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北京工业大学教授乔俊飞:杰青项目是我科研道路的“定海神针” |
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乔俊飞
■本报记者陈彬
熟悉北京工业大学教授乔俊飞的人都知道,几十年来,他的研究课题一直聚焦于智慧环保领域,并在水污染治理与水环境保护等问题上持续深耕细作。
自2000年进入北京工业大学以来,乔俊飞依托北京市高精尖学科“控制学科与工程”,在污水再生和水污染治理领域取得一系列重要突破。他先后研发出污水出水水质参数实时检测、污水处理过程优化控制系统等多项关键核心技术,获得近百项国际发明专利和中国发明专利,填补了行业领域技术空白。相关技术已在国内外30余家城市污水处理厂得到应用,使污染防治的中国方案走向全世界。
然而,很多人并不知道,在研究城市污水治理之前,乔俊飞的科研起点其实是另一个“行业”——冷轧板带板形控制。
促使乔俊飞“跨行”的重要因素是多年前北京市产业结构的调整,但让他在新行业坚守至今的原因,则是国家杰出青年科学基金项目(以下简称杰青项目)的资助。
“杰青项目就是让我潜心钻研的‘定海神针’。”乔俊飞接受《中国科学报》采访时表示。
“干什么都不怕,也不累了”
故事要从20多年前说起。
到北京工业大学工作之前,乔俊飞在东北大学获得博士学位,师从我国冶金自动化专家柴天佑,主要从事冷轧板带板形控制研究。博士毕业后,他进入天津大学博士后流动站,延续了这一研究方向。
然而,当乔俊飞2000年进入北京工业大学后,却发现受北京产业结构调整的影响,冶金工业被疏解到京外,自己从事的研究已无“用武之地”。他要想更好地在北京工业大学继续科研道路,唯有“转型”。
乔俊飞开始寻找北京市亟待解决的重大需求。经过全面调研和综合分析,他了解到,北京是世界上为数不多的水资源极度短缺的大城市。于是,他瞄准了城市污水治理这个难题。
“污水处理”和“板带轧制”看似风马牛不相及,但乔俊飞却洞悉了两者的相通之处。他认为,智能控制是解决问题的利器,这正是他擅长的。
在没有前期研究基础的情况下,乔俊飞“单枪匹马”地走上了污水治理优化控制之路。在“硬着头皮”摸索了五六年后,他陆续发表了一些研究成果,研究工作多次获得国家级项目资助,大型环保企业也主动找上门来寻求合作。科研工作进入了良性发展阶段。
尽管与同龄青年学者相比已经取得了一定成绩,当学校鼓励乔俊飞申请杰青项目时,他依然感到“心里没底”。
在他看来,杰青项目是几乎所有青年科研人员梦寐以求的项目,竞争之激烈可想而知。然而,幸运之神还是眷顾了他。2011年,他以“城市污水处理过程建模、控制与优化”为题申请并获批了杰青项目。
首次申请便获得成功,这给乔俊飞的鼓舞是无与伦比的。
“在获得杰青项目10年前,虽然我在污水处理领域取得了一些成绩,但当时污水处理过程控制是‘学术荒漠’,这条路是否值得走下去,心里还是有些犹豫。”乔俊飞说。
成功申请到杰青项目后,他的感受是:“忽然觉得自己这个‘拓荒者’还行,能做出一些填补空白的特色工作,自信心便有了。一个人有了信心后,干什么都不怕,也不累了。”
用“确定”方法解决“不确定性”
在很多人看来,污水处理似乎与人工智能这种“高大上”的技术不搭边。乔俊飞认为,人工智能正是以更高标准打赢污染防治攻坚战的重要“法宝”。通过创新引领环保产业技术变革,让浑浊的污水变成“蓝天碧水净土”的一部分,这既是一件“很浪漫”的事,也是一项高难度挑战。
“污水处理是典型复杂工业过程,污水的流量、组分和各类污染物的含量随时变化,不确定性、随机性一直伴随着污水处理的全过程,这意味着控制方法永远要跟着污水的变化不断调整。”乔俊飞说。调整的内容涵盖多方面,包括如何实时检测污水动态和污水出水水质、如何实现污水处理与治污耗能间的动态平衡、水处理厂的大规模设备与工艺如何搭配才能达成效率最大化等。
城市污水处理的特点就是“不确定性”,早在申请杰青项目时,乔俊飞就立下目标,要寻找一种“确定”的方法解决这种“不确定性”。
“杰青项目要求青年学者在申请时必须认真总结自己的科研业绩,同时给出明确的未来研究计划。”乔俊飞说,从这个角度看,杰青项目也是一位青年学者的科研规划。
如今,杰青项目结题已近10年,乔俊飞坦言:“我现在还在按照当初的规划,一步步向前走。”
做科研需要“迭代升级”
如今,乔俊飞已经由污染治理的“拓荒者”成长为我国环保自动化领域的知名学者,他提出的污染物实时检测技术、污染治理动态优化控制技术填补了行业空白,为国家打好污染防治攻坚战提供了技术支撑。
对于这些成果的取得,他总结说,最关键的便是坚持。
21世纪初,我国污水治理尚处于起步阶段,几乎没有成型的控制技术。彼时,国内有不少学者从事相关研究工作。然而,许多人在完成课题任务后便匆匆离开这个行业,乔俊飞却坚守至今,从未离开。
在他看来,目前国家和社会给青年学者提供了很多科研机会。与此同时,各单位对年轻人的考核也愈加严格,使得很多青年科研人员长期处于“追着项目走”的状态,无法确定自己的长期科研目标。
“对年轻科研人员来说,一定要有一个稳定、有特色的研究方向,独树一帜,让特色成就未来。”他说。
“科学研究需要不断‘迭代升级’,如果你的研究只停留在1.0版本,即便成果再多,科研价值也有限。科学研究只有从1.0到2.0,乃至于不断迭代升级,才能做出有影响的成绩。”乔俊飞说。
(图片由受访者提供)
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