【她是誰】
徐穎:博士,從事北斗相關(guān)研究工作十余年,是中科院光電研究院的研究員和博士生導(dǎo)師。
【精彩言論】
1、科研除了能夠求真和求成功之外,如果能夠證明哪個東西是錯的也是一種價值。就是說做了一個正確的事情,和排除了一些錯誤的事情,我們應(yīng)該要盡量把它放在同樣的位置上來講。
2、只要在一個事情上花的時間多了,在另一件事情上一定花的時間就是少的,所以是沒有辦法均衡的。那只能保證什么呢?那就保證干的每一件事情都是有意義的,花出去的時間不是白費的,這樣就行了?茖W(xué)普及這個事情也很重要,所以一定會花一些時間。
3、現(xiàn)在的小孩可能長大了想要當(dāng)明星,或者當(dāng)偶像,這也未必是出于一種愛好,純粹就是想站在一個被人崇拜的位置。從這種角度來講,這也是科學(xué)價值取向的一種流失。
4、室內(nèi)定位會是導(dǎo)航的下一個趨勢,不過室內(nèi)現(xiàn)在還沒有一個百分之百的,能夠適應(yīng)各種環(huán)境的一個特別有效的一個解決方法,這也是我們現(xiàn)在研究的一個重點。
5、我們現(xiàn)在正在研究“無縫導(dǎo)航”,希望能夠做到室內(nèi)外的無縫銜接。目前主要難點在于降低成本、自適應(yīng)環(huán)境等問題。我們已經(jīng)在手機(jī)上做了一套這樣的系統(tǒng),但還處于技術(shù)驗證的階段,離大規(guī)模應(yīng)用還有一段距離。
6、各個國家在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并沒有PK,反而更多的是兼容和互操作上的工作,尤其在民用方面。在民用上,北斗衛(wèi)星精度可以達(dá)到毫米級。
【正文】
去年,一段由中科院拍攝的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)科普視頻在網(wǎng)上走紅,徐穎正是視頻中那位80后美女主講。從那以后她就變得很忙:除了要做科研,帶學(xué)生之外,還要擠出時間做科普講座。對于徐穎來說,早已經(jīng)沒有了休息日的概念,更別提購物逛街了。
即使如此,她仍然不想放棄科普這份額外的“工作”,讓孩子們對科學(xué)感興趣成了她的一個重要使命。對于科學(xué)家的待遇不如明星,孩子們長大想當(dāng)明星,當(dāng)偶像而不是夢想成為一個科學(xué)家這種現(xiàn)象,她認(rèn)為是科學(xué)價值取向的流失!艾F(xiàn)在做科普就是要避免三十年后都招不到學(xué)生這種情況。比如說現(xiàn)在的孩子長大了,就不想來干這個事情,就招不著學(xué)生,這是我們不愿意看到的現(xiàn)象!毙旆f表示。
據(jù)了解,徐穎還是央視科學(xué)挑戰(zhàn)類節(jié)目《機(jī)智過人》的座上賓。她認(rèn)為這樣一種生動有趣的視頻形式可以讓科學(xué)變得有趣,不再乏味無聊,從而激發(fā)大眾對科學(xué)的興趣。
其實,走上科研這條道路,對于徐穎來說也并不是一個“主動追求”的過程,而是一個很自然的選擇。大學(xué)畢業(yè)后,徐穎想要繼續(xù)深造,考取了北京理工大學(xué)信號與信息處理專業(yè)的碩博連讀。在導(dǎo)師的指引下,開始接觸“北斗二代”一期工程;博士畢業(yè)后,很自然的進(jìn)入中科院工作,從事北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)研究;并在6年后,被聘為博士生導(dǎo)師,成為中科院的博士生導(dǎo)師。
對于外界質(zhì)疑的北斗系統(tǒng)在精確度和可靠性上不如GPS系統(tǒng),徐穎一定會不懈的給解釋清楚。
“定位準(zhǔn)不準(zhǔn)還要具體看條件。直接上來就說它這個準(zhǔn)不準(zhǔn),只能是基于一個統(tǒng)計的結(jié)果。因為衛(wèi)星導(dǎo)航是這樣的,衛(wèi)星距離我們很遠(yuǎn),所以它到地面的時候本身信號就是很弱的,它是淹沒在噪聲里面的。我們要通過相干累加的這種方式,把它的信噪比補償回來,然后才能夠?qū)λM(jìn)行相關(guān),才能夠?qū)λM(jìn)行信號檢測和估計的。所以它其實很容易受干擾和遮擋,這都是很正常的。比如你在室內(nèi),你就會收不到衛(wèi)星信號。”徐穎解釋道,“這是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的天然脆弱性。但是這對于所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來講它是一樣的。GPS、北斗、格洛納斯和伽利略都是一樣的。因為大的原理上就是這樣的,你就不能說在室內(nèi)都收不到北斗信號,北斗好差,這樣說是不好的!
她還舉了一個比較形象的例子:這樣子就等于好像說,有個廚師給你上了一盤回鍋肉,你說吃不出魚香肉絲的味,然后說這個菜做的好差。是不能從這個角度來評價的。
談到室內(nèi)定位,徐穎表示這將是導(dǎo)航發(fā)展的下一個趨勢。而這也正是徐穎帶領(lǐng)團(tuán)隊正在研究的項目:無縫導(dǎo)航,就是希望能夠做室內(nèi)外的無縫。
目前這一研究有兩大難題需要解決:一是如何做到低成本。“要每個人都去買一個很貴的終端,室內(nèi)才能定位,可能也不合適!毙旆f表示。另外一個是如何適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境,實現(xiàn)自適應(yīng)的問題。
據(jù)徐穎透露,團(tuán)隊已經(jīng)在手機(jī)上做了一套系統(tǒng),但目前尚處于技術(shù)驗證階段離大規(guī)模應(yīng)用還有一段距離。
以下為網(wǎng)易科技對徐穎的采訪部分內(nèi)容:
網(wǎng)易科技:我們知道您參加過央視科學(xué)挑戰(zhàn)類節(jié)目《機(jī)智過人》,對您來說最大吸引力是什么?在對科學(xué)傳播方面有什么樣的創(chuàng)新?
徐穎:我覺得最大的吸引力主要是在乎據(jù)說是匯聚了我國人工智能各種頂尖技術(shù)。因為人工智能這兩年特別火,雖然我本身不做人工智能,但是我對人工智能還是挺有興趣的。
另外,我感覺科學(xué)傳播近幾年,國家其實還挺重視的。但大家都覺得科學(xué)傳播最大的痛點在哪?就是要找到一個特別好的形式,因為畢竟科學(xué)相對輿論來講,是相對比較無聊的。要提升大眾對科學(xué)的興趣,它一定要找到一個非常好的形式,激發(fā)起大眾對科學(xué)的一些認(rèn)識。
網(wǎng)易科技:我們也查看了很多關(guān)于您的報道,在(中科院)“北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)科普視頻”之后,您被邀請各處去普及科學(xué)知識講座。大家都還蠻關(guān)心,您是怎么平衡自己科研項目與講座之間的關(guān)系?時間處理上是怎樣的?
徐穎:時間總是有限的,你做一個事情花的時間多了,在另一個事情上花的時間總是會少的。就像每年我們新員工會有一個培訓(xùn),我有時候會給他們講一講成長之路什么的,在這個里頭他們總問,因為我們這兒女孩其實不少,大概有一半一半的比例,女孩問得最多的一個話題就是,要怎么去平衡工作和生活,就跟這個其實是類似的,也就是說怎么去均衡你的時間。
我當(dāng)時還是覺得,這個東西其實是沒有辦法均衡的,就是說只要在一個事情上花的時間多了,在另一件事情上一定花的時間就是少的,所以是沒有辦法均衡的。那只能保證什么呢?那就保證說你覺得你干的每一件事情都是有意義的,你花出去的時間不是白費的,就這樣就行了。所以其實是沒有辦法均衡的。
回到咱們剛開始這個話題上來,它確實會花掉你的一些時間,但是科學(xué)普及這個事情也很重要,一定會花一些時間。
網(wǎng)易科技:但很多科學(xué)家都會說搞科研需要靜下心來,要花大量時間做科學(xué)研究。
徐穎:其實我覺得這種觀點應(yīng)該在改變當(dāng)中。因為現(xiàn)在雖然說有很多科學(xué)家可能不做科普,不做科學(xué)家的科普,就能保證你把百分之百的時間都花在了科研上了嗎?也不見得。
他依然有很多其他的社會活動,也會有很多其他的社會活動,也會有很多看起來和科研關(guān)系不大的東西。比如說要做很多財務(wù)的工作,年底了經(jīng)費要審查,要去申報項目,在這個過程中也有很多協(xié)調(diào)的東西?赡芎退^的傳統(tǒng)意義上的沉下心來做科研這個東西,不見得都是完全一致的。
所以我覺得這個東西是非常正常的,你看現(xiàn)在就是比如你說像施一公、潘建偉,他們其實也有非常非常多的社會活動,但是這其實也并不影響他們在科學(xué)上的成就。
網(wǎng)易科技:北斗衛(wèi)星的定位效果分析是導(dǎo)航系統(tǒng)性能評估的重要內(nèi)容。但影響其精準(zhǔn)定位的因素很多,如何能實現(xiàn)更精準(zhǔn)的定位?
徐穎:因為定位準(zhǔn)不準(zhǔn)要看條件。直接上來就說它這個準(zhǔn)不準(zhǔn),只能是基于一個統(tǒng)計的結(jié)果。因為衛(wèi)星導(dǎo)航是這樣的,衛(wèi)星距離我們很遠(yuǎn),所以它到地面的時候本身信號就是很弱的,它是淹沒在噪聲里面的。
我們要通過相干累加的這種方式,把它的信噪比補償回來,然后才能夠?qū)λM(jìn)行相關(guān),才能夠?qū)λM(jìn)行信號檢測和估計的。所以它其實很容易受干擾和遮擋,這都是很正常的。比如你在室內(nèi),你就會收不到衛(wèi)星信號。
這是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的天然脆弱性。但是這對于所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來講它是一樣的。GPS、北斗、格洛納斯和伽利略都是一樣的。因為大的原理上就是這樣的,你就不能說在室內(nèi)都收不到北斗信號,北斗好差,這樣說是不好的。
這樣子就等于好像說,有個廚師給你上了一盤回鍋肉,你說都吃不出魚香肉絲的味,我覺得這個菜做的好差。不能從這個角度來評價。
網(wǎng)易科技:是否有一種新的演進(jìn)技術(shù)可以彌補這一劣勢?
徐穎:室內(nèi)定位大家現(xiàn)在也在做,也會是導(dǎo)航的下一個趨勢。室內(nèi)定位現(xiàn)在有一點像衛(wèi)星導(dǎo)航出來之前的室外定位那樣的場面。因為在衛(wèi)星導(dǎo)航出來之前,室外定位其實也有很多各種各樣的不同的定位技術(shù)。但是衛(wèi)星導(dǎo)航出來之后,它基本上解決了室外大概90%以上的定位問題,所以它有它自己的優(yōu)勢,就用得很廣。
室內(nèi)現(xiàn)在有很多各種不同的技術(shù),比如說藍(lán)牙、Wi-Fi,UWB,移動通訊網(wǎng)絡(luò)、慣性導(dǎo)航,還有視覺,還有PDR等等很多很多的技術(shù),還包括Zigbee,就是這一類的。但是它可能每一種技術(shù)都有它自己的局限性,和它的,比如說要優(yōu)先布設(shè)節(jié)點,或者在人特別多的時候它的定位精度就差了;蛘邞T導(dǎo)就是說你隔斷時間要校它一次,要不然它就會漂啊,類似這種。
所以室內(nèi)現(xiàn)在還沒有一個百分之百的,能夠適應(yīng)各種環(huán)境的一個特別有效的一個解決方法,這也是我們現(xiàn)在研究的一個重點。
網(wǎng)易科技:所以您現(xiàn)在目前研究的方向是關(guān)于室內(nèi)的精準(zhǔn)定位的?
徐穎:對,我們叫做無縫導(dǎo)航,就是希望能夠做室內(nèi)外的無縫。
網(wǎng)易科技:這個項目研究的難點或者問題在哪兒,或者目前進(jìn)行到了一個什么樣的程度?
徐穎:現(xiàn)在主要的難點和問題是在于說,一個是說怎么能夠做到一個低成本。比如說要每個人都去買一個很貴的終端,室內(nèi)才能定位,可能也不合適。就手機(jī)上的傳感器,怎么能夠把它集成起來,這個是一個難點。因為手機(jī)上的傳感器它有一些可能精度相對來講是比較低的,和做科學(xué)實驗的精度沒法兒比,因為它畢竟成本在這。
還有的問題就是說,怎么能夠讓它適應(yīng)各種環(huán)境。它有可能在這個地方,比如說給我一個條件,就在這個樓里頭,把它做到很好,經(jīng)過一段長時間的調(diào)試或者什么,是有可能的。但是再把它拿到另外一個樓里頭,它不見得就很好用,就是這種。怎么能夠針對這個環(huán)境能夠具有一個自適應(yīng)性,這個是比較難的地方。
目前我們是在手機(jī)上做了一套這樣的系統(tǒng),就是用手機(jī)里的傳感器來做這樣的工作,在室內(nèi)。
現(xiàn)在是處于一個技術(shù)驗證的階段,可能離大規(guī)模應(yīng)用還有一段距離。
網(wǎng)易科技:各個國家在比拼精準(zhǔn)定位的關(guān)鍵要素是什么?
徐穎:你說PK有沒有,也有,但是更多的是兼容和互操作。因為其實每一個國家建衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)首先都是要保證我們國家自己在軍用上的安全性和可靠性,這是最重要的。在這種時候你當(dāng)然必須得有,這是重要的點。在民用上其實更多的,現(xiàn)在很多做的是兼容和互操作。比如每年都會有這種兼容和互操作的大會,要去彼此之間討論,我們的信號之間應(yīng)該是兼容的。
這樣的話能夠帶來什么好處?就是說以后我的手機(jī),可能既能接收GPS,也能接收北斗,還能接收格洛納斯,還能接收伽利略。這樣的話能夠讓導(dǎo)航定位的精度或者可靠性更高。比如現(xiàn)在會有站到一個樓下的時候,因為這個樓可能很高,擋了我半邊的衛(wèi)星,可能來自于樓這半邊的衛(wèi)星都收不著,定位精度可能就會很差,但是如果說天上的衛(wèi)星,就是你說GPS24顆星,北斗35顆星,衛(wèi)星數(shù)更多了,那我現(xiàn)在能收到更多的星,在這種情況下,衛(wèi)星數(shù)足夠的多,也能夠?qū)Ш蕉ㄎ弧?/p>
網(wǎng)易科技:那影響精準(zhǔn)性的因素到底有哪些?
徐穎:這個就是取自于有幾個因素,一個是你的星座的構(gòu)型和布局。因為衛(wèi)星導(dǎo)航最后定位的精度是UERE再乘上DOP值,一個UERE就是一個測距精度,乘上的DOP值就是衛(wèi)星的分布。所以和衛(wèi)星分布式密切相關(guān)的。
UERE就是測量,測量這個東西和什么相關(guān)?和好幾個東西相關(guān)。一個就是說衛(wèi)星發(fā)射信號,本身來講它這個信號的精準(zhǔn)度是什么樣的。因為信號上面是攜帶時間信息的,時間準(zhǔn)不準(zhǔn),就是星載原子鐘(音)這種東西準(zhǔn)不準(zhǔn),然后信號格式是什么樣的,不同的信號格式所得到的測量的克拉美羅下界(音)可能都是不一樣的,比如說它有各種調(diào)制方式,BPSK調(diào)制,BOC調(diào)制,可能都是不一樣的。
再往下就是信號不是有一個頻率,頻率經(jīng)過時間的傳播之后,它在大氣當(dāng)中的傳播特性都是不一樣的,所以和頻率什么的也都是密切相關(guān)的。所以總的來講,和這一切因素都是相關(guān)的。
還有包括一個很重要的一點就是說,除了這一顆衛(wèi)星之外,不是有好多顆衛(wèi)星嗎,這些衛(wèi)星之間的協(xié)調(diào)度是什么樣的,它也是密切相關(guān)的。
網(wǎng)易科技:北斗衛(wèi)星在民用方面,高精度可以達(dá)到怎樣的程度?
徐穎:民用的高精度它現(xiàn)在是已經(jīng)能達(dá)到毫米級這樣的精度。當(dāng)然它有限制,不能夠是運動速度非常快的物體。因為有一個民用的應(yīng)用場景叫做橋梁形變檢測,就是類似這種的。它就放一個接收器在那,然后用差分的方式修正它的誤差,然后做非常長時間的這種觀測。它長時間的這種觀測情況下,精度是能夠到毫米級的。
網(wǎng)易科技:“衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的應(yīng)用只受想象力的限制”,目前我國在探索的北斗衛(wèi)星的應(yīng)用范圍有哪些?還有哪些新的領(lǐng)域有待探索?
徐穎:衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)給我們提供一個最基本的一個時間和空間的信息,我們叫做時空基準(zhǔn)。而時空基準(zhǔn)是所有的一切信息網(wǎng)絡(luò)能夠互聯(lián)的一個基礎(chǔ)。所以就是說,它的應(yīng)用非常非常廣泛,比如說像我們說過的電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)大家覺得可能跟衛(wèi)星導(dǎo)航一點關(guān)系都沒有,但是其實衛(wèi)星導(dǎo)航給電力系統(tǒng)做授時,就是給它一個時間同步,這樣的話能夠讓電力系統(tǒng)比如說在用電高峰的時候,能夠有一個比較合理的電力分配,就是類似這樣的,大家都會覺得電力跟衛(wèi)星導(dǎo)航?jīng)]有什么關(guān)系。
還有比如像金融系統(tǒng),在授時的時候,如果金融結(jié)算的時候,時間差出去以毫秒的話,其實結(jié)算的金額好像就會差出去好幾千萬美元這重量級,所以它也是可以用北斗系統(tǒng)來給它做一個精準(zhǔn)的時間同步。就是類似像這種,大家可能也是覺得沒什么關(guān)系。
網(wǎng)易科技:我們采訪一系列科學(xué)家除了希望能夠?qū)崿F(xiàn)科普之外,也希望讓科學(xué)流行起來,讓科學(xué)成為一件時尚的事情。您怎么看待目前科學(xué)家與明星的這樣天壤之別的差別待遇?
徐穎:首先這個社會現(xiàn)象我們當(dāng)然是很不希望看到的,我們小時候都覺得當(dāng)科學(xué)家是一個很光榮的事情,所以才會寫,我的理想要當(dāng)科學(xué)家,F(xiàn)在的孩子們其實好像沒有這樣的想法,可能他們的理想就是,我長大了要當(dāng)明星,或者我要當(dāng)偶像。這都還不是出于愛好,因為他并不是說我要當(dāng)演員,或者我要當(dāng)歌唱家或者我要當(dāng)什么,他純粹就是想站在一個被人崇拜的位置,所以我要當(dāng)這個。所以從某種角度上來講,這是科學(xué),或者這是科學(xué)價值取向的一種流失,確實是。
但是你說,把科學(xué)家打造成明星這種待遇,其實也很難。為什么呢?孩子們可能會喜歡明星不會喜歡科學(xué)家,明星長得好看是一方面,明星做的事情很娛樂,容易吸引人。但是,科學(xué)家需要人來了解他們背后的故事,科學(xué)家做的事情不是很娛樂,傳播的途徑有限,所以很難吸引孩子們。
網(wǎng)易科技:所以我們才要科普。
徐穎:當(dāng)然做科普是非常非常重要的,我們也是說,現(xiàn)在做科普就是避免三十年后我都招不著學(xué)生這種情況。三十年后,比如說現(xiàn)在的孩子長大了,他就不想來干這個事情,就招不著學(xué)生,這種讓人很不想看到的現(xiàn)象發(fā)生。
網(wǎng)易科技:科學(xué)研究是一個枯燥無聊的過程,也有可能花費了很長時間并沒有得到自己想要證實的結(jié)果,當(dāng)遇到這樣的問題時您怎么排解?
徐穎:其實我們在說這種價值取向的時候,就是科學(xué)價值取向,除了能夠求真和求成功之外,如果說能夠證明哪個東西是錯的,其實這也應(yīng)該,也是一種價值。至少以后就不會再有人去研究這個東西,走這個彎路了。就是說做了一個正確的事情,和排除了一些錯誤的事情,我們應(yīng)該要盡量把它放在同樣的位置上來講。
有些項目可能研究的團(tuán)隊很多,并不是某個團(tuán)隊研究出來以后,你做的所有努力和東西就沒有價值。了。因為在這當(dāng)中還有很多細(xì)分的點,比如說像今年得諾貝爾獎引力波還有什么的,是吧,它也不是一個人在做,它有很多人在做。也不是說他做出來之后,再做引力波的人都沒有價值了,他在這個基礎(chǔ)上,肯定還會有一些自己獨特的點。只是說可能不被大眾熟知,但是在他的行業(yè)當(dāng)中一定還是,只要你做出來的東西,一定還是有認(rèn)可度的。
快問快答:
網(wǎng)易科技:您最敬佩的科學(xué)家是誰?
徐穎:錢學(xué)森。
網(wǎng)易科技:如果當(dāng)初不選擇這個領(lǐng)域,當(dāng)時有什么其他的一些夢想或者想法嗎?
徐穎:就是當(dāng)一個科學(xué)家,我現(xiàn)在好像實現(xiàn)夢想了。
網(wǎng)易科技:如果一提到科學(xué)的話,你最先想到的詞是什么?
徐穎:嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新。
網(wǎng)易科技:您覺得做科學(xué)研究最需要什么精神?
徐穎:嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新。
網(wǎng)易科技:如果做科研的話,最難的是什么?
徐穎:其實最難的做科學(xué)的點在于是說,不知道做的這個事情是不是正確的。
網(wǎng)易科技:對想做科學(xué)家的人的忠告是什么?
徐穎:要耐得住寂寞,還是要耐得住寂寞。