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之江实验室3项成果获浙江省科学技术奖

 发布日期:2022-07-12

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7月11日,全省科技创新大会在杭州举行。大会颁发了2021年度浙江省科学技术奖,之江实验室3项科技成果获奖。之江实验室副主任、浙江大学教授鲍虎军牵头的“单目视觉鲁棒跟踪定位的理论和方法”获2021年省自然科学奖一等奖。之江实验室人工智能研究院研究员李太豪主持的“高吞吐、低延迟场景下的智能人机对话关键技术及应用”成果,智能网络研究院研究专家张帆主持的“基于拟态构造的内生安全存储系统研发与应用”成果,获省科学技术进步奖二等奖。截至目前,之江实验室累计获浙江省自然科学奖一等奖1项、技术发明奖一等奖1项、科学技术进步奖一等奖3项,省科学技术进步奖二等奖4项、三等奖2项。


单目视觉鲁棒跟踪定位的理论和方法

机器人、无人车、无人机等智能体在未知环境中自主地移动与作业时,不仅需要实时地定位自身在三维环境中的位置与朝向,也需要准确地检测与跟踪环境中的目标物体与人体,这就依赖于视觉跟踪定位技术。它是视觉智能的共性关键技术之一。

传统的视觉跟踪定位方法大多依赖于双目相机或者深度相机,以获取对环境的三维观测,从而实现对相机和目标的三维定位。由于双目/深度相机成本高,尺寸与功耗较大,普及性低,因此单目视觉跟踪定位具有重要的理论研究和应用价值。然而,单目视频缺乏直接的三维观测,且视频中存在噪声、遮挡、时变等干扰因素,使得单目跟踪定位产生病态或歧义性,严重影响了计算的精度、稳定性和效率。

本项目系统深入地开展了单目视觉跟踪定位的理论和方法的研究,创新提出了先验学习和统计优化的思想,突破了单目相机跟踪定位与建图、目标检测跟踪、物体与人体位姿估计等关键技术,显著提升了实际复杂环境下单目视觉跟踪定位的精度、效率和稳定性,算法的性能和指标达到了国际先进水平。有关研究成果得到了广泛引用和高度评价,并成功应用于实际产品和系统的研发,推动了我国视觉智能研究水平和相关产业发展。

640 (14).jpg单目相机位姿的鲁棒恢复

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无标记人体姿态的实时鲁棒恢复

 

高吞吐、低延迟场景下的智能人机对话关键技术及应用

国务院发布的《新一代人工智能发展规划》指出,面向国家重大战略需求,多媒体信息理解的人机对话系统是需要突破的关键共性技术。近年来,人机对话技术被广泛应用于手机端智能语音助手、客服机器人、智慧医疗等各个领域。然而现有的人机对话存在数据感-存-算时延大、多模态数据利用少、智能化程度低和拟人化效果差等问题,制约了人机对话系统的大规模智慧化应用。

针对高吞吐、低延迟的智慧人机交互需求,本项目重点研究基于数据-知识驱动的多模态感知融合理解、深度语境理解的拟人化对话生成和面向海量异构数据计算-存储的协同加速引擎等三个核心关键技术,并创新性地构建了基于多模态感知与理解、拟人化对话交互、存算加速三位一体的多维感知智能对话交互系统。其中,多模态感知与理解层以文本、语音、图像等多模态数据为输入,利用深度神经网络模型,理解用户行为、意图、情绪等多维信息,构建个性化的多维对话情境特征;拟人化对话交互层基于个性化多维对话情境表征输入,实现对话主题、用户情感状态等多维度信息的深度语境理解,并实现拟人化的共情回复生成;存算加速层基于计算-存储的协同加速引擎,一方面利用海量多模态数据对模型进行学习训练,另一方面用于存储和管理支撑整个系统的数据信息,包括交互历史数据、用户画像数据、领域对话数据等。

640.png基于数据-知识驱动的多模态融合感知理解技术示意图

项目获国家发明专利授权24项,发表高水平论文42篇。研发的面向高吞吐、低延迟应用场景的多维感知智能人机对话系统,在城市大脑统一服务平台、市长热线与防疫咨询平台、智慧高铁监控平台和服务小微企业创新创业等场景下实现应用,显著提升了智慧城市、智慧交通、智慧公共服务的运行效率和管控水平。

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基于深度语境理解的拟人化对话生成技术示意图


基于拟态构造的内生安全存储系统研发与应用

作为数字基础设施的核心装备,存储系统安全性直接关乎国家数据安全和国家网络强国战略的落地。由之江实验室牵头研发的基于拟态构造的内生安全存储系统,是全球首台套运用网络空间拟态防御理论研发的实用化存储系统,具有高可靠、高可用、高可信三位一体的广义功能安全属性,是服务国家“新基建”安全的重要技术支撑。

项目成功研制有效容量5PB、拓展容量100PB的内生安全存储系统。该系统采取与经典安全方案完全不同的思路,不再依赖于庞大漏洞库、病毒特征库和效果滞后的修补查杀方法,而是通过异构冗余架构、裁决反馈和动态调度机制的构造安全思想,实现对已知或未知威胁的容忍、感知和有效规避。研发过程中,创新提出并实现了基于拟态防御的内生安全存储架构、基于感知的自适应弹性调度方法、AI赋能的白盒测试验证方法等关键技术,发表相关论文24篇,获授权专利25项。

该成果通过了中国信息通信研究院等多家权威机构的第三方测评,亮相第五届世界互联网大会互联网之光博览会,作为靶标,连续参与了三届“强网”拟态防御国际精英挑战赛和2020年之江杯工业互联网内生安全防御国际精英挑战赛;部署服务于上海市一网统管工程、上海市 “大数据场”等多项重大工程,在冬奥会等重大安全保障活动中发挥重要作用;项目成果核心支撑的“拟态大数据一体机”2018年入选工信部首批国家大数据试点示范项目;截至2021年底,累计实现经济效益超11亿元,取得突出社会、经济与安全效益。

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