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【人物】毛遂自荐的“海归” 专注光学的“工兵”

在中科院西安光学精密机械研究所,人事部门的同事仍清晰地记得李学龙是背着一个双肩包找上门来的。2009年,33岁的李学龙毛遂自荐,表明自己要回国做科研。彼时,他已是在国际光学影像分析与处理领域有着重要影响的中国学者之一,并成为领域顶级期刊《IEEE图像处理汇刊》有史以来在中国大陆的首位编委。

李学龙回国以后,在国家工程任务中发挥了重要的作用,并入选国家千人计划、国家杰青,获得陈嘉庚青年科学奖、何梁何利奖、国家自然科学二等奖。“几年下来,觉得时间过得很快,我的科研工作也在不断发展,我找到了适合自己的平台。”李学龙说。

利用光谱成像,打开光学观测监控“千里眼”

回国后,李学龙一直致力于推进光学观测和光学监控工程应用。“海湾战争时有很多假坦克,但并没有浪费导弹。为什么?因为不同物质的光谱不同,在普通光学相机观测下,假坦克和真的看起来很像,但在光谱成像下,钢铁和木头、纸壳等都分开了。”寥寥数语,李学龙就能让一个门外汉了解什么是“光谱成像”。

“光谱成像”这样的术语总让人联想到神秘的国防应用。“智能分析和数据科学的迅猛发展,使得光谱这种人眼看不懂却更加适合反演和推算的数据源成为热点。”李学龙说,“随着军民融合发展,未来光谱将不仅仅用于军事,还将为普通人生活服务,成为打开人们观察世界新通道的金钥匙。”

近期,李学龙的团队在哈密等地区开展草原生态光谱遥感监测应用示范。例如,针对鼠害威胁,利用光谱成像及影像特征提取与监督分类的方法,对异于草原光谱特性的鼠洞数目自动统计。相比传统人工抽样调查,光谱影像监测更全面、高效、准确。李学龙坚信,随着技术不断提升,光谱成像将为精准农业、环境污染监测信息的获取与分析提供完整解决方案,成为光学观测和监控的“智能千里眼”。

在陕西省考古院、陕西历史博物馆的支持下,团队研究人员在唐代韩休墓发掘现场获取了光谱扫描影像。利用海量光谱信息的优势,结合特殊数据处理方法,他们发现了《东壁乐舞图》壁画中隐藏在成年胡人和毛毯边角处的孩童和兔子图案,而这样的发现依靠传统手段是无法做到的。

打破水对光的束缚,寻找“海洋光明之目”

中国科学院西安光学精密机械研究所从上世纪80年代早期就开展“水下光学”的研究,并在系列国家任务中发挥了重要作用。对拥有面积广阔的内水和领海的中国而言,观测海面之下的地貌、物产、过程等信息,是关乎国防安全、资源管理和经济发展的重要课题。在很多情况下,光学手段不可或缺。

李学龙回国时就意识到这一点,在任中科院西安光学精密机械研究所副所长后,他又立即带领团队积极推进“水下光学”和“海洋光学”的研究和工程应用。

水下成像是水下光学的典型应用之一。光学是人类信息获取的重要渠道。由于海水对光具有强吸收和散射作用,水下的光学世界犹如严重雾霾天,大大限制了水下光学信息获取能力。如何提升水下成像的质量和作用距离是世界级难题。

团队成员进行水下偏振成像、水下激光扫描成像、水下距离选通成像等技术研究后,原创性地提出水下软距离选通成像技术,打破了现有水下成像的极限作用距离,研制出的设备可广泛运用于水下安保、水下机器人视觉、水下生物研究、水下环境监测等领域。

李学龙参与研制出我国首台全海深高清相机。在今年2月的马里亚纳海沟深海装备海试及科考中,该相机经受住了极端环境考验,数次下潜到万米深海,并首次记录下位于8152米深处的狮子鱼,为海洋生物、物理海洋等研究提供了重要数据。

“这是目前仅有的一台由我国自主研制的全海深高清相机。”李学龙的同事吴国俊激动地说。中科院三亚深海所所长丁抗对新发明也很兴奋:“这是水下视频拍摄史的突破,也是水下科考史的突破。”

“谁先揭开海洋的神秘面纱,谁就将在未来的竞争中赢得主动。”李学龙说,“我们要想从海洋大国变为海洋强国,必须具备先进的海洋观测和探测技术,这是海洋光学技术发展的机遇与使命。”他和他的同事就是要不断打破水对光的束缚和限制,寻找“海洋光明之目”,为海洋的开发和利用提供支撑。

给数十万元年薪,却只拿和同事同等的工资

中国科学技术大学博士毕业后的李学龙,26岁时受聘英国大学正式教职,不到30岁就获得了英国伦敦大学的终身教职。就在事业蒸蒸日上之时,李学龙选择了回国。

2009年,他“两眼一抹黑”找到中科院西安光学精密机械研究所,毛遂自荐。与所长交谈十几分钟后,李学龙决定要在中科院西安光学精密机械研究所做事。“人生的意义在于最大限度地发挥自身价值,国内有更好的发展舞台。”他说,“十年磨一剑,剑成出鞘之后肯定是希望用在最需要的、最能解决问题的地方,有机会为自己的国家做一些实际的事情,我感觉特别欣慰。”

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