靈獎(jiǎng)得主。他們?cè)谟?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、軟件工程、編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)等領(lǐng)域作出了卓越的貢獻(xiàn)。可以說(shuō)，這里是人類現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)源地之一。在這里的工作學(xué)習(xí)生活，讓曹楠接觸到了更多領(lǐng)域中的前沿問(wèn)題，也讓他對(duì)自身研究的方向及人生的意義與價(jià)值有了更加深遠(yuǎn)的思考。2015年夏天，曹楠因?yàn)樵谏缃幻襟w可視分析方面出色的科研工作及顯著的科研成果，獲得了“IBM杰出技術(shù)成就獎(jiǎng)”，這是IBM頒發(fā)給研究人員的最高技術(shù)類獎(jiǎng)項(xiàng)。也就是在這一刻，曹楠決定：“是時(shí)候該回家了?！?/p>

心系祖國(guó)，投身設(shè)計(jì)學(xué)交叉領(lǐng)域

2016年年初，懷揣著對(duì)祖國(guó)的思念及對(duì)年邁父母的牽掛，在外游學(xué)、工作十余年的曹楠決定放棄在美國(guó)優(yōu)厚的待遇與舒適的生活，辭職帶著全家回國(guó)發(fā)展。這時(shí)，時(shí)任同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)意學(xué)院院長(zhǎng)婁永琪教授（現(xiàn)任同濟(jì)大學(xué)副校長(zhǎng)）拋出了橄欖枝。婁院長(zhǎng)豁達(dá)的人生態(tài)度及高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)術(shù)視野，深深感染了曹楠。他說(shuō)：“要為人生的意義和世界的未來(lái)而學(xué)習(xí)和創(chuàng)造?！痹谶@樣的信仰下，同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)意學(xué)院用短短10年的時(shí)間，便位列全球QS排名第12位，站在了設(shè)計(jì)學(xué)科的前沿。敏銳的科研直覺(jué)讓曹楠意識(shí)到，把人工智能、大數(shù)據(jù)等計(jì)算機(jī)學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)相交叉融合，將能夠在更多關(guān)乎國(guó)家重大需求的重要領(lǐng)域作出更為突出的貢獻(xiàn)。這一年，曹楠加入了同濟(jì)大學(xué)，成為一名“設(shè)計(jì)學(xué)”領(lǐng)域的教授，而他兒時(shí)有關(guān)“計(jì)算機(jī)”的夢(mèng)想，也因?yàn)檫@個(gè)決定變得可“設(shè)計(jì)、交叉”了起來(lái)。

“做切實(shí)有用且系統(tǒng)深入的研究”是曹楠經(jīng)常告誡學(xué)生的一句話。在同濟(jì)大學(xué)工作的6年多時(shí)間里，曹楠針對(duì)信息傳達(dá)設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度低，影響數(shù)據(jù)可視呈現(xiàn)與分析效率這一領(lǐng)域內(nèi)的國(guó)際性難題，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)腳踏實(shí)地地開展了一系列理論及技術(shù)研究。他基于認(rèn)知科學(xué)中有關(guān)敘事可以激發(fā)聯(lián)想增強(qiáng)理解與記憶的相關(guān)理論，提出了通過(guò)構(gòu)建敘事性可視化來(lái)提升信息傳達(dá)效果的科研方案，并做出了自動(dòng)數(shù)據(jù)內(nèi)涵洞察、智能可視化設(shè)計(jì)生成及自動(dòng)敘事邏輯編排三個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了有內(nèi)涵、好理解、易傳達(dá)的敘事性可視化自動(dòng)生成技術(shù)，在領(lǐng)域內(nèi)的重要會(huì)議上獲得2項(xiàng)最佳論文獎(jiǎng)及6項(xiàng)最佳論文提名獎(jiǎng)，并研發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能可視數(shù)據(jù)探索分析系統(tǒng)，被遍及50余個(gè)國(guó)家/地區(qū)的4000余位用戶用于分析來(lái)自金融、醫(yī)療、教育、工業(yè)、娛樂(lè)、體育等十余個(gè)領(lǐng)域的數(shù)萬(wàn)份數(shù)據(jù)，相比于具有壟斷地位的美國(guó)商務(wù)智能軟件Tableau（已于2021年年底退出中國(guó)），系統(tǒng)提拱了自動(dòng)數(shù)據(jù)敘事與探索的能力，從而提升了可視分析的效率及信息傳達(dá)的效能。系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也被應(yīng)用到了華為、阿里等企業(yè)的商務(wù)智能產(chǎn)品當(dāng)中，服務(wù)于十余萬(wàn)用戶。

科研之外，曹楠也非常重視設(shè)計(jì)交叉學(xué)科的基礎(chǔ)教學(xué)工作。他在學(xué)院的支持下，于2017年設(shè)立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)“人工智能與數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)”碩士研究生專業(yè)方向，帶頭為同濟(jì)大學(xué)建設(shè)了“智能設(shè)計(jì)”博士生前沿交叉課程，并于2022年經(jīng)上海市教委批準(zhǔn)創(chuàng)立了“人工智能-媒體傳達(dá)設(shè)計(jì)”本科雙學(xué)位計(jì)劃。從無(wú)到有地建立了融“本—碩—博”于一體的智能設(shè)計(jì)交叉人才培養(yǎng)體系。近年來(lái)，專業(yè)所培養(yǎng)的學(xué)生多次獲得國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，畢業(yè)生曾多次獲得上海市優(yōu)秀畢業(yè)生的稱號(hào)，并投身到智能制造、互聯(lián)網(wǎng)、金融科技等各行各業(yè)當(dāng)中。更有優(yōu)秀的博士畢業(yè)生入選“華為天才少年計(jì)劃”、作為青年副研究員入職復(fù)旦大學(xué)、加入美國(guó)奧多比（Adobe）研究院及芬蘭國(guó)家人工智能研究中心等國(guó)內(nèi)外頂尖科研機(jī)構(gòu)。這些學(xué)生不僅在社會(huì)的各行各業(yè)貢獻(xiàn)著自己的力量，更是薪火相傳地把曹楠教授的“設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)”交叉融合的夢(mèng)想傳播到了世界各地，影響著更多的年輕人。