Question

谁因为一部科幻电影走上了创造未来的道路？

Answer 1

在如今这个信息爆炸的时代，通信技术日新月异，但却仍无法满足人们的需求。在新的严峻形势下，如何满足人们对更高容量、更高带宽的通信需求成了棘手的国际性难题。

作为清华大学电子工程系通信研究所副教授，陶晓明和她的团队正致力寻找一把能将难题迎刃而解的密钥——在传统通信技术中引入智能计算的方式，通过基础研究来拓展带宽需求——为你我开启无线世界的更多可能性。

“未来通信技术航向已经转向了宽带化和多媒体化，而通信频谱资源却面临日益短缺。”陶晓明说。

陶晓明

1999年，18岁的陶晓明还是一名西安电子科技大学通信工程学院的大一新生。在这个中国互联网刚刚兴起，甚至连蓝屏手机都还没有出现的年代里，科幻电影《黑客帝国》里的每一个场景都让陶晓明感到酷炫：在一个带宽无限制的世界中，主角Neo和母体Matrix的所有联络都能以无线通信的方式随时传输。当时的陶晓明心中只剩下一个念头：未来科技能否发展成这样？如果能由自己亲手来实现这样的未来就好了。

传统无线通信技术基于数据通信，包括文字、图像、声音等多媒体信息，每实现一次传输，都必须建立一个新的通信连接。假如把无线通信的每次传输视为一次“见面”，那么在传统通信技术中，每次见面时“双方”都必须重新“自我介绍”，这也因此占用了本就紧缺的带宽资源。

陶晓明工作照

对此，通信领域中解决带宽的传统方法，是通过对多媒体信息压缩编码，以达到提高传输效率的目的。但是受制于率失真性能，当多媒体信息一旦达到失真的临界点，就很难再压缩了。面对传统方法的掣肘，陶晓明另辟蹊径，选择了一个大胆而充满想象力的新思路：将人工智能技术引入无线通信领域。

“视频通信智能协同计算的核心创新是在传统通信中融入智能计算，通过计算把真正需要传输的未知信息找出来，而把已知的信息在收发端预存，从而做到不重复传输，这样就有效实现了节省通信传输带宽的目的。”陶晓明解释说，“这就像陌生人之间可以‘一回生，二回熟’一样。”基于模型的智能计算在首次连接时“介绍双方认识”，在下一次传输时，就无需“重新介绍”占用带宽了。

陶晓明最早提出这一创新性的研究方向还是在10年前，当时国内移动通信网络正在从2G向3G过渡，而作为新兴交叉学科的无线多媒体通信也绝非是“无线通信”和“多媒体处理”两个领域的简单叠加。虽然当时机器学习正在飞速发展，但把计算通信作为一种新方法去实现面对面的实时通信效果，这种思路在国际上还是被认为难以实现。陶晓明团队的论文也都被拒绝了，评委会的意见是：该论文研究思路和传统方法不一样，很难得到认可。

陶晓明回忆道。之后的两三年时间，这个研究方向走进了死胡同。

“从事前沿技术研究往往像在无人区中行走，前路不清晰，也不知道哪里是尽头。”陶晓明说，“虽然有时会让人感到害怕，但有波折和困境是正常的。”倍感压力的日子里，陶晓明没有轻言放弃。经过几年的艰苦努力，团队终于迎来了好消息：实验证明在新的计算通信理论的支持下，用于视频通信的效果比传统方法节省了好几倍的带宽。此后，团队连续发表高水平论文，并得到了国际同行的高度认可。

回想起科研道路上的自我驱动力，陶晓明笑着表示，除了科研工作本身的魅力和乐趣外，还有科幻电影《黑客帝国》种下的“初心”。

19年后的今天，陶晓明仍然初心不渝，“在通信领域里，坚持做理论基础研究的意义在于从本质上去解决问题，从根本上去创造未来和影响世界。”

成功的人总是有他的道理。