丘成桐院士领衔数学应用助力南京科技创新南京应用数学中心建设成果显著

8月5日，第九届世界华人数学家大会在南京闭幕当天，世界华人数学家大会主席、中国科学院外籍院士丘成桐专程赶到位于麒麟科创园的南京应用数学中心，就中心目前工作、下一步计划开展交流讨论。

南京应用数学中心是在南京市委市政府大力支持下，麒麟科创园和东南大学共同发起设立的具有独立法人资格的新型研发机构，由丘成桐院士担任中心主任，2020年8月7日正式揭牌。2年时间过去，中心建设进展如何？取得了哪些阶段性成果？记者进行了实地探访。

5日上午10点，南京应用数学中心五楼实验室内，几名东南大学学生正利用遥控手柄操控调试一台无人机。和市面上常见款相比，这台无人机看上去有些特别，它头顶和两侧都有螺旋桨，底部还加装了两个圆环。

“这是我们研发的新型两栖无人机，既能在空中飞，还能在地上跑，已经申报了专利。”东南大学教授李新德介绍，这台无人机采用了两轴飞行器结构，中间的桨提供升力，两侧的桨调整姿态，确保它在空中运行能够自稳、不偏航。当无人机穿越丛林、管道或在陆地上跑动时，两侧螺旋桨会变换方向，通过控制其差速转，能为底部两个圆环提供滚转的动力。

除了两栖无人机，中心还设计并生产出国内第一台软体喂食机器人样机，可对视野中的人脸位置进行检测，从而对嘴部位置进行定位，进行自动精确喂食，更好地满足老年及残疾人餐饮需求。目前，系统样机测试已达到预期效果，正在进一步进行人的表情、情感研究，实现喂食机器人与人的互动。

李新德说，当前社区、养老院、康复中心等室内动态以及复杂场景下智能机器人自主服务需求越来越迫切，团队为此开展了基于数字孪生的自主服务机器人虚实交互学习的关键技术研究，解决服务机器人自主进化与智能增长等基础性问题，“我们的目标是2年内突破自主学习服务关键技术，5年内落地面向养老服务的产品，如机器人自主喂食、自主洗澡等。”

记者在采访中获悉，自主服务机器人之所以能在各行各业“大展身手”，靠的是强大的算法支撑，其背后基础还是数学。

数学，作为一门核心的基础科学，在探索客观自然规律、解决当代社会发展中的重要应用问题、推动社会生产力的发展方面发挥着日益重要的作用。丘成桐院士呼吁，要重视数学和基本科学在应用科学中的重要性。在他看来，互联网、人工智能等技术，其背后的重要工具其实都是数学，而当下广为流行的深度学习存在不少问题，例如过度依赖大样本、可解释性差、容易受欺骗等，要想解决这些问题，需要对相关数学理论进行深入研究。

肩负着大力推动数学科学与工程应用、产业化的对接融通的使命，南京应用数学中心自成立以来，便将人工智能算法、加密算法、量子计算、重要应用问题的数学建模和分析、工程解决方案等作为重点研究领域，开展相关的数学理论和方法及应用基础的研究。

“中心特别重视应用数学方法在解决国民经济重要问题的应用，目前已设立自主服务机器人、计算几何及应用、大规模科学计算与介质成像、电网大数据与电力系统高性能计算四个主要研究方向，聚集各类人才50余人。”南京应用数学中心常务副主任刘继军介绍，2年间，中心共发表47篇高水平学术论文，取得国家发明专利3项，获得中国自动化学会科技进步一等奖1项，国际发明展金奖1项、银奖1项。

南京应用数学中心也得到了市委市政府的高度关注和支持，今年1月发布的2022年南京市委一号文件《关于深入推进引领性国家创新型城市建设的若干政策意见》明确提出，要“全面提升基础研究能力”，其中很重要的一点就是“推进南京应用数学中心建设”。

刘继军表示，未来中心将在3D医学影像分割、新型材料的电磁计算、生物医学成像建模与计算、图像处理、智能电网高性能计算、喂饭机器人等方面开展持续而深入的学术研究，同时加快多学科交叉研究，推动中心项目产业化进程，“中心持续关注科技发展的前沿领域和社会发展的重大战略需求，在充分论证的基础上，将不断启动具有前瞻科学意义和重要应用前景的新的研究方向。”