| 編者按 |

最近一則“太空出差三人組”平安凱旋的消息刷爆網絡，不僅標志著神舟十三號載人飛行任務取得圓滿成功，而且也引發了大眾對航天事業的再次關注。本期做客Light人物的嘉賓是一位名副其實的“星際探索者”，從業20多年來，她參與了眾多國際空間大科學計劃，她讓人工智能機器人技術延伸成為人類探索宇宙奧秘的另一助手。不僅如此，作為女性她參與多項旨在推動促進女性在科學技術等方面的教育職業類活動，她就是榮獲木蘭獎的高揚教授。

在科研上，她在英國薩里大學建立并領導STAR-LAB，讓女性在空間探索領域大放異彩，引領空間新技術發展的不斷跨越；在期刊上，她作為Journal of Field Robotics的主編，不斷促進行業發展的包容性和連接性；她注重產學研三驅動齊頭并進，搭建人才培育“快車道”。那么她和Light之間有著怎么樣的故事呢？她對科研有著怎樣獨到的見解呢？下面請跟隨Light科學編輯一起探索太空，來一場說走就走的外太空之旅。

高揚教授，來自英國薩里大學，世界著名的空間機器人專家，機器人領域頂尖期刊Journal of Field Robotics的主編，在太空等極端環境下的人工智能研發方面有超過20年的經驗。她是英國工程技術學會（IET）會士及英國皇家航空學會（RAeS）會士。2008年，她被《泰晤士報高等教育》評為英國十大對其學科做出重大貢獻的杰出青年學者之一，并因其在科學、技術和工程方面的貢獻于2019年獲得“木蘭獎”。
她曾擔任歐洲航天局（ESA）、英國航天局、歐洲委員會、英國研究創新中心、英國皇家工程院以及公司資助的國際和國家級合作項目的首席研究員（PI）。高揚教授還積極參與ESA ExoMars、Proba3和VMMO、英國MoonLITE/MoonRaker項目，以及和中國科學院合作深度分析嫦娥3號月球車采集的數據等真實的太空任務。
她的科研團隊或成員在其領導下，也獲得了許多國際認可或獎項，包括2013年國際宇航聯合會埃德蒙·布倫銀牌，2016年COSPAR優秀論文獎，2017年UKSEDS月球車比賽一等獎，2018年歐洲航天局SysNova挑戰賽聯合冠軍，2019年IEEE/ASME-AIM最佳論文獎入圍，2019年歐洲航天局-斯坦福聯合挑戰賽全球前三名，或是2020年IEEE-ICRA太空研討會的Wiley海報獎一等獎。

| 問與答（Q&A）|

采訪嘉賓：高揚（英國薩里大學）

采訪人：王卉

原文信息：Wang, H. Light People: Professor Yang Gao. Light Sci Appl 11, 193(2022)

原文地址：https://www.nature.com/articles/s41377-022-00869-7

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Q：作為世界著名的太空機器人專家，您能簡要介紹一下您的研究方向和內容嗎？

A：我的科研工作專注于機器感知、機器學習、視覺導航和仿生機制等方向，以及相關科技在極端環境里的應用。我和我團隊的研究項目有歐洲航天局、英國航天局、歐洲委員會、英國研究創新、皇家工程院以及工業公司資助的國際或國家項目。我也參與現實中的太空任務，諸如歐空局的ExoMars，Proba3和VMMO，英國的MoonLITE / MoonRaker，或是與中國科學院合作深度分析嫦娥3號月球車采集的數據。

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Q：目前您和您的課題組研究的重點是什么？致力于解決哪些問題？

A：現階段我們的科研任務主要是針對航天飛行器在太空軌道上或者是行星的表面自主航行時面臨的挑戰和需要解決的一些關鍵性技術。

比如用于在軌維修或清除太空碎片的軌道機器人，它們的自治導航功能需要對感應器噪聲和太空里的各種不確定性有免疫力。還有些挑戰是來源于航天器本身硬件上的局限，尤其是計算機由于需要防輻射所以運算速度比較慢，這就要求自治導航的智能算法是低運算量。我們基于這些技術挑戰研發了由單目相機感應器的空間導航智能算法，還有基于稀疏的點云感測對協作/非協作目標的機器手抓取的方法。

再比如用于行星地表和地下探測的機器人。以火星為例，行星機器人需要應付火星變化多端的地表特征從凹凸不平的石路到松軟易凹陷的沙地；火星的地下也有很多未知的情況，人類非常有興趣通過鉆探取樣來做深入了解。我們基于這些在星體探測的需求，研發了以仿生學原理為基礎的行星車，可以用最少的能耗做到攀爬等一些復雜但有效的動作，還有以黃蜂產卵器作為原型的鉆探機器人，質量低體積小很適合在重力比較低的外星體上做低能耗的鉆探和取樣，適用于月球、火星還有小行星。

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Q：聯合國外太空事務辦公室（UNOOSA）曾任命您作為Space4Women項目2021級導師，該項目旨在幫助促進女性在空間科學和技術、創新和探索方面發揮積極和平等作用，您為什么愿意參與這項行動？您能談談您的參與感受嗎？

A：多年來，我一直熱衷于通過大學或不同的基金會為女性學生或年輕的科研人員提供支持和輔導，所以希望盡力把自己的指導經驗貢獻給Space4Women項目。作為Space4Women導師，我致力于成為推動Space4Women愿景的大使，積極在科學、技術、工程和數學（STEM）領域的教育和職業方面鼓勵和幫助女性。此外積極舉行公眾參與活動，通過一系列的學校訪問、演講、媒體采訪、科學展覽和節日等促進實現這一愿景。

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Q：您是機器人領域頂尖期刊Journal of Field Robotics的主編，該期刊的主要特點是什么？您作為主編的經驗和感受是什么？

A：Journal of Field Robotics（JFR）是一份專注《現場機器人技術》的國際學術期刊，有超過15年的歷史，在計算機及工程相關的學科都被認可為是Q1的期刊。現場機器人主要是指在非結構化和動態環境中工作的機器人，涉及的工業應用領域非常廣泛，包含建筑、林業、農業、采礦、核能、海底、智能公路、搜救、軍事和航天。JFR發表具有理論基礎和實踐驗證的論文。我們鼓勵作者在文章中清楚地闡明他們主張的理論原理，并且用實驗數據和驗證展示其在現實應用中的效果和得到的結論。我們希望不僅僅報道作者們的科研工作本身，更是他們在工作中總結的經驗。

作為JFR的期刊主編，我的宗旨是要廣泛且持續地服務所有國際范圍內的相關科技社群。我們的編輯團隊致力于通過嚴謹的同行評審系統，及時地發現并發表高質量的學術成果和論文。我們也會積極地與相關的學術界和工業界保持聯系，影響并幫助推進機器人領域的長足發展，這里面也包括幫助促進相關科研領域以及行業的多樣性、平等性和包容性（比如促進性別平等）。

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Q：您曾參與Light: Science & Applications(Light)主辦的Light Conference，對此您有什么經歷和感受？您對Light的發展有什么建議？

A：我曾經非常有幸作為大會共同主席（conference co-chair）參與Light: Science & Applications(Light)主辦的Light Conference。參與Light會議給我留下了深刻的印象。會議有重要的國際專家的參與，還有促進行業內部的交流。

在Light期刊創刊10周年之際，我祝愿Light始終保持高水準的辦刊標準和持續為行業同仁提供出版和廣泛交流的機會。Light作為國際知名的期刊, 是一個非常好的平臺來幫忙促進行業里科學家和工業專家的交流，還有更廣泛的國際合作。

高揚教授在Light Conference 2018做報告

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Q：您是英國薩里大學薩里空間中心“自主機器人技術實驗室（STAR LAB）”的創始主任。您在初期組建實驗室時，遇到的困難有哪些？

A：創建并領導科研實驗室需要面臨的挑戰是不間斷的。在初創時期，主要面臨的挑戰是建立科研基礎。通過努力創新和獨到的科學見解來建立自己的科研特色和品牌。當不斷明確具有自己實驗室特色的科研方向和專注的科學方法，逐步深化具有特色的科學方法和實際驗證方案是下一步的挑戰。在這個過程中，持續壯大自己的團隊，吸引和培養有潛力的新一代科研人員也是很有難度的。

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Q：您曾榮獲第十四屆“中英創業大賽”一等獎，您如何看待科研與產業兩者的關系？

A：科研和產業化代表著科學技術不同的成熟階段。科研階段通常是指Technological Readiness Level （TRL）1至4，基本指在新知識的探索驗證階段。產業化就相對于TRL 5至9，相對于技術的深入開發和產品化商業化的階段。傳統意義上來說，大學校園里涉及的科研基本上都是較低的TRL。但隨著高科技（high tech）和深科技（deep tech）的不斷發展，很多大學相關的研究工作也會非常適合向商業化和產業化邁進。這也是促成我們參加創業大賽并獲獎的原因之一。

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Q：您作為博士生導師，培養了很多學生，您更注重學生哪些能力的培養？您對這些學生有什么期望？

A：在培養博士生方面，我非常看重對他們科學態度和科學素質的培養。對科學永遠保持誠實和尊重的態度非常重要。在科研過程中，態度要嚴謹，有創新和挑戰權威的精神。對科研的資助方抱有感謝的心態，對同行抱有支持和幫助的心態，對行業和社會抱有負責任的心態。

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Q：您曾說過：“當我還是個孩子的時候，我就非常喜歡工程學。我喜歡自己動手。我對基于機器的東西很好奇。”這對您后來所從事的職業有什么影響嗎？

A：我兒時的喜好或者說天生對科技的愛好對我職業的選擇和持續發展有著很重要的影響。讓我可以把工作和事業能夠像愛好一樣投入和經營。尤其在遇到困難的時候，我會感覺更有力量和信心去克服它們。我很少會自怨自艾或者讓自己處在一個很負面的心態里面。

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Q：您曾榮獲眾多國際獎項，2019年，因對科學、技術和工程所做的貢獻您被授予了“木蘭獎”，這些獎項對您有什么意義？

A：能夠得到木蘭基金會這樣一個重要組織的認可，這對我來說意味著榮譽和榮幸。我強烈地感受到，如果各個民族的女性能夠對她們的職業和社區做貢獻，那么對世界的發展將發揮著關鍵性作用。我們必須承認這些女性的貢獻，盡力地認識和幫助女性實現并得到在社會中應有的位置。

高揚教授榮獲“木蘭獎”

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Q：2021年在國際三八婦女節時，您曾參與Wiley的采訪，送上節日的祝福，您認為女性在科研中的優勢有哪些？

A：我非常堅守“平等、多樣、包容（EDI）”的原則并堅信EDI對科研領域的重要性。科研面前人人平等。只要對科學存有敬畏之心，有責任感，不吝嗇努力奮斗，任何人都有可能扮演重要的角色。我認為女性和男性是一樣的，沒有哪一方更有優勢。

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Q：您人生重要的轉折點是什么？

A：人生的轉折很多。我可以用事業上的一個轉折作為例子。大概20年前，歐洲航天局有一個探討人工智能機器人應用在未來空間探索方面的項目。我抓住了這次機遇，把我的科研方向和重點從廣泛的工業應用領域轉移或專注到航天應用領域，從那時起我便沿著這條路一直前行。

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Q：您的偶像科學家是誰？為什么？

A：我的榜樣是兩位獲得諾貝爾獎的女科學家：居里夫人和屠呦呦。盡管資源有限且工作條件惡劣，但她們在從事科學研究方面的決心和職業道德令我倍受鼓舞。

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Q：您平時有什么愛好？

A：在業余時間，我喜歡探索和學習新事物，從自學鋼琴演奏、手工制作，到學習建筑、園藝等等。

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Q：您覺得一名優秀的科研工作者應該具備哪些素質？

A：對于科研工作者來說，學術誠信、嚴謹，不受外部因素的左右是非常重要的。這些品質有助于保持學術界的韌性和獨立性，以便社會能夠負責任地開展研究和運用知識，以實現人類世界的可持續發展。

| Light科學編輯 | 

王卉，現任中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（長春光機所）國際合作處副處長，主要從事國際交流，國際傳播，國際人才合作等工作；曾任長春光機所與自然出版集團合作期刊 Light: Science & Applications 的創刊英文編輯，在《編輯學報》，《國際人才交流》、Light: Science & Applications 等期刊發表文章20余篇，并應 SPIE 邀請在 SPIE Women in Optics 發表文章。她是 Rose in Science 活動發起人，也是 iCANX Story（大師故事）欄目的共同發起人兼主播，曾采訪多位重量級國際科學家，如諾貝爾物理學獎獲得者 Donna Strickland、諾貝爾化學獎獲得者 Jean-Marie Lehn，德國物理學會第一任女主席，德國科學院院士 Johanna Stachel，IEEE 光子學協會主席 Carmen Menoni，英國皇家工程院院士李琳，澳大利亞科學院院士 Chennupati Jagadish，世界能源領域“諾貝爾獎”——埃尼獎及阿爾伯特?愛因斯坦世界科學獎首位華人獲獎者王中林等。

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