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从人工雷达迈向智能雷达,女性使中国走在了世界的前列

从20世纪30年代起,用电磁波探测目标的雷达技术逐步被应用于防空。雷达最基本的功能是对目标进行检测、跟踪、成像和识别,而在这四个基本功能中,识别功能是真正使雷达能够判断目标属性、在战时提升军队信息获取能力的重要功能。早在20世纪80年代雷达目标识别就被美国列为国防关键技术,受到美国等发达国家的高度重视。

雷达目标识别研究非常困难,而让雷达识别目标的过程更加智能,这在当时的中国是最具挑战性的研究方向,是一个不同学科间的“交叉地带”。西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室杜兰教授就是使中国从人工雷达迈向智能雷达的“关键人物”,她的团队独创性地最早提出了高分辨雷达回波统计识别框架;她最早将贝叶斯统计学习方法应用于雷达目标识别;2014年,她以第二发明人获得国防技术发明一等奖,2015年,又以第二发明人获得国家技术发明二等奖;2017年2月,她荣获第十三届“中国青年女科学家奖”。

中国在雷达信号处理方面的研究是有优势的,但在机器学习和模式识别方面还有很大欠缺。要想让雷达目标识别研究更进一步,在结合雷达回波特性的基础上还需要具备最新的机器学习和模式识别方面的知识。出于这个原因,2007年9月,杜兰前往美国杜克大学进行博士后访问学习。她所在的Lawrence Carin教授研究小组做的是基础的贝叶斯统计机器学习研究。正是这段时间,杜兰逐渐意识到让雷达具有更好的“学习”乃至“思考决断”的能力,才是让雷达智能化的关键。

杜兰和她的科研团队经历过无数失败,遭受过严重挫折,更收获了一个个喜人成果,实现了阶段性成功。她们不仅在雷达目标识别方面取得突破,在贝叶斯方法理论研究、图像处理、生物信号分析、智能交通管理等其他应用方面也备受关注。

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