2024计算机前沿技术研究生创新示范课程精彩回顾II

2024年9月28日下午，西北工业大学的郭斌教授为我们带来了一场精彩的讲座，主题聚焦于“嵌入式智能计算”这一前沿领域，深入浅出地探讨了相关背景、现有挑战以及最新成果。郭教授的讲解清晰而精炼，不仅加深了我们对嵌入式智能的认识，同时也为未来的研究工作开辟了新的视野和思路。

郭教授首先向我们介绍了嵌入式智能计算的背景。随着时代发展，众多领域如智慧城市、公共安全、环境监测、军事国防等，对计算的时效性、隐私保护等方面提出了更高的标准。在这样的情境下，嵌入式智能系统的优势日益显著。与集中式的云计算不同，终端设备上的计算面临着环境动态变化、资源受限等难题，如何协调受限的资源供给与复杂任务需求成为了关键挑战。围绕这样的背景，郭教授向我们展示了一系列研究成果，并鼓励我们从多角度进行系统层面的思考与探索。

针对终端智能面对不同环境的自适应问题，郭教授向我们讲解了多变体自演化模型训练，以不同粒度进行自适应模型压缩，并采用一套联合训练策略，最终降低变体演化成本、灵活进行细缩放架构调节并提升搜索多样性；另一个设计是运行时的可伸缩算子融合，从计算图着手，将存在数据依赖的“生产者-消费者”算子按需融合，以达到算法与底层算子调度的跨层优化，从而减小计算与访存开销、提升实时性。

挖掘异构情景与模型性能的关联映射、实时选择最优推理模型，对于实际中的系统落地部署至关重要。为此，郭教授团队提出了AdaEvo框架，充分挖掘动态情景、资源与深度模型间的耦合作用机理，并设计自适应决策部署机制；紧密结合业界，与华为合作进行云—边—端协同潜藏情景挖掘和超网—子网映射模型演化，探索边端智能部署通用增效方案。

分布式训练和联邦学习一直是研究的热点。为了提升分布式训练效率，郭教授团队提出CrowdLearning框架，聚焦于分布式感知数据分发和模型层次化分配，在达到相同精度的条件下取得了低时延、低通信开销的优势；当下的联邦学习逐渐由“单中心—多客户”的经典架构发展为多移动边缘网络，设备可以在独立的边缘网络之间移动，此时的挑战在于如何实现跨网络的联邦持续学习。郭教授团队提出Cross-FCL框架，具有跨边缘知识的迁移策略与聚合模式，成功实现了联邦学习与持续学习的融合。

郭教授还向我们展示了CrowdHMT人机物融合群智计算开放平台，让我尤为印象深刻。该平台由西北工业大学智能感知与计算工信部重点实验室以及陕西省嵌入式系统技术重点实验室组织研发，对嵌入式智能计算的多种典型场景进行了系统实践并对关键内容开源，为相关工作者提供了良好的实践平台和交流社区，无疑对研究者共同探索构建“人-机-物协同融合”的未来智慧空间做出了巨大贡献。

总而言之，此次讲座使我受益匪浅，让我对整个嵌入式智能计算领域有了更为清晰的认识，我也非常荣幸能够在现场聆听郭教授的讲解。在日后的科研工作中，我也将保持好奇心与探索欲，努力学习前沿知识，尽微薄之力为自己的研究领域做出贡献！

2024计算机前沿技术的第二堂课，主题是“移动计算”，来自北京邮电大学的王尚广教授带来了题目为《面向太空数据中心的卫星计算研究》的报告，带我们认识了卫星计算这一研究领域，并介绍了这一领域研究和应用上的探索。

王教授首先从卫星系统与计算机系统的异同入手，介绍了卫星的基本知识。卫星平台虽然具有推动系统、姿轨控制系统等计算机系统所没有的子系统，却也有着通信系统、指令及数据处理系统等我们计算机专业研究者熟悉的名词，这启发我们用计算机专业的知识去赋能卫星科技的发展，是学科交叉的一个良好范例。

接下来，王教授指出了卫星计算研究的迫切性：相比于美国，我国的地面站数量较少，而随着用于遥感、监测等任务的卫星数量的持续增加，卫星产生的数据量已经超过了星地之间通信链路的承载能力，这就呼唤着数据在轨预处理技术等卫星计算技术的研究。

王教授进一步列举了卫星计算的几个子领域：星上计算、星间计算、星地计算和站地计算，并用一个顺口溜总结了这几个子领域存在的挑战：“星上计算多受限、星间计算多频繁、星地计算难透传、站地计算融合难”。王教授重点针对“星上计算多受限”分享了自己团队的研究探索：包括星载能耗优化、资源受限的对地目标检测、星地协同联邦学习训练架构以及星地数据融合的路网构建等。

此外，王教授还分享了卫星计算的应用探索，具体来说，介绍了星载5G核心网系统、云原生卫星平台和天算星座等多个世界领先成果。王教授重点强调：“地上千仿万算，不如星上跑一遍”，这也警示着我们在今后的研究工作中，要注重实践和实际操作，“get our hands dirty”，从现实中发现问题，然后解决问题。

最后，王教授介绍了关于卫星操作系统、太空服务器等近期工作，并表达了“让卫星变成带翅膀的计算机”的美好愿景，希望祖国“天上有星，地上有站，中间有智算”。王尚广教授的这次讲座，让我见识到了计算机技术与卫星技术的融合，让我对移动计算和多学科交叉有了更深的认识。随着信息时代的不断发展，数据正在以前所未有的速度增加，卫星计算等边缘计算技术能够有效缓解通信瓶颈等问题，必将大有可为。

CSSE