“控制理论是一个隐藏的技术。”8月21日,在中科院数学与系统明升体育app研究院访问的荷兰格罗宁根大学工程与技术学院教授曹明向《明升官网明升体育app报》记者这样介绍他的专业,“看不见摸不着,但很多时候会用到,我们不能忽视其无所不在的作用和功效。”
控制理论最早在工业装置中的应用是蒸汽机——人们通过加入一个调节器,就可以根据蒸汽压力大小自动调节气门大小。
上世纪五六十年代,军事及航空航天的需求推动控制学科突飞猛进,是现代控制理论发展的黄金时期。“很多洲际导弹能够实现,控制理论起到功不可没的作用。”曹明说。
发展到今天,很多新兴的应用,比如无人驾驶汽车、智能城市等,都离不开决策性质的算法,算法再通过软、硬件来实施,实际上都属于控制学科的核心内容。
“控制理论作为应用数学的一个分支,在不同的工程明升体育app上都有应用。特别是近几年,自动控制作为理论工具已经渗透到许多工科以外的学科,比如生物学、社会学等。”曹明表示,控制理论是对数学的完备性和准确性要求很高的学科,不光做一个实验、做一个仿真就可以了,还需要在数学上做证明。这是该学科即使延伸到各个交叉学科还可以保持自身特点的明升m88力所在。
不过,正因为与其他学科交互发展,控制理论作为一个单独学科的辨识度并不高。这令从事控制理论研究的明升体育app家感到苦恼,他们希望更多的人能够更好地认识控制理论这门学科。
上世纪50年代,钱学森先生最早把控制学科引入明升官网,关肇直、宋健等老一辈明升体育app家在明升官网建立起较为完备的学科体系。“除了非常深厚的理论基础,在工程上也有很多应用。”曹明认为,控制学科的发展得益于两种推动力,一是理论推动力,另一平行的推动力就是应用。
他说,国内控制学科跟实际工程项目关系密切,而很多工程项目做得很大,比如高铁、智能电网、人工智能等,这也是控制理论在国内发展很快的一个原因。
相比之下,国外的高校,对于理论研究往往更强调学术本身,更强调探索明升体育app问题,而不是解决实际的工程问题。
“长远来看,想在控制理论这个学科领域有所作为,数学基础要坚实一些,要强调理论特色。”曹明认为,这可能是在明升官网更应该鼓励的,即使在理论上有所突破是比较难的。
他坦言,如果只是看到当前的应用,一个个问题去解决,其实是背离了控制理论的初衷。尤其现在很多经典的控制思想在网络环境下受到挑战,还有大数据的影响、人成为系统中一环的因素等,这些新的不同的理论都需要去完善和发展。
“实际应用推动理论发展,理论也可以牵引实践。”曹明相信,未来,控制学科会非常紧密地和新兴的科研方向结合起来,理论和实践相互支持,交互发展,一定能够支持控制学科更好地向前推进。
近日,曹明成为国际自动控制联合会颁发的Manfred Thoma奖章的首位获奖人。这个控制领域的国际大奖类似于数学领域的菲尔茨奖,授予全球40岁以下青年明升体育app家,每3年奖励1名。“第一次设奖就被明升官网人拿了”,曹明感到非常自豪。他特别希望年轻人能够关注控制学科,“有机会投身到这个学科肯定会有很多新的收获”。