她力量!奋战在计算机科研一线的中国青年女科学家

10/18 10:54
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  作者 | 黄善清

  编辑 | 青暮

  在今年年头由清华大学人工智能研究院推出的「AI 2000人工智能全球 2000 位最具影响力学者榜单」里,女性整体占比只有 9.7%。要是进一步对这份榜单进行统计,在 40 岁之前,女性学者比例低于整体水平;而 41 岁至 65 岁之间的入围女性学者占比整体高于均值(56-60 岁除外);至于 65 岁以上的学者,女性学者远低于其平均值 9.7%。美国人工智能研究与咨询公司 Emerj的 一项研究也表明,人工智能学科只有 18% 的女性参与。

  面对人工智能这么一个输入什么它就成倍输出什么的系统,要是主导的团队男性占比过多,将容易导致产生性别偏见,比如产出包含性别偏见的数据集,并将由此放大现有制度基础和社会权力关系中更深、更隐蔽的不均衡。李飞飞曾经说过: 机器价值就是人类价值,不平等在我们的社会中积疾已久,缺乏女科学家参与的人工智能领域的算法很容易加深这个不平等。

  

  需要面对的一个现实是,与男性科技工作者相比,女性科技工作者在科研产出、承担科研项目、受重视的机会等方面,有不同程度的差异。

  无论如何,我们依然欣喜看到近些年国内一批女性科技工作者在 AI 领域扮演着举足轻重的角色,比如清华计算机系教授朱小燕、哈尔滨工业大学教授秦兵、新加坡研究院院长申省梅等等。他们为后来者树立起正面的学习榜样,让更多对计算机感兴趣的年轻女学子不再自我设限,而愿意投入到 AI 相关研究中里来。

  今天, AI 科技评论就来盘点 3 位在国内计算机、AI 领域颇有积累的青年女科学家,作为 35 岁以下的新生科研一代,她们正用自己的努力让世界看到女性科技工作者的力量。

  1

  黄芊芊

  

  网上检索黄芊芊,不乏一些“美女科学家”、“美女博导”的溢美之辞,然而这都无法遮盖她本人在学术上的光芒。

  黄芊芊是北京大学信息科学技术学院的研究员、博士生导师,专攻超低功耗微纳电子器件及其在逻辑电路、神经形态计算等领域的应用。

  她至今已发表/合作发表论文60余篇,其中以第一作者/通讯作者身份在微电子领域顶级国际会议 IEDM 与 VLSI 上发表论文9篇(含一作6篇)。

  在 IEDM 上发表论文是个什么概念?始于 1955 年的IEDM 被外媒誉为“微电子器件领域的奥林匹克盛会”,主要报道国际半导体技术方面的最新研究进展,近年来,集成电路技术领域的许多重大技术突破都是通过该会议正式发布的。

  具体细谈她在学术上的成就,可以简单归结为三点:

  研制出的新机理超低功耗器件打破了国际上硅基隧穿器件的亚阈摆幅纪录,器件综合性能为国际报道中同类器件最高。

  国际上首次在单独铁电电容中直接观测到负微分电容现象,针对低功耗负电容晶体管中最具争议的稳态负电容机制问题,提出并验证了符合物理本质的动态极化翻转负电容理论。

  国际上首次利用铁电极化翻转模拟生物神经元动态行为提出并实验实现了基于新型超低功耗仿生铁电晶体管的脉冲神经元,极大降低了脉冲神经元的硬件开销和能耗,为大规模、高集成的超低功耗神经形态计算芯片奠定了重要器件基础。

  2019 年 10 月,黄芊芊因其在超低功耗微纳电子器件基础研究领域的重要贡献,获得了全球仅 3 人获奖的 IEEE Electron Devices Society Early Career Award(IEEE 电子器件学会青年成 就奖),她也是该奖项设立以来第二位来自中国科研单位的获奖者。

  

  黄芊芊另外最让人津津乐道的一点,便是其本硕博都在北大完成的“国产”身份。

  1989年,黄芊芊出生在江西上饶,2006 年毕业于上饶一中,并以优异的成绩考入了北京大学信息科学技术学院微电子学系。本科毕业后,黄芊芊师承王阳元院士和黄如院士攻读博士学位,并完成博士后研究工作,打破国际上硅基隧穿器件的亚阈摆幅纪录,便是黄芊芊在博士期间完成的工作,

  “本科毕业时我之所以选择了留在北大直接攻读博士学位,是因为我坚信,国内微电子技术只是起步晚,并非是能力不足,北大有着国内微电子专业最顶尖的师资力量和科研环境,在国内、在北大一样可以做出不逊色于国外一流大学的科研成果。我带着这份初心和信念,留在了燕园。”

  2016年,黄芊芊获得中国博士后科学基金特别资助项目资助。2017年,她成为了全国仅4人获得的“中国未来女科学家计划”奖项,成为该奖项设立以来首位微电子领域的青年学者。在这一年,她也正式入职北大,成为了微纳电子学系的研究员、博士生导师。

  2018年,黄芊芊成功获得了国家自然科学基金委员会优秀青年科学基金的资助。2019年,她更是入选2019福布斯中国30位30岁以下精英榜。并当选中国电子学会青年女科学家俱乐部第一届理事会理事。

  随着物联网和智能时代的来临,集成电路技术在科技进步和社会发展中的地位愈加关键,面临的挑战也更加严峻——在人们对更强计算能力和更高集成度的不断追求中,功耗问题成为集成电路乃至信息技术发展的瓶颈问题。

  在上述时代背景和需求的引领下,从基础器件角度,基于新原理的超低功耗超陡摆幅器件技术成为近年来国际前沿研究的热点领域,换句话说, 黄芊芊和她的研究团队在“新型超低功耗微纳电子器件”研究课题上的深入攻关,将能让全世界从中国的科研中大大受惠。

  黄芊芊个人主页:http://scholar.pku.edu.cn/qianqianhuang

  2

  梁红瑾

  

  梁红瑾是南京大学计算机科学与技术系副教授,专攻程序设计语言,她与导师冯新宇教授的学术成果成功在顶尖编程语言顶会中创下多个“第一次”。

  梁红瑾 2009 年本科毕业于中国科技大学少年班 —— 该少年班专门招收尚未完成常规中学教育,但成绩优异的青少年接受大学教育,比如微软全球副总裁张亚勤便是在 12 岁时考入中国科学技术大学少年班。少年班毕业后,她获推免加入中科大-耶鲁高可信软件联合研究中心,2011 年开始攻读博士学位。

  博一期间,她与导师冯新宇教授等一起完成的学术论文被第 39 届编程语言原理国际会议(简称POPL)录用,这是内地高校和科研机构以第一作者单位名义被 POPL 录用的首篇学术论文,而 POPL是公认的编程语言领域历史最久、水平最高的国际会议。

  她在论文中提出了一种验证并发程序变换的一般方法,首次将并发程序逻辑中的依赖-保证条件引入到传统的程序模拟关系中,成功地解决了对验证提供模块化支持的难题,并将这种方法应用于编译优化、并发数据结构的实现和并发垃圾收集等算法的正确性验证。POPL审稿人认为,该项研究“提供了一种用于验证并发程序变换的漂亮的统一理论”,在“并发系统的精化问题的研究领域迈出了很好的一步”。

  正因为在攻博期间的出彩表现,她曾获得“中科院院长特别奖”、“中科院优博论文,2015年CCF优秀博士论文奖,2012年度微软学者,还被美国麻省理工学院评选为2015年度电子与计算机领域“学术新星”(Rising Stars)等多项荣誉。

  博士毕业后,她选择留校工作,在计算机学院担任特任副研究员,在这期间又与冯新宇教授以“A Program Logic for Concurrent Objects under Fair Scheduling”一文再次获得第 43 届POPL 的青睐。

  后来她与冯新宇教授到南京大学就职,再次以“Towards Certified Separate Compilation for Concurrent Programs”荣获40届程序设计语言设计与实现会议(ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation,PLDI 2019)的杰出论文奖(Distinguished Paper Award)。这也是为 PLDI 创办 40 年来中国大陆科研院所为第一单位的论文首次获得杰出论文奖。

  
冯新宇(左一)、梁红瑾(左二)

  该获奖论文关注并发程序的分离编译的验证问题,它提出了一种通用的理论框架,能够将串行程序编译的正确性验证工作复用于并发程序分离编译的验证。利用这一框架,做着还开发了并发C程序的分离编译器CASCompCert并验证了其正确性。该论文附带的编译器工具及相关证明还通过了会议的工具评估(Artifact Evaluation)委员会的评审,成功获得 ACM 工具评估徽章。

  梁红瑾个人主页:https://cs.nju.edu.cn/hongjin/

  3

  张兰

  

  在知乎一条题为“你在现实生活中见过最美的博士是什么样的?”的帖子中,张兰被自己的学生给发到答案里,还附上了她本人的自拍照,至今该答案已经获得接近 1560 个赞。

  “最美博士”张兰 2014 年毕业于清华大学计算机科学与技术系,获博士学位,如今是中国科学技术大学计算机科学与技术学院的特任研究员、博士生导师,专攻大数据、数据隐私保护和数据共享交易。

  围绕数据的深度理解,隐私保护和共享交易进行研究,其成果共发表国际知名会议和期刊论文50余篇,其中CCF荐A类会议/期刊论文26篇,B类会议论文6篇。研究成果共申请相关中国发明专利20余项,其中已授权14项,申请美国发明专利3项。

  2018 年,张兰成功获得首届阿里巴巴达摩院青橙奖,该奖项主要奖励大中华地区在信息技术、半导体、智能制造等领域取得初步成就的青年科学家,获奖者不但可以获得100万元奖金,还将得到达摩院全方位的研发资源支持。

  张兰的获奖理由是“一手致力于数据的深度理解和价值评估,一手致力于数据的安全计算和隐私保护,左右互搏实现跨域数据的安全智能应用和共享。”,在阿里达摩院的帮助下,她在接下来的一年期间不但累计发表了十余篇顶会论文,还推动了自己的科研成果–基于指纹的数据追溯大数据原型平台走出实验室,开始商业化。

  在学术服务方面,张兰曾担任 ACM China Young Scientist of Computing Academy (ACM中国未来新星)的主席之一——ACM 中国未来新星组织(ACM China Young Scientists of Computing Academy)的成员主要来自于ACM中国新星奖获奖者、ACM中国优秀博士论文奖以及优秀的青年科研人员,该组织的成立旨在更好的服务下一代计算机学科爱好者,扩大ACM和ACM China的影响力,为青年学者搭建合作的桥梁与交流的平台,联合进行创新性挑战课题研究,并提供更多职业机会和资源。

  此外,她也曾经担任多个国际知名会议的程序委员会联合主席、出版主席、程序委员会委员等,例如 IEEE INFCOM 2020&2019&2018,IEEE ICC 2017&2019&2018, IEEE SECON 2018, IEEE ICCCN 2018,IEEE MASS 2017,IEEE IPCCC 2016等等。

  张兰个人主页:https://cs.ustc.edu.cn/2016/0923/c3050a23918/pagem.htm

  4

  小结

  随着时代发展,女性科学家越来越成为一支不容忽视的力量。我们欣慰看到新生代女性科技工作者在国内计算机领域渐渐崭露头角,也希望更多未来的 AI 研究可以因为“她力量”的加入而在性别视角上更加平衡,以保护/造福更多的女性科技用户。

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