【青年才俊】朱松:人脑是如何工作的?

发布者:系统管理员发布时间:2015-12-17浏览次数:228


编者按:近年来,我校大力推进高水平的师资队伍建设,引进了一大批年轻教师。经过一段时间的发展,这些青年教师在自己的学科领域均做出了不凡的业绩。11月23日、26日下午,学校在行健楼C604会议室召开首次优秀青年教师学术发展研讨会,遴选了九位青年教师分别作报告。本专栏将陆续刊登他们的先进事迹,以飨读者。


人物简介:朱松,1982年7月出生,理学院副教授,硕士生导师。2010年12月博士毕业于华中科技大学系统工程专业,2011年3月来校参加工作。在国内外10余种重要学术期刊上以第一作者或通讯作者发表学术论文30余篇,其中SCI检索20余篇,有18篇被ESI收录,论文被引用120余次。主持的科研项目包括国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金、江苏省博士后基金、中央高校基本科研业务费等9项,参与国家自然科学基金4项。兼任中国自动化学会控制理论专业委员会随机系统分委员会委员,中国自动化学会青年工作委员会委员。入选校第九批优秀青年骨干教师,获校促进就业先进个人、校教学成果特等奖(排名第四)等荣誉称号。


“人脑是如何工作的?”“人类能否制作模拟人脑的人工神经元?”

多少年以来,人们从医学、生物学、生理学、哲学、信息学、计算机科学等各个角度试图认识并解答上述问题。

我校理学院朱松就是其中一员。

他以其数学、控制科学等交叉的学科知识,探索着更加完善、性能更加优越的神经网络模型,探索着人脑的秘密。


学习数学有兴趣

古语有云,知之者不如好之者,好之者不如乐之者。朱松凭对数学有着浓厚兴趣,与数学结下了不解之缘。

朱松小时候就很贪玩,也爱凑热闹,学习成绩相当糟糕。数学是他最怕的课,圆的面积,甚至九九乘法表他总是背不过来。朱松自嘲地说,“因为成绩每次都是班级垫底,不知道挨了多少次的训斥,多亏了父母宽容。”

到小学五年级之后,朱松对数学渐渐产生了兴趣,并对所熟悉的数学家产生了无限崇拜和敬仰之情,他的数学成绩慢慢有些起色,并逐渐爱上了数学,数学成绩日益突出。

朱松的学习成绩一直很偏科,在高中阶段英语就没有及格过。“高考时人品大爆发,英语竟然考了88分(总分150)这也是我高中阶段的英语最高分。”朱松诙谐地说道。

2000年9月,朱松考上了徐州师范大学,并就读自己喜欢的专业——数学。

因为喜欢,朱松就像上紧了发条的小马达,干劲十足,浑身似乎有永远使不完的劲儿,走路都好似踩着风火轮。在大学的4年时间里,朱松每天是宿舍起床最早的,匆匆吃完早饭后,他就去背英语,学习专业课。就这样坚持了4年,朱松的成绩一直保持专业前3名。

考研时,朱松以390的高分,全系第一名考入了华中科技大学数学系,师从胡适耕教授。

朱松充满感激地说:“读研期间,恩师每次授课都把相关知识融会贯通起来,令我们深深敬佩不已。在科研上,他给了我们宽松的环境,一直让我们在平和的心态下来进行科学研究。就这样,我硕士期间阅读了大量的专业及非专业的书籍。”

2007年,朱松考到了华中科技大学控制科学与工程系攻读博士学位,师从沈轶教授,从事稳定性理论研究。

研究不可能一帆风顺,事事如意。刚开始朱松自己选了一个供应链库存控制系统进行研究,然而“期间遇到无数的困难、苦闷,课题一直进行不下去,如果丢弃该方向则感觉太可惜。到了后期每天晚上持续失眠,这是我整个博士期间最糟糕的阶段。”朱松陷入了那段过往的沉思中。

就这样,朱松围绕该课题犹犹豫豫了一年半时间。2009年1月,沈轶教授果断建议朱松换到随机不确定控制系统进行研究。随后,朱松用了2年时间努力钻研,期间发表了5篇SCI文章,获华中科技大学优秀博士论文创新基金。

“在这个过程中,恩师沈轶教授给了我极大的耐心,每次都安慰我,鼓励我,给了我宽松的环境。”朱松感激地说。

回顾学习经历,朱松表示,成长的过程中经历了痛苦、失落、沮丧、喜悦,收获最大的是,坚持不懈的努力同时要保持良好的心态。


科学研究入境界

经过十多年科研经历的磨砺,朱松认为,科研需要经历四种境界:痛苦、乏味─先痛后快─痛并快乐着─快乐的。

多少年来,人们在探究大脑的过程中,逐渐形成了一个新兴的多学科交叉技术领域,称之为“神经网络”。这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。神经网络的研究涉及众多学科领域,这些领域互相结合、相互渗透并相互推动。不同领域的科学家又从各自学科的兴趣与特色出发,提出不同的问题。

朱松的工作则是利用数学、控制科学等相关知识,用数理方法探索功能更加完善、性能更加优越的神经网络模型,深入研究网络性能指标,如:稳定性、无源性、耗散性、鲁棒性等;开发新的网络数理理论,如:神经网络动力学等。

目前朱松的研究方向有:随机系统稳定性、神经网络、忆阻器非线性性质。它们属于数学与信息学科交叉学科,稳定性的研究是自动控制理论中的一个基本问题。稳定性是一切自动控制系统必须满足的一个性能指标,它是系统在受到扰动作用后的运动可返回到原平衡状态的一种性能。

朱松研究的课题是系统受到干扰作用下的稳定性,探寻为了实现控制目标,应如何建立系统的模型,分析其内部与环境信息,采取何种控制与决策行为。在此方向上,根据能量消耗速率的快慢提出了指数无源性概念,利用该概念能沟通稳定性和无源性的桥梁,发表的文章他引35次。

科研,即科学研究(re-search),“反复”的search。一个“反复”,即道出了过程的艰辛与无奈,也道出了researcher的自豪与喜悦。

作为一个在国内外著名期刊发表学术论文近40余篇的高手而言,朱松也遭遇过研究课题迟迟进展不顺的无奈、投稿不顺的打击。

朱松讲述道,在指导研究生罗威威创作论文过程中,他常常与该生讨论程序代码,有时为了编出一小段代码熬夜到凌晨2点。功夫不负有心人,经过三个月的科研攻关,终于把MATLAB仿真给做好了。文章投稿至神经网络顶尖杂志《Neural Networks》,三个审稿人对结果大加赞赏,文章顺利接收并发表。“期间所遭遇的所有痛苦一扫而空。”朱松笑着说。

他指导的罗威威同学目前在哈尔滨工业大学航天学院攻读博士学位,钟凯同学即将奔赴大连理工大学控制科学与工程学院攻读博士学位。“看到学生的不断成长,以及遇见、结识与自己志趣相投的人,相互之间的交流会给科研工作者带来莫大的快乐。”朱松表示。


站好讲台有妙招

除了承担大量的科研工作之外,朱松还承担着数学系繁重的教学任务。目前朱松承担过的课程共有9门,年平均教学工作量约220学时,但是朱松对此毫无怨言。

和许多新教师初登讲台时一样,朱松也曾经一度高度紧张,焦躁不安,语速较快,教学效果并不太好。但是他坚持认真备课,反复钻研教材,虚心向教学效果好的老师咨询取经,广泛阅读教育和教学理论方面的书籍,吸取其中的精髓。

在讲授本科生“概率论与数理统计”期间,有学生问起利用二维联合分布函数的性质来求解分布函数中未知参数等价性问题,当时朱松一时解释不了这个原因,就及时虚心地在教学法活动中向周圣武教授请教。

“教学是一个教中有学、学中有教的过程,只有自己彻底理解知识点,才有可能用最通俗的语言把它表述出来,学生能顺利理解、应用,只有这样,教与学才能相得益彰。”朱松如是谈起教学体会。

如今,朱松在课堂上能够收放自如,学生们如沐春风,如饮甘醇,评价越来越好。


时光荏苒,朱松到矿大已工作4年多了。他无比深情地说:“徐州是我的第二故乡,我早已经深深爱上了这个城市,更爱上了我奋斗的这片热土。矿业大学历经艰辛,颠沛流离,却依然薪火相传,弦歌不辍。这种精神永远激励着我们年轻一代不停地拼搏奋斗。”

朱松也表示,自己无比庆幸生活在理学院数学系这个温馨的大家庭。学科设置齐全,同事之间拥有简单且融洽的人际关系。团队之间分工明确,同时又能通力合作。刘文斌教授、江龙教授、周圣武教授、王登银教授等一大批资深教授,正以一流的学术水平及独特的人格魅力带领着数学系这个大家庭努力奋进。希望理学院未来发展更好,学校早日进入国际一流大学行列。


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