學人
人物簡介 劉光宇,浙江省“錢江高級人才”特聘教授,研究員,2012年入選教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”。長期從事“應用非線性控制系統(tǒng)”領(lǐng)域的研究,以非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模、優(yōu)化與控制為研究重點,應用研究橫跨新能源、生物醫(yī)學、海水淡化、機電一體化等技術(shù)與科學領(lǐng)域。2011年起,到自動化學院工作,主持并參與了國家自然科學基金、國家973重大科技項目、浙江省自然科學基金等各類項目若干個。在控制科學與其他學科的交叉領(lǐng)域,獲得了多個原創(chuàng)研究成果,得到了交叉學科領(lǐng)域?qū)<业恼J可。
一個晴朗的冬日下午,在科技館四樓的一間辦公室里,一對年輕的師生正熱火朝天地討論著。學生托著腮幫認真思索,老師則面帶微笑,一幅了然于胸的樣子。倆人之間的一張寫字板上,畫滿了復雜的線條和符號……這位年輕的老師正是我們此次采訪的對象——省“錢江高級人才”特聘教授劉光宇,一位活躍在控制科學與其他學科的交叉領(lǐng)域里的青年科技工作者。
帶著創(chuàng)新的理念,走別人沒有走過的路
兩年前,劉光宇帶著滿腔抱負從澳洲歸國,看重的就是國內(nèi)巨大的發(fā)展空間。他說,這里有適合做科研的肥沃土壤,有推廣應用的廣闊前景,可以實實在在地做些有社會影響力的事情。正是抱著這樣的想法,他選擇來杭電任教,并在這里實踐自己的理想。
中青年時期,是一個人創(chuàng)造力最旺盛,也是最容易出成果的時期,現(xiàn)在的劉光宇正處在這個時期。在學術(shù)研究上,他往往獨辟蹊徑,不斷提出各種創(chuàng)新的理念,他說:“我崇尚有質(zhì)量的、具備原創(chuàng)性的學術(shù)研究,追求挑戰(zhàn),橫跨不同領(lǐng)域和學科的前沿,并積極地將理論創(chuàng)新應用于實際的社會需要。這也為我深入研究理論和推動實際應用奠定了堅實的基礎(chǔ)。”
正是有了這樣的創(chuàng)新理念,讓劉光宇的行事風格與其他人迥然不同。比如,他曾和好友同游西湖,友人乘興吟誦古詩,而他則是即興賦詩一首。這樣的獨具一格也體現(xiàn)在他求學和做科研上。本科他學習的是機械材料專業(yè),博士從事的是自動化控制與工程以及應用數(shù)學研究,到了博士后他又專攻生物力學。他說:“我的學科背景有點雜,但也精。我總是在不同學科的交叉領(lǐng)域開展研究,走別人沒有走過的路。”
在太陽能應用領(lǐng)域,他提出了性能國際領(lǐng)先的太陽能光伏陣列的通用機理建模方法,并用當代計算機編程語言編制了相應的軟件,在國際上奠定了光伏發(fā)電站的精確化、專業(yè)化數(shù)值分析的方法。
在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域,他開拓性地將非線性動態(tài)與控制系統(tǒng)的前沿概念與方法應用于揭示人體運動的自然奧秘,基于數(shù)學建模技術(shù)發(fā)現(xiàn)了行走康復設(shè)備的優(yōu)化方法,發(fā)明了新型彈性拐杖。
在先進制造領(lǐng)域,針對微米級激光加工技術(shù)中存在的尚未解決的效率低下問題,采用了信號處理、優(yōu)化等數(shù)學工具,結(jié)合了傳感器和計算機控制等實現(xiàn)技術(shù),在國際上,首次實現(xiàn)了該類加工的在線故障診斷。他還為中國汽車產(chǎn)業(yè)提出了多個汽車零件的精密成形工藝,并推廣應用。
在控制理論與經(jīng)典控制系統(tǒng)方面,拓展了多個非線性控制的基本理論,發(fā)明了全局或大范圍非線性穩(wěn)定控制方法以及非線性軌跡精確跟蹤與路徑跟蹤控制方法。
目前,他正著手于我國太陽能光熱發(fā)電與海水淡化的研究,研究成果將服務于浙江的海洋經(jīng)濟,創(chuàng)造出實實在在的社會價值。
37歲的年紀,卻能夠在多個學科領(lǐng)域擁有如此豐碩的成果,這在一般人看來有點難以企及,但對劉光宇來說,這都歸功于他獨特的一套研究方法,即每三年換一個新的研究方向,三年出一批成果。一般從第一年開始醞釀想法;第二年著手去做研究;到了第三年,就要將研究成果上升到理論層次,發(fā)表論文。至今,他在建模、控制和優(yōu)化新理論、生物力學及康復工程、新能源應用(光伏太陽能)、先進制造等多個領(lǐng)域里發(fā)表的論文及專著章節(jié)40余篇。其中,以第一作者發(fā)表SCI/EI檢索科研論文30余篇,包括探索新教育方法的論文2篇。
和學生博弈,既是對手也是朋友
劉光宇擁有十多年的國外一流大學求學和任教的經(jīng)歷,有著在交叉學科領(lǐng)域獨辟蹊徑的研究方向,這讓他能不拘泥于單一的學科方向,給學生更多元化的發(fā)展空間。進校后他帶了7位研究生,有自動化方向也有數(shù)學方向。
劉光宇的治學理念中,思索過程是很美的精神體驗,于是,他也將這樣的“個性”帶到教書育人的過程中。他總說,學習的過程就應該是老師和學生“思維的碰撞”,就像是像一盤棋,棋逢對手的對弈,才能讓雙方都身心愉悅,都有所收獲。一邊倒的棋局,不但贏的人“食之無味”,輸?shù)娜艘矔?amp;ldquo;無關(guān)痛癢”,也就沒有了博弈的快樂。
“一開始我的學生總愛問,‘下一步,我該做什么?’,而我總是期待學生們告訴我,‘老師,下一步,我想做什么’,劉光宇說。如何解決這樣的矛盾,在他看來,最重要的是建立學生做事的自信心。中國的學生從小習慣了“聽的教育”,缺少獨立思考的能力,也缺少直接面對失敗的勇氣,于是,老師的話便成了“金科律令”,因為按照老師說的總不會錯,不需要為失敗承擔責任。而他做的就是打破學生這種長期以來的“安全感”,讓大家嘗嘗失敗的滋味,當然適當?shù)墓膭钍潜匾?,?amp;ldquo;破”有“立”,才能讓學生從輸家變成真正的贏家。
在自動化學院研一學生許輝的眼中,年輕的劉老師是個很有思想、對學生很負責的人,“劉老師從來不給我們‘現(xiàn)成的糧食’,總是讓我們自己‘自力更生,開荒辟地’,實在沒出路了,他才會‘出山’,和大家一起討論解決問題,一開始,這樣的學習方式會很不適應,自信心也會受到不小的打擊,但次數(shù)多了,反而能體會出‘思考的美感’來”,許輝說。
劉光宇也非常注重培養(yǎng)學生的團隊意識,在分配任務時,他往往讓三五人組成一個小團隊,一起學習討論,一起攻克難題,在劉光宇看來,團隊中既合作又有競爭的關(guān)系能最大程度地挖掘個人的潛力,同時也讓求學求知的道路不再是個“孤獨的差事”。在同一屆的研究生眼中,劉光宇所帶的研究生們最有“粘性”。
徐芬是自動化學院研二的學生,也是劉光宇的研究生,她所在的團隊由三人組成,負責海水淡化系統(tǒng)的自動控制研究,他們每周至少有三天時間要聚在一起討論問題,分享自己的學習和實踐成果,這個“不成文的約定”被同學們嚴格地執(zhí)行著,在徐芬看來,這是因為他們無數(shù)次體會到“三個臭皮匠頂個諸葛亮”的好處,很多難題就是在不停地討論和分享中被解決了。
他經(jīng)常用盡各種方法鍛煉學生,歸根到底都是為了激發(fā)學生的潛力。他常常叮囑學生,大學時代要學好三項本領(lǐng),即獨立思考的能力、扎實的專業(yè)知識和與人溝通的能力。
和劉光宇的交流很快就過去了,他勤勉治學、不斷創(chuàng)新的治學精神,孜孜不倦、探索未知的求知欲望,因材施教、啟發(fā)誘導的育人方式都讓我們印象深刻?;蛟S正如他自己說的:“人類發(fā)展的源泉在于對這個世界孜孜不倦探索的好奇心,正是這樣如同孩子般的好奇心讓我樂此不疲地行走在科研的道路上,并收獲頗多。而這種好奇心,多半是不帶任何功利目的的。當然,如果想做出成果,好奇心還是不夠的,自信也是必不可少的一大條件,要相信自己可以并堅定不移地去貫徹自己的想法,那么最后總會有所收獲。”(葉璟 陳亦男)