2012-2014 教育部 - 微软“长城计划”第四期

概览

教育部和美国微软公司签署了一项推动国内高校计算机教育事业的合作协议——《教育部与微软公司合作备忘录》,共同启动了旨在帮助提升中国高校计算机基础研究水平和人才培养质量的“长城计划”。作为具体实施单位,微软亚洲研究院与国内多所高校开展了系统的、有针对性的项目合作。

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科研合作

依托高水平的研究团队,微软亚洲研究院一直以“创一流科研水平、培养一流人才”为目标,与中国高校和科研机构保持良好的研究合作关系,交流研究经验,分享研究成果。研究院与高校创建联合实验室,开展联合实验室研讨会。同时,为推动亚太学术界共同关注的、具有社会意义的研究课题,研究院启动了一系列主题研究支持计划,如文化遗产数字化、大数据时代科学、城市计算、云计算等。

云计算助力黑河生态水文系

在中国辽阔的内陆河流域,荒漠化、盐碱化等生态环境问题日益凸显,严重威胁了西北干旱区的可持续发展,在中国辽阔的内陆河流域,荒漠化、盐碱化等生态环境问题日益凸显,严重威胁了西北干旱区的可持续发展,这些生态环境问题均与内陆河流域水资源的变化直接相关。为了对内陆河流域水安全、生态安全以及经济的可持续发展提供基础理论和科技支撑,中国国家自然科学基金委员会在 2011 年启动了“黑河流域生态 - 水文过程集成研究”重大研究计划。流域尺度的集成生态水文过程模型的建立及仿真运行涉及到海量观测数据处理及复杂多元时空交互模式的整合,迫切需要强有力的高性能计算支持。


北京大学水资源中心的郑春苗老师应用 Microsoft Azure,充分发挥其部署灵活、易于扩展、性能出色等优势,有效促进了流域尺度生态水文过程及污染物运移规律的数值模型的研究工作。

关注海冰变化,做地球卫士

全球气候变暖是近百年来所呈现出的显著变化,其对地球生态和环境都产生了严重影响。在各环节协力共生的地球生态系统中,海冰是非常敏感的一个环节。其面积和厚度的消长对全球气候变化既是指示剂,也是推动力。
海冰数据门户是一新型研究平台。借助该平台提供的各种海冰模拟结果及卫星遥感观测到的相关数据和 9 大类海冰数据分析功能,科研人员可以略去下载原始数据的步骤,轻松完成常见的海冰数据分析,其中既包括多种气候模式的海冰模拟结果之间的横向对比分析,也包括海冰模拟结果和观测结果之间的对比分析。


该研究平台也直接支持了白玉琪副教授在清华大学地球系统科学研究中心提出的全球变化科学领域的信息基础设施研究计划(GlobalChangeOne)。海冰数据门户提供的数据查询、可视化和对比分析功能构架在微软的公有云 Azure 平台。它充分展示了 Azure 的计算资源虚拟化、数据资源云端化的技术特征,展现出 Azure 在提高科研效率,加速科学发现方面的优势。

文化瑰宝,数字化传承

敦煌莫高窟俗称千佛洞,被誉为 20 世纪最有价值的文化发现,以精美的壁画闻名于世。然而,人为的破坏和生态的恶化,使敦煌这一历史文化遗产面临着严峻的考验。在更大的游客量需求和为后代保护这份无比宝贵遗产的责任之间寻求平衡是敦煌莫高窟面临的最大挑战。


微软亚洲研究院向敦煌研究院捐赠的专门为莫高窟量身定制的十亿级像素数字相机系统 “飞天号”,大幅度提高了洞窟内壁画拍摄的效率,满足了对佛龛、壁画等文物颜色、几何细节等高精度数字采集的要求。该相机的一大特色是利用焦点合成技术来高精度地捕捉被拍摄物的立体细节,这个功能是其他同类相机无法做到的。当拍摄具有复杂景深变化的斜披、洞顶和佛龛时,“飞天号”能够自动计算景深,分次拍摄多张同一场景但焦点不同的图像,然后将所有的图像合成,使得同一场景下的每尊塑像、每处壁画都呈现焦点清晰的影像,阴影区域也保留了丰富的细节。这对敦煌莫高窟的数字档案前期拍摄是一个突破,把过去无法拍摄高分辨率的佛龛变成了可能,使得洞窟的数字档案实现了绘塑完整的统一空间。

让世界听懂聋哑患者的“声音”

世界各地有 3.6 亿的听力障碍人士,其中来自中国的听力障碍患者人数将近 2100 万。每一天,他们都面临着大多数人从来无需考虑也难以想象的沟通挑战。我们长期以来致力研发,试图解决这个困扰业界多年的难题:如何开发一种工具,让人“听”得懂手语,帮助听障人士改善生活质量。


为此,我们正在与中国科学院计算技术研究所和北京联合大学合作,借助 Kinect 设备打破沟通障碍。高性价比的 Kinect 通过同时捕捉色彩和深度图像信息为我们实现目标开辟了新的机遇。这项研发以微软研究院在翻译和自然语言处理、语音和手势识别等自然用户界面领域的广泛研究成果为基础,并更进一步。多式输入数据的应用将突破先前单纯依靠视觉输入或语音数据的局限性。其所应用的技术除 Kinect For Windows 外,还包括必应词典、微软翻译、语言建模和3D 建模等来自微软亚洲研究院的技术。设想一下,听障人士在健听的观众面前用自己的语言(手语)发表演说,每位观众都能不费吹灰之力听懂他的演说,这让我们看到了让聋哑患者“发声”的新希望。

信息化,让城市无限可能

城市化正日益成为世界的趋势。在欧洲和北美等发达国家,城市化已不再新奇。而在亚洲地区一些快速发展国家中,城市化发展迅猛,不过由此也带来了不少挑战。城市在发展过程中需要应对物流问题,维持安全和健康的环境,以及充满活力的经济等问题。而要有效地解决这些问题就需要在数据的搜集、分析以及建模方面采取行动——这也是城市信息化的必要途径。城市信息化可以被视为大城市的大数据。云计算的一个优势在于处理各种大数据,而微软的 Azure 云计算平台则为城市信息化提供了无限可能。


因此,微软亚洲研究院在 2013 年 7 月发起了一项活动,征集基于微软Azure 平台的、可帮助加速城市信息化的创意 , 并从中选择 25 个项目进行赞助。在大学和微软研究院的共同合作下,我们看到这些项目由想法而实现。随着对这一领域不断增加的兴趣,我们决定在 2014-2015 年继续开展“基于微软 Azure 平台以加速城市信息化”的项目。

理解,沟通的基础

中国是一个多民族多语言国家,每一种民族语言都是宝贵的智慧结晶核文化财富。然而语言的障碍严重影响着少数民族和汉族之见的经济、文化、科技、医疗、教育等各个方面的交流和合作。如何利用计算机技术进行少数民族语言和用汉语的自动翻译,对于促进少数民族和汉族的深入交流与合作,实现个民族的团结互助、和谐共荣具有重要的意义。实现机器自动翻译,同时也将为保护濒危少数民族语言、语音和文字工作做出贡献。


微软 Translator Hub 平台,运用 Microsoft Azure 云服务,允许用户上传语言数据,并建立和不熟自定义的翻译模式,从而实现任何两种语言的自动互译。依托哈尔滨工业大学教育部 - 微软语言语音重点实验室,微软亚洲研究院参与的中亚语言机器翻译项目已经在英语汉语 - 维吾尔语翻译系统的研究方面取得大量成果,研发出的自动翻译软件可以实现英中维互译,以及以中文为中轴语的多语言互译。未来,我们还将提供更多少数民与语言与汉语的自动互译服务,在保护少数民族语言文化的同时,促进民族间的交流与融合。

人才培养

支持本地化人才培养是微软公司对中国教育的长期承诺,微软亚洲研究院推出了一系列合作项目来履行这一承诺,处于不同学习阶段的学生能够找到适合自己的方式进行参与。面向学生,研究院设立“明日之星”实习生计划、“微软学者”奖学金、“微软小学者”奖学金、微软技术俱乐部、微软创新人才学院等项目,探索培养高素质计算机基础人才的新模式。面向青年教师,研究院积极推动青年访问学者“铸星计划”项目,支持青年学者的成长和发展。

发现编程之美

编程之美挑战赛”是由微软主办的,面向高校学生开展的大型编程比赛。致力于帮助更多年轻人了解、运用编程方法解决各类实际问题,并通过比赛加强他们在协作、沟通等方面的软实力,从而提高综合素质。该大赛自 2012 年起,已成功举办三届,吸引近两万名大学生参加。该赛事为中国年轻一代的开发者与计算爱好者提供了国际一流水平的开发与交流平台,并成为培养和选拔具有创新能力的科技人才的重要平台。其中,已有 20 余名优秀参赛者获得了到微软实习的机会,在研究员和工程师的指导下参与前沿的科研研究和实际的工程项目,研究与编程能力都得到了显著提升。


2014 年以城市计算为主题,并首次将范围扩展至香港和台湾地区,旨在鼓励更多在校学生将先进的算法与编程设计应用于解决当今城市化进程中的热点问题,提高年轻开发者的综合实践能力。

“微软学者”——引领未来,从这里启航

“微软学者”奖学金是微软亚洲研究院在 1999 年启动的一项面向亚太地区重点高校的计算机科学以及相关专业低年级博士生的项目。该奖学金项目用于发现、鼓励和资助优秀的、有潜力的低年级博士生更好地开展基础研究工作。除为提供奖金之外,研究院还邀请获奖者与全球顶尖的研究员一起进行学术研究。过去三年,研究院细化了评审标准,减少了每年的获奖人数同时将获奖者奖金额从六千美金提高至一万美金。


截至 2013 年,共有来自 50 所高校 361 位同学获得过此奖学金。在此奖学金促进下,研究院和各院校共同培养了大批高水平学术人才,目前他们已经成为学术界的中坚力量。最早的获奖者周志华目前担任南京大学计算机软件新技术国家重点实验室常务副主任,并在 2013 年被评为 IEEE Fellow,ACM 杰出科学家和 CCF Fellow。

微软“明日之星”,造就未来新秀

微软亚洲研究院自 1998 年成立以来,启动了面向亚太地区高校博士生、硕士生和优秀本科生的“明日之星”实习项目,该项目由微软亚洲研究院和国内外高校共同执行,旨在培养高素质的计算机基础研究人才。自启动以来,研究院每年提供 400 余个实习机会给亚太地区重点高校的优秀学子。截至 2014 年 11 月,微软亚洲研究院接待了来自清华大学、北京大学、上海交通大学、中国科技大学、香港大学等 160 多所高校和科研机构的实习学生近4800 名,这其中有来自美国、日本、韩国、新加坡、瑞士、澳大利亚等 20 多个国家的学生, 这为中国学生提供了在世界一流的实验室与世界各国学生跨文化交流的机会,为高素质计算机人才的培养引入全新的模式。


实习期间,实习生们可以参加研究院内举办的各种讲座活动,并有专门为其设计的职业规划、技术培训等相关活动。其所塑造的学术交流氛围和人文环境则帮助拉近计算机巨人与学生之间的距离。

铸星之旅,闪耀未来

微软亚洲研究院的青年学者访问项目,即“铸星计划”为优秀的青年学者提供了在微软亚洲研究院实验室参与项目合作的机会。他们有机会加入不同的研究团队,与微软顶级研究员和优秀实习生进行半年以上的合作。
该项目的最终目的在于帮助青年学者明确其长期研究目标。一名研究员 + 一名学者的合作模式确保了访问学者与其指导研究员之间的密切联系,以帮助其明确长期的研究方向。同时,该项目还可以为访问学者提供国际一流的研究氛围和指导。


经过八年发展,到目前为止全国共有超过 100 名学者参与这一项目。调查显示,大部分访问学者对该项目体验评价很高,且在结束访问之后仍然与微软亚洲研究院保持密切联系。一些学者在后来的科研中取得了显著的成果。来自上海交通大学的王新兵获得 2013 年“国家杰出青年科学基金”的资助。清华大学的唐杰和北京航空航天大学的马帅则获得 2013 年“国家优秀青年科学基金”。2010 年,北京大学的王立威入选IEEE 的 AI’s 10 to Watch 名单。

创新人才学院,发现隐藏的自己

微软创新人才学院隶属于教育部创新人才培养实验区的一个教学改革项目,旨在让有志于从事科研的学生在本科阶段就能受到微软亚洲研究院资深研究员的指导,接受国际一流研究氛围的熏陶,发掘自己的科研潜力,锻炼自己的科研能力。目前,微软创新人才学院主要从中国科学技术大学、哈尔滨工业大学、中山大学、北京航空航天大学和西安交通大学等几所高校中选拔学生。


2014 年 6 月,第四届微软创新人才学院 30 余名学生顺利毕业。在近一年的学习培养过程中,学生们参加了由研究院资深研究员和开发经理开设的计算机前沿技术讲座、高级软件工程和科技英语等课程,在学术方面取得了丰硕成果。不仅投出了自己学术生涯中第一篇学术论文,而且在研究员和开发经理的指导下开发出了如“智能搜图”和“关键词追踪”等微软工程项目。

学术交流

秉承“身在微软,服务中国”的宗旨,微软亚洲研究院以“架起中外学术交流的桥梁”为己任,组织各种大型活动推动中国学术界与国际学术界的交流合作, 邀请到包括图灵奖获得者、微软内部的知名科学家等在内的中外计算机界知名学者与中国高校的师生进行对话,旨在为中国地区的 IT 院系搭建与亚太同行交流合作的平台,给广大师生带来最前沿的计算机技术和理念,提高中国的科研水平和人才素质,以实现区域的共同发展。

“计算人生”,领略无限可能

微软亚洲研究院自 1998 年在北京成立以来,始终致力于与学术界的密切合作,为 IT 及相关行业培养优秀人才。“二十一世纪的计算”大型国际学术研讨会是微软亚洲研究院自建院之初便创办的学术年会,现已成为中国及亚太地区规模最大、最具影响力的计算机科学教育与研究盛会。在过去十六年里,大会已经在中国、日本、韩国、新加坡等多个国家和地区成功举办了十五届,参会人数已经累计多达 40,000 人。“二十一世纪的计算”邀请包括图灵奖获得者在内的中外计算科学领域的著名大师进行主题演讲,并与学生进行面对面对话,深受广大师生们欢迎,被誉为“亚太区计算机科学研究领域最高水平的学术交流活动”之一。


过去三年里,以 “计算,自然而然”、“计算,解码未来”以及“计算人生”为主题 的“二十一世纪的计算”大会分别在天、合肥和北京三地成功举办,将计算科学领域最前沿的研究思想和成果带给当地师生。由图灵奖获得者姚期智、John Hopcraft、Joseph Sifakis等中外计算机科学领域的著名大师以及 Rick Rashid、沈向洋、Peter Lee、周以真、洪小文等微软技术领袖带来的主题演讲赢得了与会师生的广泛的好评和赞誉。

微软亚洲教育峰会驱动教育创新

微软亚洲研究院教育峰会自 2000 年举办以来,吸引了亚太地区超过 1800 名教师参加。该峰会为来自顶尖大学和机构的学界领袖们提供了一个平台,可以分享和探讨在信息技术和通讯相关领域中研究和教育方面的发展和技术趋势。


由微软亚洲研究院、南开大学以及天津大学共同举办的 2012 年亚洲教育峰会 10 月 26-27 日在中国天津举行。顶尖的学界专家、教育家以及微软公司的研究员齐聚一堂,共同讨论与“推进研究和教育创新”主题相关的各种议题,包括在计算机研究领域方面的最新进展以及涉及到解决现实世界中社会和科学领域方面的在工具和方法论方面的未来教育趋势。

第 11 届亚洲教育峰会于 2014 年 10 月 30-31 日在中国北京举办。此次峰会的主题是“科学计算”。在此次峰会上探讨研究和教育方面的交叉学科合作,同时,在数据驱动科学方面学界和计算机专业学生可以如何更好地和其他学科进行合作的议题也值得讨论。

对话启迪思想,讨论开创未来

自 1999 年成立起,微软研究院和顶尖中国大学的师生们展开全面合作,启动了微软亚洲研究院联合实验室项目(JLP)。该项目旨在促进共同研究、学术交流以及人才发展。微软亚洲研究院共成立了 10 个联合实验室,其中 8个被中国教育部指定为“重点实验室”,由政府拨款资助其研究。到今天为止,JLP 项目共完成了超过 230 个联合计划,并产出了超过 1100 份学术论文。同样重要的是,超过 1500 名学生参与过 JLP 项目,形成了一条人才培养的生产线。


座谈会只是微软亚洲研究院联合实验室项目众多活动形式中的一种。2013 年11 月 2 日,第五届联合实验室座谈会在中国合肥举行。此次座谈会以“大数据时代的研究合作”为主题, 超过 50 名老师和研究生代表 10 个实验室,与超过 20 名微软研究员探讨了数据驱动科学的发展前景。此次座谈会就大数据时代的合作展开了一次生动的讨论——由充满生机的对话引出了一系列议题,包括研究领域中云服务的可能性,数据的分享,运算法则,工具甚至是通过虚拟机器运行的研究堆叠以及数据隐私等。

最新观点,最鲜创意

微软技术节 (TechFest) 是微软研究院年度最大的活动,来自全球各地的研究员们聚集到微软总部,展示包括内部研究以及外部开放合作的创新成果,分享微软在推动科技发展和社会进步方面所做出的努力。微软技术节被形象地比作“R&D”中的“&”,在微软研究院和微软产品部门之间架起一座沟通的桥梁,让产品部门可以零距离接触各种最新技术,从而为技术向产品转化提供便利 . 三年来已有来自中国及港澳台地区 30 余所高校的 90 余位教授代表前往美国参加了交流活动。该活动为亚太地区教授搭建了国际学术交流的平台。


微软与你同行

“微软与你同行”是微软亚洲研究院每年最受欢迎的学术系列活动。每年,微软都会走进校园,让更多同学和老师有机会了解研究院。研究院通过走访各高校,与广大师生共同分享了杰出的研究成果及最新的技术;通过拜访各大学计算机领域的知名教授和年青教师,共同探讨未来人才培养、技术创新方面的合作模式;通过座谈、对话等方式,与师生共同畅游计算的未知领域。三年以来,研究院派出 200 余次研究员参加校园访问,在超过 60 所高校中举办了 108 场讲座,吸引了 2 万多名师生参加。

课程建设

课程建设是高校教师最为关注的教育环节,微软亚洲研究院注重因材施教,以人才培养为导向,设计了一系列项目与教师进行合作。为促进高校课程建设和优质教学资源共享,研究院联合三十余所高校推出了云计算教学项目;微软研究员义务在高校和《学科前沿讲习班》授课,为师生带来最前沿的研究课题和国际化的研究视野;研究院启动了软件人才培养计划,开设了新技术课程,并举办师资培训班,助力中国的软件人才培养。

计算思维,基础普及

微软全球副总裁周以真博士在计算机科学界倡导“计算性思维”,通过运用计算机科学的基本概念解决问题,设计系统,以及理解人类行为的思维方式。作为一种普适思维方法和基本技能,计算性思维应该被积极学习并使用之,而非仅限于计算机科学家。计算性思维的核心是抽象和自动化。


而 2002 年开始,微软公司通过与中国教育部签订“长城计划”,帮助推广和普及了中国计算机领域的发展。

在 10 所高校中建立了教育部 - 微软研究院联合实验室,并赞助了超过 400 个项目。此外,来自 47 所大学的1098 名教授也参与了微软赞助的 737 项合作课题。2014 年,“计算思维”作为计算机领域基础课程被推出 , 涵盖了 16 门前沿课程的大型开放式网络课堂教程将惠及超过 700 万学生。

聚焦大数据时代 推动产学研结合

计算机科学正以前所未有的深度和广度影响着我们的生活,它令我们的生活更加丰富精彩、也更简单方便。依托于此的大数据,则完美地展现了数量、速度和多样性的概念。大数据如今正成为学界普遍关注的领域,它不仅具有学术层面上的价值和意义,而且对每个普通人而言都有实际意义。


2014 年 9 月起,清华大学交叉信息研究院和微软亚洲研究院合作开设了《大数据基础与应用》课程,不仅介绍大数据相关方向的前沿研究进展和最新成果 , 并展示微软亚洲研究院在大数据研究和应用方面的若干实例。学生们也有机会在微软的 Azure 云计算平台上完成课程实验,亲身体验云计算和大数据的应用。