近日，清华大学类脑计算研究中心喜讯连连，在清华大学精密仪器系分别举行了杨逸飞、张伟豪、刘发强和徐明坤的博士学位论文答辩会，中心师生一同见证了四位博士的诞生。
▲杨逸飞（左一） 张伟豪（左二） 刘发强（右二） 徐明坤（右一）
博士学位论文答辩会在清华大学精密仪器系大会议室举行。各位同学的答辩委员会成员包括来自北京大学的蔡一茂教授、中国传媒大学的曹立宏教授、山东大学的袁东风教授和南京大学的梁世军副教授，以及清华大学的董永贵教授、陈峰教授、赵蓉教授、施路平教授、高滨副教授、李黄龙副教授和裴京副研究员。
张伟豪和刘发强同学均师从施路平教授，徐明坤同学师从裴京副研究员，杨逸飞同学师从李黄龙副教授。答辩会吸引了众多校内外老师学生参与旁听。让我们来一睹四位同学的答辩风采和优秀成果吧！
研究成果
杨逸飞的博士学位答辩题目是《集约型神经形态器件和可重构逻辑器件研究》。杨逸飞同学对突触、神经元与树突三类神经形态器件，以及可重构逻辑器件开展了研究。取得的创新成果包括：（1）利用Te材料的焦耳热效应与电化学效应之间的竞争关系，研制了基于Te材料的电子突触器件和选通器件，可以有效解决电流与保留时间矛盾问题，并研制了基于Te材料的单器件振荡神经元；（2）利用异质结沟道反双极性转移特性曲线，研制了具有非单调动作电位的树突器件，实现了从器件层面对生物树突主动计算功能的模拟；（3）利用Te材料的电化学性质和p型半导体性质，研制了极性可重构的逻辑器件，实现沟道极性的非易失转变，为可重构器件与类脑计算系统的研究提供了新的思路。
▲ 答辩委员会与杨逸飞同学的合影
张伟豪的博士学位答辩题目是《面向类脑众核架构部署的理论与系统软件研究》。张伟豪同学在博士期间对众核类脑芯片系统软件，主要包括编译栈与仿真栈，通用类脑计算的关键理论开展了系统的研究。取得的创新成果包括：（1）提出了一种神经网络领域专用的三层类脑软件抽象模型，建立了类脑众核架构部署的基本框架，有效缓解了因类脑算法多样性与类脑硬件复杂性带来的部署难问题；（2）提出了一种类脑编译与性能级仿真器的即时评估技术，实现了基于映射交互语言的类脑众核调度的快速映射搜索框架，建立了类脑众核映射标准化探索流程；（3）提出了一种针对通用类脑计算系统栈的理论模型，包括用于指导系统解耦与近似编译技术的类脑𝜖-完备性、形式化类脑执行范式与执行复杂度的类脑自动机以及高效支持控制流的类脑数据流中间表示。
▲ 答辩委员会与张伟豪、刘发强、徐明坤同学的合影
刘发强的博士学位答辩题目是《混合多网络类脑模型关键技术研究》。刘发强同学在博士期间围绕多网络模型框架及实例展开研究，探索了深度学习对抗鲁棒性、灾难性遗忘等问题的类脑解决方案，取得的创新性成果包括：（1）在多网络模型框架方面，提出了一种多网络模型总体架构和混合接口单元，解决多网络模型设计问题。提出了一种基于时间维度相关性约束的高效时间编码方案，缓解脉冲编码时间维度利用不足问题；（2）在同质多网络模型方面，提出了鲁棒特征堆叠网络的两阶段训练方式及网络筛选原则，有效权衡了鲁棒性和准确性。提出了对抗对称训练算法，增强了模型整体的训练稳定性；（3）在异质多网络模型方面，提出了一种弱监督目标函数优化反馈注意力生成机制，增强了脉冲网络的对抗鲁棒性。提出了一种基于任务相似度的动态资源分配策略，缓解了脉冲网络遗忘问题。
▲ 类脑计算研究中心师生合影
徐明坤的博士学位答辩题目是《面向图表示学习的脉冲神经网络关键技术研究》。徐明坤同学围绕面向图表示学习的脉冲神经网络，从非结构化信息、结构化图信息与硬件的协同验证三个方面进行了系统的研究。取得的创新性成果包括：（1）针对非结构化信息的表示与学习低效问题，在神经元模型、多尺度学习、突触稳态机制三个层次提出了一种类脑先验融合方案，增强了脉冲神经网络的表示可解释性与学习能力；（2）针对脉冲机制难以处理图任务的问题，构建了一种基于神经动力学的通用图学习建模框架，采用时空归一化技术以获得更稳定的内部表征，解决了脉冲模型在图学习任务的收敛困难和泛化低效问题；（3）针对神经形态硬件对所构建模型缺少高效部署方案的问题，提出了一种面向脉冲图模型的时空混合粒度的映射策略和混合元学习片上学习方案，可用于解决新型脉冲计算模型的部署问题。
▲ 答辩现场合影
个人介绍
杨逸飞同学以第一作者在Nature Communications、Advanced Electronic Materials等国际学术期刊或会议上发表了4篇论文，并申请了4项国家发明专利。在完成科研工作的同时，杨逸飞同学积极参与学生社会工作。曾担任清华大学精密仪器系研团委书记、河南省新乡县县长助理（挂职）等职务。杨逸飞同学毕业后留校工作，目前在清华大学科研院工作。
▲ 杨逸飞博士
张伟豪同学以第一或共同第一作者在Nature、Science Robotics国际学术期刊和国际会议ICONS上发表了3篇论文，并申请了39项国家发明专利，已授权5项。张伟豪博士毕业后将去北京灵汐科技工作，从事类脑编译与类脑众核体系架构研究和应用相关工作。
▲ 张伟豪博士
刘发强同学以第一或共同第一作者在Nature Communications、Neural Networks等国际学术期刊或会议上发表了4篇论文，并申请了1项国家发明专利，在The International Conference on Artificial Neural Networks (ICANN 2022) 上获得最佳论文奖。刘发强博士毕业后将去北京灵汐科技工作，从事类脑模型与算法研究和应用相关工作。
▲ 刘发强博士
徐明坤同学以第一或共同第一作者在Nature Communications、ACS Applied Materials & Interfaces、Neural Networks等国际学术期刊和IJCAI等国际会议上发表了8篇论文，并申请了3项国家发明专利。徐明坤同学连续三年担任测控仪器综合实践课助教。徐明坤同学毕业后将加入在横琴的广东省智能科学与技术研究院做博士后，继续从事类脑计算研究。
▲ 徐明坤博士
最后，经答辩委员会无记名投票表决，一致同意杨逸飞、张伟豪、刘发强和徐明坤通过博士学位论文答辩，并建议授予工学博士学位。在此，衷心祝福杨逸飞、张伟豪、刘发强和徐明坤同学在未来的工作生活中，不断进取，再创辉煌！