燕山大學德國＂洪堡學者＂丁華鋒教授

2012-04-02 10:57   來源：未知   作者：admin    點擊： 次

摘要：燕山大學德國洪堡學者丁華鋒教授 發(fā)布日期:2010-5-6 新聞來自:本站原創(chuàng) 圖為丁華鋒和導師黃真教授（左一）在一起 丁華鋒，男，漢族，１９７７年６月６日出生，湖北荊門人，工學博士，博士后，副教授，碩士生導師，德國洪堡獎學金獲得者。獲第１批中國博士后

燕山大學德國"洪堡學者"丁華鋒教授

發(fā)布日期:2010-5-6　　新聞來自:本站原創(chuàng)

圖為丁華鋒和導師黃真教授（左一）在一起   　　丁華鋒，男，漢族，１９７７年６月６日出生，湖北荊門人，工學博士，博士后，副教授，碩士生導師，德國“洪堡獎學金”獲得者。獲第１批中國博士后科學基金特別資助和第４３批中國博士后科學基金一等資助；獲２００８年燕山大學優(yōu)秀博士學位論文一等獎和２００９年度河北省優(yōu)秀博士學位論文獎。主持主研國家自然科學基金，中國博士后科學基金特別資助和一等資助及國家高技術８６３等項目。在國內(nèi)外重要學術刊物和會議上發(fā)表論文４０篇，其中ＳＣＩ（科學引文索引）、ＥＩ（工程索引）收錄３０篇，與人合作出版著作１部，獲得計算機軟件著作權５項?，F(xiàn)為美國ＡＳＭＥ（機械工程師協(xié)會）會員，中國機械工程協(xié)會高級會員，１０多個國際學術期刊的特約審稿專家。   　　從十四年前的一位被調(diào)劑到燕大的本科生，到今天在國內(nèi)為數(shù)不多且令人羨慕的德國“洪堡獎學金”的獲得者，他始終在堅定中前進，在自信中成長，在積累中爆發(fā)。他以燕大學子的身份申請并得到德國“洪堡基金會”的青睞，邁出了跨向國際科研領域的第一步，也打開了燕大學子的希望與夢想之門……   堅定地選擇 踏實地走下去   　　1996年高考，初、高中一路從奧賽班尖子生中走來的丁華鋒成績并不理想。那時他報考了清華大學和浙江大學，但最終服從調(diào)劑來到當時我校的機械工程學院藝術系。對于一直懷揣著清華、北大夢想的丁華鋒來說，現(xiàn)實似乎跟他開了個不小的玩笑。他告訴記者：“在藝術系學習了近半年后，發(fā)現(xiàn)自己并不適合藝術系，關于工業(yè)設計的理念不是他的特長和愛好。”然而，這種現(xiàn)實與夢想的落差并沒有阻礙他對理想的追求，卻讓他更加堅定了自己的選擇：轉專業(yè)。   　　由于當時轉專業(yè)制度還沒有相關規(guī)定，丁華鋒只能踏進當時的校長王益群的辦公室懇切陳詞。為了證明自己的興趣和強項在數(shù)理化，他把自己初、高中曾獲得的奧賽證書擺在校長面前，并立下“軍令狀”———轉專業(yè)之后，一定會努力學習，保證成績名列前茅。幾經(jīng)周折，學校終于同意了他的申請。在大學四年的學習生涯里，他努力拼搏，奮勇前進，本科畢業(yè)之后又以優(yōu)異的成績被保送攻讀我校的研究生。事實證明，丁華鋒沒有辜負當時的選擇，學校的那次破例也為我校機械電子專業(yè)選拔了一位優(yōu)秀的人才。   　　丁華鋒始終認為，在科研的道路上不能急于求成，沉下心來踏實、堅定地學習必要的知識和技能，為之后的創(chuàng)新和進步奠定基礎很重要。在讀研究生期間，丁華鋒師從我校在機構學領域國際著名的學者黃真教授，主要研究機械電子工程，取得碩士學位之后留在我校電氣工程學院負責數(shù)字圖像處理、機械工程控制等課程的教學。這期間，丁華鋒除大部分時間和精力用在教學與課題研究外，還在導師黃真教授的引導下特別深入研究了哲學，掌握如何應用哲學理論解決科學問題的科研方法和關注國際科研發(fā)展情況。他閱讀了大量著名的國際前沿學術著作和最新學術論文，《Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｈｅｏｒｙ》（國際機器與機構聯(lián)合會的權威期刊）、ＡＳＭＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ（美國機械工程師協(xié)會會刊）等期刊都是他的主要閱讀對象。不可否認，這樣的科研方法和學術知識儲備使他在以后的研究中能夠靈活借鑒他人得失和改進自己的研究，取得進步和發(fā)展。談到自己的導師黃真教授，丁華鋒略顯激動，感恩之情溢于言表：“黃老師治學嚴謹，為人平易，雖然每天的工作、科研已經(jīng)很忙，也會像關心自己的孩子一樣關心我們的學習和生活。在黃老師身上，我真正體會到什么是無私奉獻，我們有成果，他和我們一塊兒高興。他從不擔心我們在學術上超過他，而是常常鼓勵我們要努力超過他，做出更大的建樹來。咱們燕大還有很多這樣的學者、教授，他們熱衷于學術研究，也致力于對學生的培養(yǎng)，他們?yōu)檠啻鬆I造了濃厚的學術氛圍。”   破解機構學發(fā)展的多項難題   　　在黃真教授眼中，丁華鋒是個具有敏銳的思考能力和活躍的創(chuàng)新思維的有志青年。碩士畢業(yè)之后，丁華鋒留校在電氣工程學院自動化系授課，并繼續(xù)師從黃真教授在職攻讀我校機械與電子工程博士學位，主要研究機器人機構拓撲機構自動創(chuàng)新設計、機電系統(tǒng)仿真、機器人數(shù)字化設計和機器人語言合成與識別等方向。機構結構創(chuàng)新為機械產(chǎn)品的原始性創(chuàng)新，是機械概念設計階段所要解決的首要問題。幾百年來，機構結構創(chuàng)新一直是憑借設計者的經(jīng)驗、直覺進行的?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，數(shù)字化、智能化和人機交互化的機構創(chuàng)新設計成為現(xiàn)代機構學和機械設計的發(fā)展新方向。這個方向最為關鍵和復雜的兩大重要問題，一是長達近半個世紀一直沒能解決好的“運動鏈同構判別”問題，二是缺乏為機構創(chuàng)新服務的數(shù)字化平臺。這兩大問題限制了這一新方向的發(fā)展。在黃真教授的指導下，丁華鋒憑借自身多學科學習、跨領域研究的知識積累，以發(fā)展面向數(shù)字化、智能化和人機交互化的機構學創(chuàng)新理論和相應的創(chuàng)新平臺為目標，創(chuàng)建了有效的、系統(tǒng)的機構拓撲結構學新理論，在機構學研究方面取得了突破性進展。他還提出了與運動鏈具有雙向一一映射關系的數(shù)字描述代碼，同時建立了運動鏈拓撲圖數(shù)據(jù)庫，解決了困擾國際機構學界長達近半個世紀的運動鏈“同構判別”的難題。   　　一直潛心于研究和創(chuàng)新的丁華鋒在攻讀博士期間及取得博士學位之后在國際頂尖期刊《Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｈｅｏｒｙ》、《ＡＳＭＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ》等上發(fā)表了多篇創(chuàng)新性成果，這些成果也成為丁華鋒在申請“洪堡獎學金”時的主要支柱性成果。其中，他在文章《Ａ Ｕｎｉｑｕｅ Ｒｅ-ｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｃｈａｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ Ａｔｌａｓ Ｄａｔａｂａｓｅ》（運動鏈的唯一描述及圖譜數(shù)據(jù)庫）中，建立了國際上首個實現(xiàn)運動鏈與其描述代碼雙向且一一映射的“運動鏈拓撲圖圖譜庫”———基于“運動鏈環(huán)路代數(shù)理論”，提出了運動鏈的唯一數(shù)字描述代碼的特征描述代碼。同一運動鏈不管如何繪制，頂點如何標號，其特征描述代碼總保持唯一，從而實現(xiàn)了運動鏈與其描述代碼之間的雙向且一一映射關系，解決了國際上長期以來未能解決的“運動鏈唯一數(shù)字描述”難題?；谔卣髅枋龃a，建立了國際上首個能實現(xiàn)運動鏈與其描述代碼雙向一一映射的數(shù)字化的“運動鏈拓撲圖圖譜庫”，為機構創(chuàng)新綜合的數(shù)字化、智能化和人機交互化奠定了基礎。   　　在文章《Ａ Ｎｅｗ Ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｃｈａｉｎｓ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 》（機構拓撲結構分析新理論及其應用）中，丁華鋒在國際上首創(chuàng)“運動鏈環(huán)路代數(shù)理論”體系———提出對運動鏈環(huán)路的數(shù)學描述，定義了運動鏈環(huán)路之間的3種基本數(shù)學運算包括相應的運算規(guī)則和性質，提出了運動鏈基本環(huán)路的概念及其相關定理，建立了運動鏈環(huán)路代數(shù)理論。運動鏈環(huán)路代數(shù)理論的建立為機構運動鏈拓撲結構分析與綜合奠定了理論基礎。   　　在文章《Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ａｉｄｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｃｈａｉｎｓ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ》（計算機輔助運動鏈結構分解理論及其應用）中，他提出了高效且適于復雜機械運動鏈的剛性子鏈判別和主動副選取新方法。   　　在文章《Ｉｓｏｍｏｒｐｈｉｓｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒａｐｈｓ： Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｒａｐｈｓ ｏｆ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｃｈａｉｎｓ 》（圖的同構判別：特別是運動鏈的拓撲圖）和《Ｔｈｅ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｎｏｎｉｃａｌ Ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ Ｇｒａｐｈ ｏｆ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｃｈａｉｎｓ ａｎｄ Ｉｓｏｍｏｒｈｉｓｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ》（運動鏈規(guī)范周長拓撲圖的建立和同構判別）中，解決了困擾國際機構學界近半個世紀的“運動鏈同構判別”難題———基于“運動鏈環(huán)路代數(shù)理論”，提出運動鏈的周長拓撲圖和規(guī)范周長拓撲圖。丁華鋒還提出了基于運動鏈規(guī)范鄰接矩陣集的同構判別新方法。新方法準確、高效，計算復雜性比較顯示其計算效率遠遠高于目前國際上公認較快的Ｍｃｋａｙ（圖同構）和Ｈｅ（運動鏈同構）的方法。當運動鏈的構件數(shù)達到30的時候，新方法仍然非常高效，遠遠超過國際上的不超過14桿（2006年）的情況領域，也刷新了該領域的世界記錄，解決了這一在機構學界達半個世紀的難題。     樂觀面對挫折與失敗   　　科研的道路總是荊棘遍布，崎嶇不平，榮譽光環(huán)的背后，還有許多不為人知的艱辛與反復。當丁華鋒談到在成功背后所付出的艱辛及遭遇過的挫折和失敗時，他微笑地告訴記者：“在科研的道路上，挫折太常見了。我現(xiàn)在已經(jīng)習慣失敗了，也記不清曾經(jīng)失敗過多少次了。但我認為，你每失敗一次，離成功就近一步。當你取得成功時，你之前的失敗也是在為成功作準備。”丁老師補充說：“不僅僅是挫折和失敗，一項成果還需要經(jīng)得住他人的質疑和考驗，因為真相總是在爭議中才能越辯越明。”如此樸實的回答，如此從容樂觀地面對挫折與失敗，讓記者對眼前這個個子不高、才三十出頭的燕大教師肅然起敬。   　　在采訪黃真教授時記者了解到，丁華鋒首次將《Ｔｈｅ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｎｏｎｉｃａｌ Ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ Ｇｒａｐｈ ｏｆ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｃｈａｉｎｓ ａｎｄ Ｉｓｏｍｏｒｐｈｉｓｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ》成果———基于運動鏈規(guī)范鄰接矩陣集的同構判別新方法發(fā)給ＡＳＭＥ（美國機械工程師協(xié)會）會刊ＪＭＤ主編ＭｃＣａｒｔｈｙ教授（機械工程美國院士）時，受到了同為研究機構學“同構判別”的Ｍｃ Ｃａｒｔｈｙ教授的質疑，并要求丁華鋒應用自己的成果來計算當運動鏈的構件數(shù)達28（國際上當前的不超過14桿（2006年）的情況）時的結果。面對權威的質疑，丁華鋒對自己充滿信心，接到回信的第二天就交上了自己的回復。令人欣慰的是他的回復很快便得到了ＭｃＣａｒｔｈｙ教授的肯定，并決定在ＡＳＭＥ會刊ＪＭＤ上發(fā)表。不僅如此ＭｃＣａｒｔｈｙ教授在2008年ＡＳＭＥ年會上和2009年ＡＳＭＥ期刊上還對丁華鋒的成果進行作了介紹。多名機構學領域的國際著名專家在研究了丁華鋒的成果之后也予以認可與鼓勵，臺灣國際著名機構學家顏鴻森教授（機械工程美國院士）在2008年ＡＳＭＥ年會上全面地介紹了丁華鋒的研究成果；英國倫敦大學國王學院Ｋｕｏ教授在2008年ＡＳＭＥ期刊上也介紹了丁華鋒的研究。特別值得一提的是，丁華鋒的一系列研究成果還得到國際機構學頂級期刊ＭＭＴ主編德國Ｋｅｃｓｋｅｍｅｔｈｙ教授的高度評價，并作為合作導師邀請丁華鋒申請德國“洪堡學者”。   得到“洪堡基金會”的肯定   　　2009年12月，丁華鋒憑借其在攻讀博士期間的各項創(chuàng)新性成果及合理的研究規(guī)劃接到德國洪堡基金會（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ ｖｏｎ Ｈｕｍｂｏｌｄｔ Ｓｔｉｆｔｕｎｇ）的正式書面通知，被授予“外國科學家研究獎學金”，正式成為我校培養(yǎng)出來的首位“洪堡獎學金”的獲得者。洪堡基金會的主要任務是為世界范圍內(nèi)最高資質的年輕學者提供研究支持，促進學者之間的交流，開展國際合作。洪堡獎學金的獲得無疑是對每一位青年研究者的研究和努力的一種國際公認。丁華鋒坦言：“ ‘洪堡基金會’的肯定僅僅是我邁向國際科研水平的第一步，在學校、導師和家人的支持下，我會堅持不懈地探索下去。作為科研者，只有了解和關注國內(nèi)外發(fā)展，進行國內(nèi)外學術交流與合作，才能不斷取得進步，才能促進科學技術更好更快地發(fā)展。”洪堡獎學金在全世界久負盛名，享有崇高的學術聲譽。迄今為止，洪堡基金會已經(jīng)向來自130個國家的約23000名科學家提供了研究獎學金，這些“洪堡學者”中已有40位獲得了諾貝爾獎。自1953年至今，我國約有1500名學者獲得洪堡基金資助，其中包括中國科學院院長路甬祥、副院長嚴義壩、教育部副部長韋鈺等。   　　教學、課題、會議、審稿……丁華鋒的日程早已排滿，采訪結束后，他還要盡快趕往北京參加出國前的外語培訓。在短短兩個小時的訪談中，記者作為燕大學子中的普通一員，感動于丁華鋒熱忱的科研態(tài)度，也被他樂觀自信的情緒所感染。正如他的導師黃真教授所言：“這是華鋒自己努力探索的結果，是咱們燕大土生土長的‘洪堡獎學金’的獲得者，所以也是咱們燕大和燕大學子的驕傲。其實丁華鋒的經(jīng)歷非常具有典型性，我們燕大還有很多學生與他有類似的經(jīng)歷，相信丁華鋒走出來的路，會有更多的燕大學子繼續(xù)跟進。”“寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來”，丁華鋒的成長經(jīng)歷完美地詮釋了這個樸素的道理。

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