——記重慶科技大學(xué)人工智能學(xué)院副院長李鵬華
近年來,新能源汽車行業(yè)呈現(xiàn)出爆炸式增長。進(jìn)入2025年,新能源汽車行業(yè)的增長勢頭依然強(qiáng)勁。隨著新能源汽車的市場需求持續(xù)增長,其帶來的技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn),未來新能源汽車將與智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)深度融合,更高效、更安全、更智能的新能源汽車必將成為市場主流。在眾多新能源汽車創(chuàng)新技術(shù)中,有一項前沿技術(shù)格外引人注目,這就是重慶科技大學(xué)人工智能學(xué)院副院長李鵬華教授帶領(lǐng)團(tuán)隊開展的“輕量級時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模及其車載應(yīng)用研究”。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是賦予新能源汽車“智能”的主要手段,在新一代人工智能技術(shù)創(chuàng)新與軟硬件升級的整體推進(jìn)過程中發(fā)揮著“鏈?zhǔn)酱呋钡闹匾饔�。作為人工神�?jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要分支,時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能高效推演事物的發(fā)展趨勢,被廣泛用于人車交互、能源管理、車身狀態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域中的時序數(shù)據(jù)分析�！翱尚�、可靠、可用”的時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已成為國際學(xué)術(shù)界和汽車工業(yè)界亟需攻破的難題,其核心科學(xué)問題是如何針對建模中的數(shù)據(jù)適配、網(wǎng)絡(luò)收斂、網(wǎng)絡(luò)輕量化,建立有效的基礎(chǔ)理論和算法體系,并適配低算力資源的車載硬件應(yīng)用需求。為此,李教授團(tuán)隊在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等多個項目支持下,通過多年攻關(guān),成功解決了時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可信數(shù)據(jù)重構(gòu)、穩(wěn)定性動態(tài)分析、輕量化建模與部署等關(guān)鍵瓶頸問題,取得了具有國際顯著影響力的創(chuàng)新成果。
李教授團(tuán)隊提出的可信數(shù)據(jù)驅(qū)動輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法理論,解決了機(jī)理融入數(shù)據(jù)模型時存在的不確定性和不一致性問題,為非線性系統(tǒng)建模理論發(fā)揮數(shù)據(jù)驅(qū)動與機(jī)理模型各自優(yōu)勢,縮小二者鴻溝提供了新思路;通過研究時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)行為分析,建立了保守性與計算量均優(yōu)的穩(wěn)定性比較分析框架,為認(rèn)識和避免時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中可能發(fā)生的有害行為,使其輕量化穩(wěn)定運(yùn)行提供了新的理論依據(jù);還通過研究可解釋且輕量化的時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)框架,解決了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反向誤差透明探測、有用信息可視化、超參數(shù)輕量化配置的問題,為深度時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“放心”的工程應(yīng)用提供了新途徑。該項成果被20余位國內(nèi)外院士/會士等權(quán)威學(xué)者的正面評價,以及全球53國家/地區(qū)的2433名研究人員跟蹤報道,獲得重慶市自然科學(xué)二等獎。
研發(fā)的輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于車載音視頻等多模態(tài)時間序列處理,規(guī)避了特斯拉“云-端”方式的數(shù)據(jù)安全漏洞,幫助中國SUV車載儀表第一大供應(yīng)商-重慶矢崎儀表公司實(shí)現(xiàn)了9款智能車載儀表的研制,獲得重慶市科技進(jìn)步一等獎。該技術(shù)還成功應(yīng)用于車載圖像高清顯示領(lǐng)域,有效支撐了國產(chǎn)車載ARHUD第一大供應(yīng)商-江蘇澤景電子有限公司的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示器的研發(fā),獲得中國儀器儀表學(xué)會科技進(jìn)步二等獎。
除了上述人車交互領(lǐng)域,輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還在新能源汽車能量管理中取得了令人驚喜的進(jìn)展。李教授團(tuán)隊利用輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提出了數(shù)據(jù)與機(jī)理融合的動力電池內(nèi)部信息可靠感知方法,創(chuàng)建了主動追蹤電池退化訊號的長短時神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其自動機(jī)器學(xué)習(xí)框架,揭示了狀態(tài)估計輸入對預(yù)測精度的正向提升效應(yīng),獲得了中國自動化學(xué)會自然科學(xué)二等獎。這些理論成果被開發(fā)成專用軟件,封裝于中國汽車研究院的“充采檢”一體機(jī),支撐了國家市場監(jiān)管總局實(shí)施數(shù)字監(jiān)管、服務(wù)了公安部全國首個新能源汽車安全年檢試點(diǎn)建設(shè),獲得中國自動化學(xué)會科技進(jìn)步二等獎。
據(jù)了解,李鵬華教授是重慶市杰出青年基金獲得者,重慶市青年拔尖人才,入選了斯坦福-愛思唯爾全球2%頂尖科學(xué)家榜單。曾分別擔(dān)任第27屆、第30屆中國控制與決策會議神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專題分會主席、2023中國自動化大會先進(jìn)制造智能計算論壇主席、新能源汽車動力電池健康管理論壇主席。近期李教授團(tuán)隊獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃政府間國際合作項目支持,以期將輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用塔吉克斯坦高山光伏電站中的儲能電池健康管理,為中國先進(jìn)的“AI+能源”技術(shù)向塔吉克斯坦等“一帶一路”沿線國家輸出奠定基礎(chǔ)。
