走向萬物互聯的未來
——記復旦大學信息科學與工程學院教授鄒卓

衛婷婷

無處不在的物聯網智能微系統、可穿戴設備、自動駕駛、自主機器人……人們日常使用的電器正在快速地更新換代。應用物聯網與自治系統的智能電子科技給人們帶來的便利體現在生活的方方面面。這是怎么做到的？在未來，人能與機器合二為一嗎？有了人工智能，人類會不會失業？普通人很難窺見其中的奧秘。

物聯網有效打破了以往的信息孤島，加速了人類交互方式的轉換。這種由多項信息技術融合而成的新型技術體系，被看作是繼計算機、互聯網之后，世界信息產業迎來第三次發展浪潮的標志。

作為這方面的專家，多年來，鄒卓主要從事面向物聯網與自治系統的智能芯片與系統研究，包括智能片上系統芯片架構、低功耗集成電路設計、神經擬態計算、智能系統集成與應用。而他的成長經歷與科研經歷，正與我國這一領域的發展緊密契合。

熱血少年，緣起興趣

鄒卓從小生活在大學校園里，周圍區域集聚了成都最早的高新技術產業，毗鄰20世紀90年代中期開始走向人們生活的個人電腦策源地——成都電腦城。也正因如此，在個人電腦剛興起的時候，鄒卓就每天都能在他放學必經的電腦城看到別人在組裝電腦了。對計算機的興趣，從此萌發。

鄒卓

“中學時，我買的書都是關于計算機的。1997年，我們家就開始用撥號上網了。我當時報高考志愿的時候填的全是與電子信息與計算機相關的專業。”鄒卓表示，正是這份癡迷與熱愛引導他走上了這條道路。

2005年，鄒卓取得北京理工大學（以下簡稱“北理工”）信息工程學士學位，這所大學濃厚的工科氛圍和務實的精神，也在他身上留下了深深的烙印。“本科4年培養了我的工程思維，也為我未來的科研工作打下了基礎。”鄒卓覺得北理工對他的影響是潛移默化的，以至于到現在他都認為自己首先是一名工程師，然后才是一名科學家。

做本科畢業設計的時候，一個偶然的機會讓鄒卓接觸到了瑞典皇家理工學院，頓時，一幅有關科研的全新畫面呈現在他面前。于是，大學畢業后鄒卓開啟了留學生涯。

十幾年前，在技術學科領域，國內外還存在一定的差距。“剛到瑞典的時候，不論是實驗室的條件，還是接觸到的新研究，都讓我覺得到了另外一個世界。”鄒卓不禁感嘆，如今，在技術學科的大部分領域，我國基本能與國際并跑，甚至在某些方面實現了領跑。

鄒卓在2007年取得瑞典皇家理工學院電子工程碩士學位后，又在2012年取得了瑞典皇家理工學院電子與計算機系統的博士學位。

“我比較幸運的是參與了一個瑞典的國家創新中心的工作，它和企業結合得非常緊密，這種創新模式的合作是垂直集成的，是產業鏈上下游的各種技術相互融合的、價值鏈上的合作。”鄒卓認為，這種模式的合作十分值得借鑒。而在國外的12年時間，林林總總的不同模式與流程，也極大地開闊了鄒卓的視野。

雖然瑞典的博士生培養流程一般需要花費4～5年時間，但時至今日，鄒卓開玩笑表示，要是再能多做幾年的博士生就好了。“博士讀到第四年和第五年的時候，正是科研能力最旺盛、視野最開闊的時候，再多讀個一年半載，就會出很多成果，為以后打下更好的基礎。”鄒卓說。事實上，讀萬卷書，行萬里路。這段在外的沉淀時光，雖然辛苦，但為他今后的發展埋下了堅實伏筆。

攀登高地，深耕科研

2017年，對于鄒卓來說是一個重要的時間節點。那一年，他結束了12年的海外學習、工作，回國開啟新的科研工作歷程。

“在瑞典，我所從事的領域當時在穩步前進，而國內在人工智能、物聯網這些領域的研究工作正在跑步向前。對我來說，我所掌握的技術能不能真正應用到生活中，這是最重要的。而在國內，這些技術更容易實現應用。”為此，鄒卓帶著先進的知識與理念回國，融入復旦大學的科研團隊，開啟了面向物聯網應用的智能芯片與系統方面的研究。

據《2020年中國智能物聯網（AIoT）白皮書》顯示，2019年，受益于城市端AIoT業務的規模化落地及邊緣計算的初步普及，中國AIoT市場規模突破3000億元大關。不過，現階段的AIoT技術離走向廣泛且成熟的應用仍有一段距離，從傳感器、芯片等核心器件，到工業信息系統的垂直集成，都尚有不少亟待突破的關鍵技術。當前AIoT的數據產生與智能處理能力之間存在鴻溝。

“我們能不能受到生物或者自然界的啟發，來實現更加高效、低成本的本地化感知與處理？”鄒卓在一次論壇中介紹，生物是效率非常高的計算和認知系統。以大腦為例，它是一個大規模并行系統，大約有860億個神經元，每個神經元有成千上萬個連接。受此啟發，他和團隊開展了面向AIoT的類腦芯片與神經擬態系統研究，希望借助類腦技術大規模并行、事件驅動、實時環境交互、感算存緊密耦合協同等特點，開發能夠如人腦般感知、傳遞、處理和運用信息的智能芯片與系統。

鄒卓團隊提出了以控制邏輯為中心的可重構處理架構，通過減少數據搬移來降低芯片功耗。基于這一架構，他們研發了領域專用可重構的低功耗處理器、物聯網邊緣AI加速芯片和基于片上網絡的神經形態計算單元。

在此基礎上，鄒卓團隊在物聯網智能系統與高可靠應用研究領域展開了研究，開發了自主容錯架構高可靠SoC及分布式物聯網系統。他們與航天八院合作研發的微納衛星芯片應用于末子級智能留軌平臺，于2017年11月隨“長征四號丙”運載火箭進入太空，成功展開了天基廣域物聯網留軌試驗；與德國博世（Bosch）集團中央研究院合作，開展健康物聯網與工業產品追溯等研究，完成了從論文專利到應用的轉化。

回國后這些年，鄒卓圍繞物聯網芯片與系統的高能效智能處理技術和應用做了很多事情。埋首科研之外，他還非常重視與企業的聯系。“在過去，科研人員與企業合作，似乎就會淪為企業的‘周末工程師’。現在，是科研單位需要為企業進行前沿研究的時候了。”鄒卓始終覺得與企業合作非常有意思。曾經鄒卓與德國博世集團合作時，冒出了一個很小卻很好的想法，需要的投入不多，最后居然形成了一個物聯網產品。這種經驗更堅定了鄒卓的想法——與企業合作，無論是對個人還是對學生的進步，都有非常大的影響。在鄒卓看來，企業的創新模式、對項目的管理方法和對項目的評估方式，都能促進自己的研究。“所以我一直是希望我的工作能夠和社會經濟接軌。”

科學技術唯有搬下高閣，惠及國家和人民才能真正實現其價值，鄒卓對此深信不疑。讓他感到高興和欣慰的是，這幾年回國，他通過努力離自己將所學所研推向應用并惠及普通老百姓的夢想越來越近。近年來，隨著國家對物聯網、人工智能、芯片產業重視程度不斷加深，市場規模不斷擴大。但由于我國芯片行業起步時間較晚，部分技術尚未成熟且主要依賴于國外廠商，急需技術突破創新來打破國外廠商的壟斷地位。“芯”之所向，行之所至，通過自己的實際行動，助力國家在智能芯片方面的創新突破，成為鄒卓堅定不移的努力方向。

靜待花開，書寫未來

導師的性格、為人處世的方式、對業界和對社會的看法都會深刻影響到學生。作為一名博士生導師，鄒卓從擔當起園丁育人角色的那一刻起，一直在努力全方位地培養自己的學生，包括學生的創新思維和對整個行業的認知理解，而不是把學生當成論文機器。“一個人的成長是需要時間的，我要尊重這個過程，不能拔苗助長。”鄒卓從自身的經驗出發，總是想把國外的一些好經驗帶回來，用在自己的學生身上。他希望學生的自我驅動力能更強一些。

鄒卓希望自己的學生能把博士研究看作一份事業，而自己更多的時候則把他們當成同事對待。“培養學生的職業感非常重要，并且他們要對從事的職業有認同感和尊重感，不能只把自己當成一個學生。”鄒卓最看重的是和學生的關系，以及團隊的氛圍，“要快樂科研，要有平和的心態；每一天都要過得有意義”。

除了培養博士生，鄒卓還堅持給本科生上課。事實上，他是復旦大學信息工程與科學學院引進人才里參與教學最多的老師之一。他給本科生上“電子系統導論”“計算機體系結構”兩門課，給研究生開了“低功耗集成電路設計”“嵌入式系統與應用”“智能計算系統”等多門課程，收到廣泛好評。如今，他指導的學生分別獲得“國家獎學金”“優秀博士候選人一等獎學金”“博世集團全球創新AIoT博士生獎”等榮譽。畢業的學生大多就職于華為、百度、阿里和科技部等公司及單位，切實服務于國家建設的需求。

做了多年科研，也獲得過許多獎，但是最讓鄒卓感到有成就感的事情是學生對他的認同，確切地說是對他課程的認同。“今年給本科生上課，有一名學生還發了一個視頻，表達了課程收獲的感悟和對教學團隊的感謝。我看到視頻，成就感遠比發篇文章、得一個獎更加強烈。”這讓鄒卓覺得自己不只是在埋頭干自己的事情，他還可以影響其他人，甚至影響到下一代。“看到他們都能找到很好的工作，發展得很好，作為一名大學老師，我感到很欣慰。”鄒卓說。

未來十年，物聯網與自治系統還將繼續面臨著大數據時代戰略性的發展機遇與挑戰。物聯網與大數據“握手”，不僅會使物聯網產生更廣泛的應用，也會在大數據基礎上延伸出越來越長的價值產業鏈。而鄒卓還將在這個科研領域中為了自己所熱愛的事業不斷鉆研，為“萬物智聯”貢獻力量！