西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室内,一块屏幕上跳动着密集的雷达信号。张昊站在屏幕前,手指轻划:“这里的每个光点都可能是一架无人机,也可能是鸟群,甚至是气象干扰。如何让雷达‘看懂’这些信号?这就是我们正在攻克的智能密码。”
这位“90后”教授的身上,交织着多重身份:国家自然基金委优秀青年基金(海外)获得者、雷达智能化实践者、医学AI创新者…… 从美国顶尖医学院的博士后,到回国扎根雷达信号处理,他始终手握同一把“钥匙”——可解释性人工智能,用代码搭建起人与AI信任的桥梁。
一场横跨医学与雷达的思维实验
2019年,张昊赴美从事博士后研究时,原本计划延续博士期间的方向:雷达信号处理与可解释AI理论。然而,国际环境让他不得不重新审视自己的科研路径。“当时意识到,纯电子信息的国际合作空间正在收缩,但AI的基础理论具有跨领域的穿透力。”张昊回忆道。
转机悄然降临。一次西电海外校友会的交流中,在康奈尔大学医学院工作的西电校友王飞教授向张昊提出合作邀约:“医学诊断和雷达探测看似风马牛不相及,但本质上都在解决两个问题——小样本数据的困境,以及决策过程的可解释性。”这番话瞬间点燃了张昊的灵感。
张昊(左)与王飞(右)在美国大纽约地区西电校友会上的合影
医学影像诊断中,AI模型常因“黑箱”特性遭遇临床信任危机;而雷达信号分析时,操作员同样需要知道“为何将目标判定为无人机而非飞鸟”。两者对“可解释性”的共同需求,成为张昊技术迁移的突破口。他带领团队开发了一套小样本学习框架,通过挖掘电子病历中的时序关联与特征耦合,让AI不仅能诊断疾病,还能生成可视化的决策依据链。这项技术很快在纽约多家医院落地,帮助医生快速定位疑难病例的关键指标,相关成果登上《自然·医学》并入选年度亮点。“技术本身没有学科边界,关键在于找到共性问题。”张昊总结道。
张昊关于长新冠子型的研究发表在《自然·医学》(影响因子:87.24)并入选年度亮点,帮助所在的康奈尔大学拿下NIH资助的980万美元的项目,成果也被财富周刊进行报道
为雷达注入“具身智能”
2022年,张昊回国加入西安电子科技大学,出人意料地将主战场转回雷达领域。面对外界“为何放弃医学AI蓝海”的疑问,他笑着反问:“谁说这是放弃?”
2023年,张昊受邀在我校第八届华山青年学者论坛上为打算加入西电的海外学子做题为“西电:回到梦开始的地方”的报告,分享了自己不同时期与西电的故事
在他眼中,低空经济浪潮下的雷达智能化,与医学AI共享同一套底层逻辑。随着无人机配送、空中交通等场景爆发式增长,传统雷达面临严峻挑战:如何在雨雾天气中区分无人机与飞鸟?如何从海量杂波中实时识别“黑飞”目标?张昊的答案充满未来感——打造“具身智能雷达系统”。
“就像人类通过感官自适应环境,智能雷达应该具备自主感知、学习和决策的能力。”他解释道。团队开发的算法让雷达能实时采集数据、自动清洗标注,甚至根据环境变化动态调整信号发射参数,这也是下一代智能雷达的雏形。
研究室内,张昊展示了一段演示视频:雷达成像画面中,数百个光点被自动分类为“物流无人机”“巡检设备”“候鸟群”,并用不同颜色标注置信度。“操作员不仅能看结果,还能通过可视化模块追溯判定逻辑。这就是可解释AI的价值。”
用技术回答“四个面向”
张昊的书架上,珍藏着一本90年代的《密码学》教材,扉页上有父亲的赠言:“用技术守护国土。”父亲读博期间师从通院“二王一肖”的肖国镇教授,张昊从小浸染在“务实报国”的家风里。
这种使命感深深嵌入他的科研哲学。每周组会上,他必向学生抛出一个“灵魂提问”:“我们的研究对应‘四个面向’中的哪一个?”在他看来,工科研究必须锚定国家需求:“低空经济管理是新兴产业的安全命脉,而雷达智能化是解锁这道门的关键技术。”
SIGMA实验室举行月度头脑风暴学术研讨会
这种理念也塑造了他的人才培养模式。博士生孙健桥回忆,自己曾提出一个创新算法模型,却被张昊连续追问三天:“应用场景在哪里?用户是谁?传统方法为什么失效?”经过半年攻关,这项研究最终融入团队与华为合作的通感一体化项目,用于实现低慢小目标的实时检测。“张老师总说,论文不是终点,解决真问题才是。”
智能时代的“修桥人”
“电子信息人要有‘工具箱思维’。”张昊如此定义自己的跨界之路。2014年,在他的博士生导师、西电陈渤教授牵头下,团队组建了“SIGMA实验室”(SIGnal processing and MAchine learning,信号处理与机器学习),将AI的前沿基础研究引入雷达智能信号及信息处理领域。2022年,张昊从美国回到实验室,励志进一步将可解释AI用于包括雷达、医学、农业等更多领域。
SIGMA实验室合影
与四医大的合作项目中,团队建立病人大规模电子健康病历库,并基于此研究一些慢性疾病的长时间演变问题;在智慧农业领域,他们与中国农业大学合作,正尝试概率深度网络驱动的多组学分析等手段,研究下一代抗极端天气下的玉米新品种。“学科交叉不是简单的技术叠加,而是从共性问题中提炼新方法,再反哺各个领域。”
2023年,张昊在四医大报告分享研究成果,奠定团队和四医大开展后续合作的机会
打开AI的“透明工具箱”
站在西电主楼的露台上,张昊望向远处起降的无人机群。在他的构想中,未来城市上空将织就一张智能感知网:雷达实时解析低空态势、AI动态调度航线、交通管理系统自主规避风险……“但这一切的前提,是人与机器的双向信任。”
对于青年科研者,他给出了质朴的建议:“先夯实数理根基,进而了解所攻克领域的现有问题。通过不断学习新技术丰富自己的工具箱,从而带着工具箱走向旷野解决应用问题。当你用技术解决一个具体问题时,可能会发现它还能解锁更多未知领域。”
夜幕降临,实验室的屏幕上,雷达信号依旧如星河闪烁。这位“AI解译者”的探索仍在继续——用可解释性撕开模型黑箱,用交叉创新回应时代之问。正如张昊所坚信的:“智能化的终极目标,是让人类的生活变得更加美好。”
记者、编辑 / 王冠玉
责编 / 王 格
出品 / 党委宣传部〔融媒体中心〕
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