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                上海中學

                [轉發]:丘成桐計算機金獎+全國明天小小科學家大发棋牌app高三男生包攬兩項頂尖大獎

                2020-01-10


                日前,2019年丘成桐中學科學獎(以下簡稱丘獎)頒獎典禮在清華大學舉行,來自國內16個省市自治區及美國、新加披等國家的90支參賽團隊176名選手經過為期兩天的激烈角逐,決出62項大獎。

                最終,上海市上海中學高三(4)班的趙海萌獲得丘獎計算機金獎。

                而就在一個月前,在由中國科協、中國科學院等主辦的第19屆“明天小小科學家”頒獎典禮上,趙海萌與另外2名同學一起,從1785名學生中脫穎而出,榮獲本屆活動最高獎——“明天小小科學家”稱號。

                同時榮獲這兩個中學生的頂尖大獎,這在全國或許也是尚屬首次。日前,趙海萌接受了周到君的獨家采訪,還原了自己的成長過程。、


                一位高中生,一場“前無古人”的研究



                經常用電腦、手機處理照片的人都知道,只要圖像一壓縮,雖然占用的空間小了,但精度也隨之打折扣,圖像質量沒有原圖那麽好了。怎麽能在保持圖像質量的前提下,壓縮圖片占用的空間,這是一直以來困擾業界的難題。

                為了處理圖像壓縮率與失真率之間的關系,現有的研究采取多種方法額外訓練熵估計器,以對圖像編碼的信息熵進行近似和估計,並依此在優化的目標函數中表征圖像的壓縮率。但,有沒有更好的方法?

                趙海萌在初中時,已經自學了很多計算機領域的內容,進入上海中學後,又關註了許多人工智能方面的網站和公眾號,經常閱讀學術論文。有一天,他讀了一篇關於圖像壓縮的論文,文中提到了這個難點;接著,他又讀到一篇關於剪枝理論的論文,小趙突然來了靈感——有沒有可能把剪枝理論應用到圖像壓縮上呢?

                他再一查,發現還從未有人關註過這個領域,頓時來了興致,向老師說了自己的想法,也得到了老師的鼓勵和支持。於是,一場幾乎沒有現成資料可借鑒的研究開始了。

                之所以說“沒有現成資料可借鑒”,是因為這個領域屬於人工智能範疇下的神經網絡架構搜索,小趙希望通過剪枝方法搜索一個更好的架構,這本來就是新興領域,從能夠搜集到的資料來看,也沒有人想到過將其應用於圖像壓縮。於是,小趙利用上海中學給學生們的自主研究時間,一頭紮了進去,潛心開始了他的研究。

                最終,小趙的研究結果避開了額外訓練信息熵估計器的麻煩,利用 ADMM 算法(Alternating Direction Method of Multipliers) 直接對表示層結構進行剪枝,引導自編碼器在優化圖像重構質量的同時,促使編碼稀疏化,以優化壓縮率,並基於此提出了剪枝圖像壓縮自編碼器 CAE-P (Compressive AutoEncoder with Pruning)。實驗表明,CAE-P 在圖像重構質量和壓縮率上均超越了現有的圖像壓縮算法。

                他的這篇論文《基於 ADMM 剪枝的圖像壓縮自編碼器》也得到了丘獎評委們的高度認可。“丘獎的評委都是國際名校的專家,還要用英語進行答辯,坦率說,我之前真沒想過自己能拿金獎”,趙海萌坦言。

                但事實上,就連業內大名鼎鼎的JPEG公司都關註到了這個高中生的研究成果,還在業內的行業報告上專門引用,認為這是一個值得關註的方向。

                “我覺得,可能這個研究最主要的貢獻在於,之前沒有人想到過可以用剪枝方法來算,我還只是用了其中一種算法,其實還有更多種可能,相當於打開了一扇通向新世界的窗”趙海萌表示。


                “我的夢想是物理科技交叉的領域”


                F504


                “趙海萌是一個很專註、很善於思考的人,我們對他能得獎並不意外”,他班上的一位同學告訴周到君。

                趙海萌的媽媽是閔行一所初中的科學老師,爸爸則是華東理工大學計算機系的副教授。不少人都以為趙海萌在計算機上的成就來自於爸爸,但他卻坦言,“我倆研究方向不一樣,他偏重雲計算、區塊鏈,我偏重人工智能,有時會探討,但研究主要還是靠自己。”

                趙海萌從上海小學畢業後,進入華育初中就讀。從預初一開始,就萌生了對科學的興趣,讀了很多物理方面的科普書。有一天,他讀到一本物理書,發現附文裏出現了高等數學裏的微積分公式,頓時覺得,自己雖然讀了那麽多科普書,但其實只是學到皮毛,要真正走入科學的聖殿,還得先打好數學基礎。於是,他又買了一本1000多頁的《托馬斯微積分》,花了一兩年時間把這本書啃下來了。

                初三時,他被上海中學預錄取,那段時間比較空閑,他就在網上學慕課,研究計算機、商學、心理學。其中,尤其是計算機慕課,仿佛為他打開了一扇通向新世界的窗,他一下子萌發了對計算機的強烈興趣。計算機提倡開源,很多人會把自己的想法和經驗分享在網上討論,趙海萌也參與了多個群的討論,這更讓他有了源源不斷的最新前沿理論支撐。

                進入高中後,上海中學給了學生充分的時間和科研輔助資源,趙海萌在校內學習完成後,把時間精力一分為二,一部分精力在物理,一部分精力在計算機。也正因此,在今年的全國中學生物理競賽中,他還獲得了銅獎。

                “上海中學會請復旦交大的老師給我們做講座,每周二周四下午都有時間,可以讓我們潛心做研究;學校還有一整套幫助學生做研究、寫論文的系統流程來幫助我們”,趙海萌表示。

                關於未來,趙海萌坦言,他的夢想是清華姚班,高考科目選的是物理、化學和生物,“未來可能還是想走學術研究路線,物理科技交叉的路線,希望能夢想成真。”


                原文鏈接:http://static.zhoudaosh.com  來源:周到上海APP