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部门介绍:
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计算机科学与人工智能研究部（简记CSAI）的前身是智能技术与系统国家重点实验室。 该实验室于1987年7月筹建，1990年2月通过国家验收，并正式对外开放运行。从1990年至2003年这十三年间，实验室已顺利通过国家自然科学基金委受科技部委托组织的三次专家组评估，三次均被评选为优秀实验室。1994年10月在庆祝国家重点实验室建设十周年表彰大会上，智能技术与系统国家重点实验室获"金牛奖"。1997年被科技部列为试点实验室。2004年庆祝国家重点实验室建设二十周年表彰大会上，该实验室再次荣获"金牛奖"。
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研究方向：
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 认知过程与智能信息处理的交叉与结合研究
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基于内容的海量信息处理理论与方法，特别是针对信息安全、信息检索、信
息挖掘等研究具体的算法及应用；
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计算机科学理论，包括算法设计与复杂性分析、形式化方法、量子计算与量
子信息、人工智能基础理论；
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面向动态过程的机器学习理论与方法
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多时标非线性系统及分布参数系统的智能建模与控制理论在空间机器人动力
学、规划与控制中的应用；
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先进的智能信息处理与控制理论在移动机器人与智能车、类人机器人、无人
飞机、空间机器人等系统中的应用理论与技术；
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自然语言文字处理的理论与方法、模式识别，包括语音与汉字识别、生物特
征识别，多媒体信息处理，信号处理理论与应用。
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具体目标:
 建立高水平的计算机科学、人工智能和智能机器人的学科研究队伍
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建设高水平的、开放的计算机科学、人工智能与智能系统的综合研究平台和环境
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在若干重要的基础研究领域开展原创性研究
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在智能技术与系统方面突破一批具有自主知识产权的高新技术
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探索计算机科学、人工智能与智能系统领域新的学科发展方向
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队伍情况: |
部主任：马少平 |
主要学术带头人和中青年学术骨干（院士、博导）：
(按院士、博导的姓名字母顺序排序)
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张 钹（院士）
邓志东
丁晓青
贾培发
林行刚
马少平
孙茂松
孙增圻
王家廞
应明生
张长水
张贤达
章毓晋
朱小燕
孙富春
朱纪洪
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获批或在研的重要研究项目:
973项目二级课题“面向大规模真实文本的汉语计算理论、方法和工具”；“图
像、语音、自然语言的信息整合与系统集成研究”；“海量信息传输控制模型及
其系统自组织时空有序行为研究”；“万维网上数据集成、数据仓库及知识发现
的有效算法与软件系统”；“复杂生产制造过程实时智能控制与优化理论和方法
研究”。
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国家自然科学基金创新研究集体研究项目“智能信息处理的理论与方法”。
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国家自然科学基金重点基金“网络环境下新一代信息利用的理论和方法研究”；
“变参数航天器姿态与轨道智能自主控制”；“互联网环境下的控制理论与方法
研究”等。
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2005年新获批准国家自然科学基金11项，863项目5项。
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重要研究成果:
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海量信息智能处理的理论与方法
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张钹院士领导的课题组在网络环境下海量信息智能处理理论、方法与应用研究方面取得重要成果。系统地提出了问题分层求解的商空间理论，并以该理论为基础研究智能信息处理，将人类分层次处理问题的能力赋予计算机。深入研究了问题分层求解的计算复杂性，分层机器学习的理论与方法，特别是针对海量信息处理的应用研究。在机器学习方面，提出一种自上而下的构造性学习方法。
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理论计算机科学与人工智能的基础理论
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应明生教授领导的课题组开展了形式化方法、量子计算与量子信息和人工智能理论等方面的研究。（1）在形式化方法方面，提出了进程代数中的拓扑理论，用于刻画并发程序的近似正确性与进化过程；证明概率谓词转换器的范式定理，建立概率程序的对策论(Game)语义及精化（Refinement）演算; 将信息论的思想引入（概率）进程演算，提出了带噪音的进程代数。(2) 在量子计算与量子信息方面， 提出了基于量子逻辑的计算理论；系统地研究了量子信息的分辨、克隆、删除与量子纠缠转化。（3）在人工智能基础理论方面，研究了空间推理的拓扑方法；提出自然语言中广义量词的测度论语义。
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智能控制的理论与方法
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孙增圻教授和孙富春教授领导的课题组系统研究了非线性系统神经网络稳定自适应控制和模糊鲁棒控制的理论与方法，并将其应用于刚性连杆和柔性连杆机器人、空间机器人的智能建模与控制中，取得了一系列系统性的研究成果，主要包括：（1）提出了扇区神经变结构控制和神经模糊动态逆的设计思想，建立了较为完整的机器人神经网络稳定自适应控制理论方法；（2）提出“模糊奇异摄动模型”的概念, 建立了柔性连杆机械臂、飞翼式飞机、催化反应塔、大型柔性空间结构等一大类多时标非线性系统智能建模与控制的新方法体系，为实现该类系统高精度和高稳定度的控制开拓了新的解决途径。
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汉语语言的智能信息处理、语音识别与理解
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语音识别和语言理解课题组近年来完成了汉语语音识别、声纹识别、汉语语言的智能信息处理、语音识别与理解系统评价方法等多个项目，总经费达五百多万。获得国家发明专利一项（语音命令控制器的训练和识别方法），北京市科学技术进步二等奖一项（语音命令控制器）。取得的研究成果有：在电话信道上实现语音识别与理解；在电话信道上实现声纹辨认和确认，声纹辨认可以达到99％以上的正确率；提高了大词汇连续语音识别的性能和速度；在随意发音语音识别和方言背景汉语普通话语音识别中取得了成果；实现了可定制化口语对话系统框架和软件开发工具，并实现了航班查询与订票、清华校园导游等对话系统。语音技术中心是中文语音交互技术标准工作组的发起单位及信息产业部批准的首批成员单位；语音技术中心还是国际中文语言资源联盟的发起单位和理事单位。
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新一代智能车与移动机器人多功能平台THMR-V
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THMR课题组研制成功新一代智能车与移动机器人多功能实验平台——清华智能车THMR-V系统。该系统装备有彩色摄像机、GPS、磁罗盘-光码盘定位系统、激光测距仪等多种传感器。兼有面向高速公路和一般道路的自动跟踪、避障和视觉临场感遥控驾驶等功能。THMR-V系统在高速公路上自主行驶时，车道线跟踪平均速度为100km/h，最高速度超过150km/h。2003年6月通过由国家教育部组织的验收。验收意见认为上述指标已达到国内领先、国际先进水平。“清华大学研制成功智能汽车”（即清华智能车THMR-V）被评选为2003年中国公众最关注的十件科技大事之一（由国家科技部、中央电视台和《科技日报》社联合主办）。
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模式识别与机器学习理论与应用
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张长水教授领导的课题组开展了机器学习方面的一些理论和方法的研究，并将其研究成果应用于模式识别的一些问题中。研究的机器学习理论和方法包括：流形学习（manifold learning），半监督学习(semi-supervised learning)，主动学习(active learning)，基于核的学习(kernel based learning)以及谱聚类(spectral clustering)等，取得了一系列的研究成果，主要包括;(1)提出了基于核的高斯混合模型及其求解方法；（2）研究了在流形假设下的模式分类的框架和理论，该框架把当前的一些有影响的方法，包括近邻线方法、切距离方法等包含进来，进而发展了小样本情况下概率切子空间模型，给出了模型的求解方法；（3）研究了高斯混合模型，贝叶斯网络等方法并成功应用于图像检索，医学数据的分析以及交通流的预测。
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基于DSP和SERCOS总线的机器人控制器
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机器人课题组在我国首次研发了基于DSP和SERCOS总线的机器人控制器和开放式结构的模块化、标准化、网络化通用控制器软件。控制器和相关技术已成功地应用在多个“863”有关机器人的工程项目中。结合机器人控制器的“九五”攻关项目“基于DSP的控制器整机开发”在2001年获教育部科技进步二等奖。以该控制器为基础的国家“863”项目“虚拟现实实验系统”获2002年北京市科技进步三等奖。与课题研究的有关技术申请了多项国家发明专利，其中三项已授权。
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生物信息提取方法的研究
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生物信息提取课题组于2003年开始了信息相似性、信息距离、信息提取方面的研究，并将其应用于生物信息学中生物关系自动获取方法等问题中。2年中提出了模板自动提取、优化等算法，并实现了原形系统Spies，建立了相应的网站。在国际刊物Bioinformatics（SCI影响因子5.7左右），Medical Informatics（SCI影响因子3.5左右），及重要国际会议APBC等上发表论文若干篇。蛋白质关系提取引擎Spies网站也得到国际同行的关注，第一个月的点击率达到近500次。目前，该研究已经得到国家的支持。在今后的3年中，将在中国下一代互联网生物网格，教育部生物信息学计算应用系统中实现多种生物关系提取平台，向国内外用户提供多方面的生物信息获取的服务。
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学术影响:
张钹教授领导的课题组2002-05年间在国际期刊上发表11篇学术论文，国内重要
期刊上发表论文20篇，其中SCI检索12篇。国际会议大会邀请报告6次，应邀到美
国，瑞士，韩国，越南等国的大学、科学院讲学6场。
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应明生教授领导的课题组2002-05年间由Springer-Verlag出版专著1部，一系列
论文发表在Acta Informatica, Artificial Intelligence，IEEE Transactions
on Automatic Control, IEEE Transactions on Information Theory, Journal of Symbolic Logic, Physical Review A, Theoretical Computer Science. 美
国Mathematical Reviews评论为 “really novel ideas”, “beyond what we
have seen so far”。提出的基于量子逻辑的计算理论被邀请写入Handbook of Quantum Logic (Elsevier 2006)。
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孙增圻教授和孙富春教授领导的课题组2002-05年间在国际刊物上共发表论文35
篇，其中SCI收录36篇，SCI他人引用80余次, “柔性连杆机械臂实验平台及其系
统建模与控制”获教育部提名科技进步二等奖，“非线性系统神经网络稳定自适
应控制和模糊鲁棒控制的理论与方法”获2004年北京市科学技术奖（理论类）二
等奖。应邀到澳大利亚墨尔本大学、国立新加坡大学、德国汉堡大学、香港中文
大学讲学6场。
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张长水教授领导的课题组2002－2005年间发表学术论文80多篇，其中在优秀的国
际期刊上(如：Physical Review E，Physical A, Pattern Recognition, IEEE Trans. )的论文15篇，以及一系列优秀的国际会议论文，这些国际会议包括：
International Conference on Machine Learning（ICML）, Neural
Information Processing Systems Conference（NIPS）, IEEE Conference on
Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), European Conference on
Machine Learning (ECML), European Conference on Computer Vision (ECCV)
等。这些论文中被 SCI 索引有25篇。
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张贤达教授领导的课题组2002-2005年在国际权威杂志Neural Computation, IEEE Trans. Processing, IEEE Trans. Wireless Communications, IEEE Trans. Fuzzy Systems, IEEE Trans. Neural Networks, IEEE Trans.
Vehicular Technology和IEEE Signal Processing Letters上发表论文10篇，正
式录用、待发表6篇。出版学术专著《矩阵分析与应用》一部。2002-2005年期
间，已经发表的论著在国际杂志上被他人引用70余次(SCI检索)，在国内学术期
刊上被他人引用900余次。
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清华智能车与移动机器人课题组完成的论文分别在IEEE Transactions on
Intelligent Transportation Systems和Autonomous Robots等国际期刊上发
表，并被欧盟收入智能车的主要研究成果。研究论文先后两次在国际智能车领域
的权威学术会议（IEEE IV）上做大会报告。
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张钹教授、林福宗教授和李建民博士指导的课题组在TRECVID 2005参加的四项子
任务中，取得了镜头边界检测和低层特征检测（摄像机运动检测）两项子任务综
合效果第一的优异成绩。TRECVID 2005共有包括IBM、CMU等世界著名科研机构在
内的62个单位报名参加。
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马少平教授领导的智能信息检索课题组在TREC2002的Web和Novelty两个项目的四
个任务中均获第一名，是该评测举办12年以来亚洲研究团体取得的最好成绩；
2003年TREC组织的文本信息检索评测中再次获得佳绩，在新信息检索项目
（Novelty Track）的四个任务中，取得了一项第一，两项第二的优异成绩。在
2005年的TREC评测中，又获得Enterprise项目中的一项第一名。
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孙增圻教授领导的机器人足球队蝉联2002年国际ROBCUP比赛仿真组第一名，2003
年获国际ROBCUP比赛仿真组第二名。
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部分获奖成果及照片：
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2004年12月23日在国家重点实验室计划20周年、973计划5周年表彰大会上，计算机科学与人工智能研究部的前身，清华大学智能技术与系统国家重点实验室获得国家重点实验室先进集体奖——金牛奖，贾培发教授获得先进个人奖，应明生教授获得973计划先进个人奖。国家重点实验室计划先进集体奖每10年颁发一次，1994年在国家重点实验室计划10周年表彰大会上，智能技术与系统国家重点实验室曾经获得金牛奖，这次是实验室第二次获此殊荣。
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“人工智能问题求解理论”研究成果获国家自然科学三等奖
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“面向复杂特征的形式化方法及其逻辑基础”
课题成果获教育部提名国家自然科学一等奖
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高性能东方文字文档智能全信息数字化系统（包括TH-OCR2000）获国家科技进步二等奖
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“柔性连杆机械臂实验平台及其系统建模与控制”获教育部提名国家科技进步二等奖
“非线性系统神经模糊稳定自适应控制与鲁棒控制的理论与方法”
获北京市科技进步二等奖
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移动机器人THMR-V实验平台自主驾驶达到150KM/h
参加完成的“地面军用智能车”项目获国家科技进步三等奖
和国防科工委科技进步一等奖
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