這是一個受疫情影響而略顯漫長的寒假,但對于陸軍工程大學研究生學員曹陽來說,寒假的每一天都沒有虛度;相反,由于有了充足的時間,這個寒假變得格外充實。
這種感覺來源于曹陽的專業(yè)學習。雖然沒在學校,但他依然保持著固定的作息時間進行自學。他學習研究的對象很簡單——一張張圖片;研究的過程也很有趣——用他自己的話來說,就是讓圖像變得會“說話”……
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軍校“福爾摩斯”的追尋之旅
■董家坤 程詩凱 解放軍報特約記者 朱桁岡


在數(shù)字化世界里,這群軍校研究生好比是“福爾摩斯”,在追尋二維圖像中蘊藏的信息,也是在追尋未來戰(zhàn)場的制勝密碼。區(qū)峻 攝
這是一個受疫情影響而略顯漫長的寒假,但對于陸軍工程大學研究生學員曹陽來說,寒假的每一天都沒有虛度;相反,由于有了充足的時間,這個寒假變得格外充實。
這種感覺來源于曹陽的專業(yè)學習。雖然沒在學校,但他依然保持著固定的作息時間進行自學。他學習研究的對象很簡單——一張張圖片;研究的過程也很有趣——用他自己的話來說,就是讓圖像變得會“說話”。
曹陽學習研究的這門專業(yè)叫做“視覺信息分析”。在圖像的世界里,曹陽和戰(zhàn)友們好比是“福爾摩斯”,在追尋二維圖像中蘊藏的信息,也是在追尋未來戰(zhàn)場的制勝密碼。
月亮像一個渡船,把他們從年少擺渡到而立之年,河對岸的少年或許容顏已改,但初心不變
嫦娥、玉兔、廣寒宮。
每當仰望夜空,曹陽都會想起小時候的自己。那時的他喜歡追著月亮跑,喜歡問“為什么月亮會有陰晴圓缺”,甚至能夢想飛到月亮上去看一看。
時光的年輪輾轉20余年,當年的小男孩已成為一名軍校研究生,曾經童真的“月亮夢”變成了對科學的“探索夢”。
曹陽,東部戰(zhàn)區(qū)空軍某部連長,考入軍校讀研究生的他透著股干練勁兒。“我從小喜歡用數(shù)字表達世界,基層部隊的任職經歷更讓我意識到,科技對一支部隊的未來意味著什么。”
時針倒撥回2019年底。在“華為杯”第十六屆中國研究生數(shù)學建模競賽頒獎大會上,陸軍工程大學代表隊與來自全國包括港澳臺地區(qū)的500余家研究生培養(yǎng)單位,以及來自美國、英國、德國等著名高校的眾多參賽隊同臺競技,最終脫穎而出獲得大賽一等獎,作為全國僅3支獲“數(shù)模之星”的隊伍之一登上領獎臺。
此項比賽是國內研究生數(shù)學建模的最高賽事——賽場上的6道考題如6個神秘的星座,等待著選手們去探索和解答。曹陽所在戰(zhàn)隊選擇了“視覺信息分析”這一考題,5天4夜,100個小時,在變幻莫測的數(shù)字世界里,曹陽帶領著他的戰(zhàn)隊仿佛生出火眼金睛,構建起一個立體延伸的圖像世界。
“從圖像或視頻中提取物體的大小、距離、速度等信息是視覺分析工作的重要內容之一。”采訪中,曹陽演示了數(shù)學建模的成果,看似平常的二維空間圖像在電腦里仿佛有了靈魂,拍攝者、過往場景等信息通過數(shù)據(jù)運算構建的模型被一一還原,讓人仿佛來到了一座魔幻的數(shù)字城堡。
面對一段“高鐵乘客拍攝的水面”視頻,曹陽說,這是他們考題中的4個任務之一。視頻中“高鐵行駛方向左側第一座橋橋面距水面的高度、距高鐵軌道的距離以及水面寬度,拍攝時高鐵的行駛速度”等通過數(shù)學模型一一得以還原呈現(xiàn)。
“其實這種數(shù)學模型的構建非常‘燒腦’。”曹陽指著逐漸稀疏的頭發(fā)幽默一笑,“掉的是頭發(fā),長的卻是知識和閱歷。”
從當初追趕月亮,到如今在數(shù)字海洋逐浪,曹陽一路追逐著自己的夢想。月亮像一個渡船,把他們從年少擺渡到而立之年,河對岸的少年或許容顏已改,但記者從他們的言語中感受到了初心的力量。
軍人眼中的數(shù)學之美,在于將冷冰冰的數(shù)字還原成具有生命力的音符,奏出戰(zhàn)場上的最強音
“每當看到一個個數(shù)字,感覺好似一個個跳躍的音符,流淌成思維的樂章。”學員張釜愷對軍事領域的數(shù)學應用有種特別的情感。
張釜愷出生在東北城市沈陽,他從小就對軍事感興趣,最大的夢想是長大后能當一名“穿著軍裝的科學家”。
說起研究圖像,張釜愷打開電腦,給記者展示了一個特殊的“模型”。
這是一個由成千上萬個“點”組成的“云”模型,當視頻信息輸入,計算機高速運轉,信息中物體與物體的距離、運動物體的速度等實時顯示,一幅三維地圖隨即呈現(xiàn)眼前。
“我是幸運的,數(shù)學建模的題目剛好與我碩士研究生期間所學‘計算機視覺’方向專業(yè)吻合。”張釜愷說。其實這種幸運背后是8年3次跨專業(yè)的追求——他在本科期間攻讀的專業(yè)是機械工程,碩士研究生期間攻讀的專業(yè)是計算機視覺,而博士期間鉆研的則是道路橋梁專業(yè)中的復合材料。
這種跨專業(yè)的學習需要勇氣,更需要底氣。
底氣,來源于張釜愷日復一日地挑戰(zhàn)自己、超越自己。沒有設備,一臺筆記本電腦、一個板凳、一組攝像頭組成的簡易移動實驗平臺也能做出數(shù)據(jù);攻讀碩士時,計算機基礎薄弱的他從自學C語言、SLAM等相關理論開始,讓自己從“門外漢”變成“數(shù)字通”;如今考上博士的他又瞄準了新戰(zhàn)場,準備更大的新跨越——研制某新型復合材料。
“在萬物互聯(lián)的時代,視覺分析在移動機器人、無人駕駛、計算機視覺和無人機偵察等領域存在大量的應用需求。”張釜愷邊介紹邊給記者展示他研究的算法應用。
在某偵察任務現(xiàn)場,一個酷似機器人的無人車在遠程遙控下,朝著預定目標駛去。當前方出現(xiàn)亂石堆成的陡坡,它迅速開啟紅外傳感器,探測前方路況信息;當?shù)竭_預定地域,它一會兒隱蔽、一會兒轉動紅外攝像頭,實時傳回錄像畫面。后臺控制系統(tǒng)在獲取運行軌跡的同時,通過短時計算,所需三維空間信息模型即搭設完畢。
“軍人眼中的數(shù)學之美,在于將冷冰冰的數(shù)字還原成具有生命力的音符,更在于將它與戰(zhàn)場現(xiàn)實需求相結合,奏出戰(zhàn)場上的最強音。”張釜愷說,“每一次創(chuàng)新都是一次自我的挑戰(zhàn),越是前方未知,越要努力走下去。沒有一代人的青春是容易的,但每一代人的青春都是大有可為的。”
眼中閃著光,心中有戰(zhàn)場,他們每時每刻都行走在聯(lián)通歷史與未來的時空隧道中
鐘山龍蟠,石城虎踞,擁有600多年歷史的明城墻靜靜矗立在紫金山下。
每逢假日有時間,學員狄恩彪和戰(zhàn)友陳毓鍇常會踏上石板路,爬上城墻頭,或撫摸點綴著青苔的城墻磚,或拍下幾張心儀的風景照。
每次,他們都會細細地挑選幾張照片收藏起來。為啥要收藏這些風景照?狄恩彪給記者提了一個問題:你想知道一百年前這些照片中的景物是什么樣子嗎?
正當記者納悶時,他們翻開了一組南京城百年之前的照片,照片里熙熙攘攘的新街口,槳聲燈影的秦淮河,雄偉壯麗的西華門如今或變了模樣、或消失在時光的流逝中。
“怎樣留住記憶?照片或許是一種很好的方法,咔嚓一下,時間就停留在那里。”頗具文藝范兒的狄恩彪對家鄉(xiāng)一些古宅的雕花窗欞、門頭等很感興趣,來到軍校后,他的目光又被明城墻深深吸引。
研究明城墻與數(shù)學建模的軍事運用有什么關系?記者的疑問在狄恩彪講述的一座“城”中找到了答案。
“古有‘甕中捉鱉’,今有‘城市作戰(zhàn)’,通過對歷史照片信息的模型構建,我們能呈現(xiàn)當年這座城池的原貌,同時透過這座古代防御性建筑精髓,也能對現(xiàn)代城市作戰(zhàn)有所借鑒、有所預見。”他說。
記者跟隨他們行走在具有“天下第一甕城”美譽的中華門中,聽他們講述著“三道甕城,四道城門,能容納數(shù)千人的藏兵洞”,似乎讀懂了他們研究的意義。
陳毓鍇的研究課題是《基于戰(zhàn)場環(huán)境下的目標檢測》,而中華門城堡就是他課題的靈感源泉之一。“這個中華門城堡就好比一座小型的目標地域,類比城市反恐作戰(zhàn),通過數(shù)學建模場景分析我們能準確判斷敵人的進攻路線,從哪個方向進、從哪個方向出,都能測算出路徑,通過精細采集圖像、精準識別圖像,輔助作戰(zhàn)指揮給敵人致命一擊。”
晌午,冬日的暖陽透過三道逐一排列的城門灑在人們身上?;腥婚g,如同行走在穿越時空的時光隧道,記者發(fā)現(xiàn)幾名年輕的軍校學員眼中閃爍著光彩。
這是對歷史的回望,對現(xiàn)實的研判,更是對未來的希冀。
