毕业•记忆 | 陈安沛:在SIST六年学习到的科研小帖士

Publisher:闻天明Release Time:2022-08-03Number of visits:10



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图中第一排为作者本人

个人简要介绍




陈安沛

上海科技大学信息学院

计算机科学专业2022届博士生


高中母校:广西省梧州市岑溪中学

本科学校西安电子科技大学

在校情况:发表计算机图形学与视觉领域国际知名会议及期刊论文14篇


毕业去向:苏黎世联邦理工学院和图宾根大学博士后(ELLIS Postdoc Fellow)

博后导师:Siyu Tang(第一年); Andreas Geiger(第二, 三年)



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2016年底,我和同一个课题组的小伙伴一起来上科大求学,至今已六年有余。作为一名在上科大呆了这么久的学长,坐在火车上看着窗外掠过的树木建筑和人群,忽然打算对过去几年的科研生活总结一下,希望对正准备入学和已经在校的学弟学妹有所帮助。


当你准备开始一个课题,一般的流程为:首先去搜索相关文献,从同行的文章里了解整个领域的发展现状;然后从中汲取灵感去设计新的方法,通过各种实验验证其准确性。当然这期间你需要跟导师或者合作的小伙伴讨论更新迭代,调整方向。如果你运气比较好,在实验中有了一些新的发现,恭喜你可以开始去写一篇学术论文。投稿 -> 收到审稿意见 -> 然后rebuttal;如果你再幸运一点文章被接收了,那么你需要准备最终版论文。如果是会议论文的话你还需要准备开会的讲演材料并在会议上展示自己成果。


然而这样的一个漫长的过程通常不会那么的顺利,接下来我将分享我遇到类似问题时候的一些经验。


  如何选择一个课题  


如何选择一个有价值的研究课题是老师对你非常重要的一种学术训练,不管是课程的final project还是研究生的科研日常都要面临这个问题。当然有的老师会给你非常具体的项目主题,甚至具体的技术路线,你只需要去验证老师的想法即可。启发性的老师通常会给你几个大的方向,需要你对相关论文进行调研后提出自己的想法并跟导师进行进一步的沟通和探索。在过去的科研经历中,我认为能不能找到一个让人眼前一亮的课题虽然有一定的运气成分,但是从长远的学术道路来看,寻找科研课题主要还是依赖于对所在研究领域的理解程度以及你的科研品味


理解程度指的是你对研究方向的了解程度。好的理解程度通常包括你需要知道所在领域的“前世今生”,并将自己的思考代入进科研发展的进程中。假设你处于进程中的某个阶段你会怎么去改进,你的想法和后来的解法区别在哪里。假设你有了这样的训练过程,你很快就能知道目前处于什么研究现状,这个领域未来可能的发展的方向如何,这个大的方向往往会和导师给你的大方向基本相符。同时类比的思维方式也非常重要,通常一项大的创新可以从好几个不同的角度去理解,因为事物的本质往往是相通的,不同的理解方式可以给你带来一些不同的启发。


有了大致的方向后,接下来就是选择具体的研究课题,这个过程通常比较考验科研品味。好的科研品味会让你想到让人别人眼前一亮的课题。如何培养一个好的科研品味呢?我发现一个非常有效的方式就是经常(最好可以每天)粗读一些研究领域里优秀的文章。这里的粗读只是了解大概思路,甚至可以不用去读文章,只需浏览一些技术博客或者推文,比如说twitter上的AK或者arxiv daily等博主。同时为了拓展你的知识储备,你不仅需要关注最近发表的文章,还需要浏览更早的文章(比如10年前的),不然你可能会被别人所做的东西带着走,很难有新颖的思路产生。看待别人工作的时候,批判性思维和逆向思维也比较重要,不要一味觉得作者的结果比较好,所以研究方法就是最佳选项,还需要从本质上去分析问题,他这么做等价于什么,亦或者输入和目标反过来是一个什么问题,比如对于计算机视觉问题反过来往往是计算机图形学问题。


 给定一个课题如何开始实验


如果你找到一个让你兴奋到睡不着觉的课题,那恭喜你可以进入下一个更加折磨的阶段了。这个阶段的实验结果往往会一次次地浇灭你一开始的热情,虽然很扫兴,但我必须告诉你这个现实。在过去项目经历中发现,你的项目最后走到哪里主要取决于你的实验过程而非一开始定的方向,以至于最后的结果可能和一开始的预期大相径庭。这个过程你会通过实验发现很多不可思议、无法理解的实验现象,通过对这些现象的探索你会获得很多新的启发,当然,你的项目方向也会随着这些新的发现而更新,这个是不停迭代的过程。所以当你发现和预期很不一样的现象时不用担心,恭喜你可能要有新的发现了(也很有可能你代码里有bugs)。当你在思考导致这些不符预期的现象的原因的时候,思维可以跳跃开阔一些,多想一些导致这个现象的可能,然后逐一设计实验去验证。一个很有效的实验验证思路是,你可以尝试把问题剥离出来,去掉的不相关的因素,设计一个更加简单的设定去进行实验。


有了初步的实验结果

如何撰写一篇论文


如果你足够幸运,在实验中还发现了一点有意思的新东西,你开始迫不及待地想发表论文了。你打开了overleaf,想了老半天然后只憋出了个题目,中间overleaf还掉了好几次线。其实学术论文不像毕业说一样可以按意识流来写,它更加讲究故事线的逻辑性。题目也通常不在最开始就拟好。引用我研究生导师的话就是要娓娓道来,让人阅读越有滋味。如果你对整个领域有了一个非常全面的理解,写一篇逻辑清晰的中文文章应该不难,对于一个非英文母语的学生来说写一篇全英文的文章确实挺具挑战。


说到这,我想分享一个自己的小方法:初次拟稿时最好在论文deadline前一个月就开始写引文草稿,写完之后把pdf发给导师,请导师帮忙在pdf上写批注,然后你根据老师的批注修改,修改完再让老师帮你批注。这样一个过程虽然相对比老师直接在你的文章上修改会慢一些,但是你可以清楚地知道老师的修改思路和你的文章是怎么一步步从“狗屁不通”变到一个读起来比较通畅的过程。经过几篇论文的训练,你就能有意识地规避掉一些比较奇怪的表达,从而缩短写作时间,甚至两三天就能写出一篇逻辑不错的论文了。这个过程虽然会因为不停地修改而比较费时费力,但是我试验下来觉得这种训练方式对写作提升非常迅速。


关于论文的命名,辨识度高、容易让人记住的名字通常可以使文章获得更多的关注度。我的一个经验是,尽量用现有的常见词汇。与城市道路的命名类似,道路通常沿用大家熟悉城市名称命名而避免大家需要开辟额外的记忆空间来记忆。文章的命名也可以借鉴类似的思路,比如,假设你的方法思路上借鉴了两个经典的算法A、B思路,可以使用A+B作为文章的缩写。当然如果现有的常用词汇无法有效传达你的文章主要思想,也可以尝试在现有单词上按照语法修改并且保证发音朗朗上口最好。


这里有我现在的博后导师之一Andreas Geiger教授做的一个如何写文章总结,大家感兴趣可以看一下:

Scientific Reading, Writing and Presenting

https://drive.google.com/drive/folders/1eLbZWp0EFV5JDItgD_j94UAajnD2OVwR


遇到不好的审稿结果或被拒了怎么办


如果你将你呕心沥血的工作投递出去却没有收到满意的审稿意见,这个时候你除了尽你所能写一个好的rebuttal 阐述你工作的重要性和新颖性之外,我觉得更重要的一点是保持平常心。如果你认为你的文章是好的,你也可以提前放到一些公开的论文平台上供同行来阅读和评价,文章也会有非常不错的影响力。到现在我才发现论文中不中稿与文章的影响力大小并不是直接挂钩。当然这里会涉及要满足一定的论文中稿数量才能毕业的问题,在上科大,学生毕业是可以通过同一研究中心的老师评议来确定论文的质量,并不需要一定得中稿才能毕业的,所以大家也不用担心较长周期的科研方向问题



课题中途被“撞车”了怎么办


想法撞到一块了,且别人先把文章发表出来的这个问题,我之前也遇到过好几次,尤其是特别热门的研究方向,这是会经常发生的现象。你要认识到你的同行或者竞争对手都是非常了解所在研究领域,也都能清晰地看到这个领域接下来应该往哪里走,对于同一个问题想到类似或者一样的解法是一个很自然且普遍存在的事情。如果遇到了撞课题,我建议你尽快从悲伤情绪走出来,如果你的方法的实验结果差不多或者比他好一点,你可以尽快地把你现有的实验和方法写成文章,尽快(可能一两周比较好)放到公共的科研平台(比如arxiv)。如果你发现你目前的实验结果没有别人的好,建议你把这个问题做得更加深一点,比如探究一下你目前的解法更本质一点的特性或者在一个更加完善的理论框架下来解释你目前的实现方法。


课题中途做不下去心态崩了怎么办


从前面的过程可以看出,一个课题能从一开始开题走到一篇被接受的论文需要面临好多的不确定性,在中间任何一个环节都可能面临着心态崩溃,特别是如果还有毕业压力时。我的经验是可以培养一些除科研以外的兴趣爱好(比如运动,旅游等)来平衡和调节一下心情,毕竟科研生活可能百分之九十以上的时间你都会处在挫败感和困惑之中。你也可以跟你的导师沟通一下,跟他讲诉一下你的困境,听听导师的建议。当然,你也可以经常和身边的小伙伴聊一下你目前在做的项目,不用藏着掖着,你在倾诉的同时,往往也会收获来自小伙伴的灵感和建议。我很开心遇到几位小伙伴能每周一起出去寻找上海的美食(这里特别推荐天辣的花生绵绵冰,三嫩系列、靓靓蒸虾以及长泰的那时新疆),品味美食也可以很好地排解科研、生活中的不顺心。

上面粗略地写了一些小帖士,这里有系统的如何做研究的教程,大家感兴趣可以去看一下:

Part 1: https://www.youtube.com/watch?v=MKUCz_3Ee0A 

Part 2: https://www.youtube.com/watch?v=4LEZED1YXm0 

Part 3: https://www.youtube.com/watch?v=imEtTnQKt4M


在上科大读研究生的一点感受


在上科大这几年学到了非常多的专业知识和技能的同时,也深刻地感觉到一个人的成长除了来在于自我的奋斗,还与所在的环境有很大的关系。我很幸运遇到我的研究生导师虞晶怡教授,跟他结缘于计算机图形学课程,相识于羽毛球场,他会支持我跟他提的各种不靠谱的课题,也会在修改论文的时候特别严厉,他经常会突然有各种奇思(如何测量面粉的体积?)妙想(双曲线是一个双直纹面?),同时他也有人文社科等各领域丰富的知识储备,往往可以启发学生看待事物的独特视角。感谢我的导师和上海科技大学提供的非常开放的成长平台。


好了,火车到站了,就写这么多吧,希望有缘再见。