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信息学院石野课题组在神经网络优化层微分上取得重要进展

深度学习技术的不断进步，使得神经网络在各种机器学习任务中被广泛采用，取得了极大的成功。然而，神经网络模型通常包含大量的参数，容易受到对抗攻击或过拟合等的影响。数学上的优化问题是指在一定约束条件下求解一个目标函数的最大值（或最小值），现实世界中的物理信息和人类知识适合被建模为包含目标函数和约束条件的优化问题。因此，将优化问题纳入神经网络有利于深刻理解神经网络的输出和内部运行机制，能够调整神经网络的归纳偏差，增强神经网络的鲁棒性和可解释性。近日，信息学院视觉与数据智能中心（VDI）石野课题组针对神经网络优化层，提出将优化问题解耦后进行交替微分，大幅提升优化层梯度计算效率，相关研究成果以“Alternating Differentiation for Optimization Layers”为题，被人工智能知名国际会议ICLR 2023接收录用。基于此，石野课题组研发并开源了神经网络底层训练求解器Alt-Diff，这是继卡耐基梅隆大学OptNet和斯坦福大学CvxpyLayer之后的第三款神经网络优化层微分求解器，Alt-Diff在大规模问题中具有显著的计算效率优势。图1 面向神经网络优化层

2023-03-17

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信息学院汪婧雅课题组研究成果论文被AAAI会议录用

近日，上海科技大学信息学院汪婧雅课题组的研究成果“Lifelong Person Re-Identification via Knowledge Refreshing and Consolidation”被AAAI年会（AAAI Conference on Artificial Intelligence,AAAI 2023）接收录用，并入选大会口头报告。AAAI年会是中国计算机学会推荐的CCF-A类人工智能领域知名学术会议。行人再识别终身学习是面向现实场景的一种学习范式，期望能够不断处理在不同时间段、不同地点采集到的连续且非平稳分布的行人再识别信息流。在这种学习范式下，模型在每个训练阶段只能见到当前任务的训练数据。与传统的终身学习相比，在终身学习场景下开展的开集细粒度图像检索问题，其挑战在于如何有效保存旧知识并逐步增加新的识别能力。目前的多数方法都在解决模型的灾难性遗忘问题，缺乏对旧知识的优化和整合。图：(a)行人再识别终身学习流程示意图；（b）不同终身学习方法效果对比研究团队认为在终身学习的过程中不仅要减少行人再识别模型在旧任务上的遗忘，还要提升模型在旧任务和新任务的表现。为实现这

2023-03-16

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信息学院哈亚军、汪辉课题组在集成电路设计自动化领域发表重要科研成果

图割算法在与最大流、最小割问题相关的优化任务中被广泛使用，如神经网络优化、编译器优化以及计算机视觉任务等。由于图割算法具有很强的数据依赖性和很高的时间复杂度，在解决实际问题中，图割算法往往会成为任务运行时的瓶颈。上海科技大学信息科学与技术学院哈亚军课题组发现图割算法在一些应用场景中（如图像分割，双目视觉等格状图应用）可以利用现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Arrays，FPGA）的可重构特性弱化算法中的数据依赖，从而加速算法运行。为此，哈亚军团队与信院特聘教授汪辉团队合作，提出了折叠网格架构（Folding Grid Architecture）以及乱序并行执行技术（Out-of-order Parallel Execution），将单层大型格状图映射到虚拟的多层小型格状图上。该方法使得大型格状图可以在小尺寸的处理器阵列中运行，并且增加了在不同层并行运算的可能。实验结果表明，此设计可以实时解决最大1920 x 1080个节点的格状图最大流、最小割问题。与最新技术相比，在使用类似的FPGA资源情况下，该成果在图像分割任务中实现了5.4倍的速度提升。图：

2023-03-15

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信息学院吴幼龙课题组本科生在通信领域国际知名会议发表论文

本科生发表国际会议论文上科大积极鼓励本科生走进实验室、参与科学研究，这一创新举措从建校之初延续至今。近期，信息科学与技术学院2019级本科生王宇瀚以第一作者身份在国际知名学术会议IEEE Global Communications Conference 2022（GLOBECOM2022）发表研究论文。在吴幼龙教授指导下，他们针对异构分布式计算系统（Heterogeneous Distributed Computing）的通信负载问题，提出了一种新的编码计算算法。该算法可适用于任意预设的数据分布和函数分配的分布式系统，与现有算法相比，具有更好的适用性和更低的通信负载。王宇瀚还受邀通过视频录制的方式在大会上作了汇报，而这项科研成果的发表离不开上科大提供给本科生的宝贵科研机会。在尝试中走向坚定，在科研中逐步成长谈到本科阶段进入课题组进行科研，王宇瀚同学表示自己在参与科研的过程中受益良多。能在本科的时候窥见科研大厦的一角，是一件非常幸运的事。“在进入课题组之前，其实我自己对科研一点概念也没有，不知道自己适不适合，也不确定自己会不会喜欢。当时在一节信导课上听到了吴教授分享的信息论知识，自己就

2023-03-15

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全球首份AI华人女性青年学者榜单出炉，这位上科大教授入选！

3月8日，在国际妇女节之际，百度发布了首份AI华人女性青年学者榜，从全球范围内评选80名在AI领域贡献出众的华人女性青年。上海科技大学信息科学与技术学院助理教授汪婧雅成功入选。该榜单由百度人才智库联合百度学术、天津大学复杂管理系统实验室、中国科大国金院商业智能中心、南京理工大学数据挖掘与应用实验室发布。榜单基于华人女性青年学者所获得的科研成果数据，综合参考中国计算机学会分类标准、前沿学科关注度以及国内学者专家建议，从学术水平、学术影响力、学术潜力三个维度，通过大数据挖掘和自动化评估等技术进行评选。汪婧雅博士毕业于英国伦敦大学玛丽女王学院，2020年全职加入上海科技大学信息科学与技术学院，从事计算机视觉、机器学习、人工智能等AI 经典领域的研究。她的研究兴趣主要关注于以人为中心的视觉感知、推理与决策，并且希望通过借鉴人类智能学习过程的特点，结合深度学习技术，促进人类智能与机器智能之间的协同合作。目前，她的研究课题集中在计算机视觉技术在人机交互领域的应用，包括人物交互理解、三维人体姿态估计、手物交互重建等方向的研究。这些方向在人机协同、增强现实、机器人视觉等领域具有广泛的应用前景。上海科

2023-03-12

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信息学院自动化与机器人中心在机器人微纳控制、运动控制、感知技术等领域取得科研进展

信息学院自动化与机器人中心（STAR Center）专注于机器人与自动化领域的持续创新，中心近期在机器人领域知名国际会议2023 IEEE International Conference Robotics and Automation(ICRA 2023)上发表了多项科研成果。先进微纳控制技术非接触式粒子操控（NPM）因其非侵入性的优点，比传统的粒子操控具有更大的应用潜力，大大扩展了机器人在生物医学工程、材料科学等领域的操控能力。中心的刘松课题组基于机器人方法在水平面成功操控了微米粒子，实现了自动捕获、闭环定位和实时运动规划，重复定位的精度高达像素级别，可应用于平行3D打印、微装配等场景。成果以“Noncontact Particle Manipulation on Water Surface with Ultrasonic Phased Array System and Microscopic Vision”为题发表，信息学院2019级本科生张叶歆和2021级研究生李家齐为共同第一作者，信息学院2022级博士研究生贾羽宇、信息学院助理研究员李腾老师参与了此项目，中国科学院自动化研究

2023-03-11

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节日祝福｜春暖三月，你是人间美好

Womens Day国际劳动妇女节她们是讲台上闪闪发光的智慧她们是生涯路上温暖的陪伴者她们是学校里匆匆而过的身影她们用温柔和坚韧、勤劳和勇敢支撑着学院的发展和建设传递着上科大的博爱和温度她们是知识的传播者用科学的思维和丰富的经历带来战胜未知的力量和勇气左右滑动查看更多她说：五年前，当我第一次走进上科大美丽又极具现代感的校园时，从未想过自己的生活会变得如此丰富多彩。从一开始的忐忑不安，到心无旁骛的忙碌，锁定了目标的自己，再无暇旁顾，仿佛这个人生本就该如此。第一次走上讲台授课，第一次打开实验室的大门，第一次迎来自己的研究生，再第一次目送他们走出校园走向社会……人生无数的第一次在这里悄悄绽放，伴随着喜悦和兴奋，以及偶尔的失落和茫然，让我在繁忙中体会着生活的美好。感谢上科大给了我这样一个舞台，让我能够在其上尽情地发挥。希望下一个十年，我能够继续陪伴着她，一步步走出自己的精彩。——郑锐教授她说：我入职上科大信息学院已有一年半之久，最深刻的感悟就是，在这里工作是何等的幸福。无需忧虑通勤问题，拥有自由规划时间的机会，得以投身于自己热爱的研究领域，全心全意地致力于教学和科研。学校给予了广泛的科研支

2023-03-08

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信息学院林丰涵课题组提出光子微波相控阵新架构

下一代无线通信与卫星网络需要低成本、低功耗、大口径、宽角扫描的相控阵技术，以实现空天地一体化的连续空间覆盖、混合近远场波束赋形、多用户定位传感和全息多入多出（MIMO）通信与感知。现有相控阵天线系统因受射频收发组件带宽、成本、制程工艺、热设计等多方面的限制，难以适用于民用无线通信系统。可重构电磁超构表面技术有望解决上述瓶颈，但在栅瓣角度、最高工作频率、可扩展规模、极化自由度等多方面受到制程的限制，极大制约了该技术在基站天线、卫星相控阵天线和中继散射通信系统中的应用。针对以上问题，信息学院林丰涵课题组提出并验证了一种基于光控微波超构表面的光子微波相控阵天线新架构：以微带反射天线阵为验证对象，在原理上兼顾基站、卫星和中继散射通信系统的共性技术需求，采用激光来代替大规模的控制导线实现对控制信号的无线传输，同时通过激光信号的变化对反射阵集成的光电开关二极管状态实行无线控制，从而实现了辐射方向图的重构。为验证该方案的有效性，研究人员对1024单元的光控微波反射阵进行了仿真设计，通过对正负60°的无栅瓣波束扫描，进一步对256单元光控微波反射阵的进行了实验验证，结果实现了最大范围正负45°的动态波

2023-02-21

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