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美国德州理工大学访学随笔

发布时间:2019-03-16  作者:程金  点击次数:

经由山东省政府公派出国留学项目,我于2014年9月至2015年8月期间在美国德州理工大学作访问学者。德州理工大学(Texas Tech University, TTU)位于Texas的一个名为Lubbock的小城市,在美国理工学校中的排名估计和济南大学在国内的排名相似,但TTU的数学系和石油系排名较为靠前,尤其是数学系,在控制理论领域出过不少牛人。在TTU交流访问一年的时间里,我的收获不少,感慨更多。

我所在的实验室主要从事多机器人污染源搜索和定位的相关问题的研究,由TTU机械系的Qing Hui教授负责。在Hui教授的指导下,我从2014年的9月份到11月份,开始从事基于实验统计学的各种优化准则在多机器人污染源定位问题中的性能分析等研究。我每天写代码,做仿真,分析数据,每周二上午参加组会讨论。研究中,我们发现各种优化准则,如D-optimal Criteria、E-optimal Criteria、A-optimal Criteria、S-optimal Criteria,有着相似的收敛性能,但其收敛过程不尽相同。为此,我们开始分析不同的优化准则对于系统稳定性和收敛速度的关联。对我来说,这是一个全新的领域,已有的书籍文献资料中已不能找到任何帮助,最好的方法是与数学专业的教授们讨论和合作。在这个过程中,给我印象最深的是国外的教授们对于科研中发现疑难问题时的欣喜和兴奋的表情,哪怕是对于一个错误的结果也要大加分析一番,直到发现问题的根源,如同哥伦布发现新大陆一般,尽管哥伦布至死也没能发现他所谓Indian land,但他还是发现了美洲大陆。我想,这应该就是科研工作者应有的态度,Question it,Face it and know How。

从12月份到2015年的3月份,我完成了以Amigobot为平台的多机器人Flocking问题的一种轨迹跟踪控制方法的研究,以及直线地图构建方法和直线地图中机器人导航方法的研究。Flocking问题的研究已有多年,但相关的方法层出不穷,仍然是研究的热点,值得投入。这部分科研工作是一个新的科研方向的尝试。利用实验室内的AmigoBot平台,我进行了实验研究,发现所提出的方法是有效的,相关论文已经在学术会议中发表。

2015年4月到8月,针对我所承担的国家自然基金项目中未完成的研究内容,先后对两节拖车、三节拖车和N节拖车的运动控制问题进行研究,提出了反向方位角跟踪问题的稳定控制方法。利用一种递推方式,将N节拖车的方向跟踪问题转换为车体夹角的反馈镇定问题,相关结果已整理投稿。

科研之外,国外大学的一些教育理念和学风也给我留下了深刻印象。学分制下的学生们学习更加主动,更要认真。毕竟修习一个学分的费用是很高的。为了完成学业,学生们各展其能。经常会看到那些认为自己有运动天赋的学生,在炎炎烈日下,赤裸上身在校园一圈圈地奔跑,只要能在运动会中打破记录,这也是一种拿学分的方法。实验室也是那些工科学生中数量众多的Nerds的天堂,或者组装赛车,或者设计各种结构奇异的机器人,甚至见过一个学生在滑板底下安装了一个手控马达,在校园里急速穿行,身后留下一阵阵的口哨声。总之,只要能够申请到学校的经费支持和实验室场地,学生们可以做一切想做的事情。而学校管理学生,基本是一种“放羊”的模式,甚至学校并不关心学生是否认真学习,是否修满学分(学生只要按期交纳学费即可),学校更重视学校的教学条件是否满足学生的需要。TTU的图书馆就对学生和教师提供了各种周到的服务。不同于国内一所大学还在争论学生不能穿拖鞋进入图书馆,TTU的图书馆欢迎任何人进入,毕竟图书馆的基本功能不是收藏,而是传递文化知识,书放在书架上就是一种浪费。除了海量的图书文献资源,图书馆还提供了免费的馆际互借服务,如果实在没有,就会给你买一本。

来源于中国的“尊师重教”的传统在国外的大学里也得到了充分体现。虽然,学生们可以投诉教师,可以质疑教师,但跟TTU里的老师们交谈中发现,这里的教师很受学生尊重,课堂鲜见有人迟到,没有人故意喧闹或睡觉。我想,这更多是对于课堂的尊重。另外,在“信用体系”的监管下,这里的学生没人敢作弊,甚至抄袭作业都有可能造成严重的后果(例如,被举报取消学分,被退学)。学生们更喜欢讨论,图书馆、草坪、实验室,经常见到学生们拿着笔记本电脑和书本,争论各种问题。对于“讨论”这种交流形式的重视,可以从博士生开题(Proposal)和答辩(Defense)的英文名称中略见一斑,开题就是提出一个问题,答辩时要面对众人的质疑进行防御。我的实验室内有5位博士研究生,大多是Teaching Assistant 或Researching Assistant,也就是说除了要在4-5年内拿到自己的学位外,还有完成教学任务或导师的科研任务。每个人都在按照自己的规划来选修课程、上课或从事科研,压力大,工作量也很大。

对于TTU刚参加工作的年轻老师,尽管只有一个Assistant Professor 的职称,但却可以带硕/博士研究生,只要有能力就行。学校对于年轻科研工作者给予了很大的信任和支持。据说,TTU在全美最好的雇主排名中名列前十。

回国之后,最大的感受就是中国与美国仍然有较大差距,我们仍然需要牢记“谦虚、谨慎、戒骄、戒躁”的教导,继续发扬艰苦奋斗的优良作风,为中华民族的伟大复兴而努力工作!


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