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王仁力学讲座 | 陆启韶教授介绍脑科学、神经调控和类脑智能

2017-05-01  557

 2017年4月21日,作为向北京大学120周年校庆献礼系列活动之一,工学院新一期“王仁力学讲座”有幸邀请到力学与应用数学家、北京航空航天大学航空科学与工程学院动力学与控制系博士生导师陆启韶教授作为主讲人。讲座由工学院力学与工程科学系力学系统与控制学科点主任段志生教授主持。工学院力学系佘振苏张珏陈正等老师以及近百余名研究生一起参加了讲座。其他高校的多位学者和学生也慕名前来聆听。


陆启韶教授作报告

人脑是由数量巨大的神经细胞(神经元)相互联结组成的,具有极其复杂的多层次结构的超大型信息网络系统,承担着高级认知功能、运动控制、内分泌调控等重要任务,是人体的关键器官系统之一。脑科学探索大脑神经系统的复杂生理活动和高级功能,其研究结果不仅大大加深了人类对自身的认识,而且为提供神经疾病诊治的新手段和开发以人工智能为导向的类脑研究打下重要基础。

生物神经系统在物理、化学和信息等方面都呈现具有不同时空特征的复杂非线性动力学行为,因此有必要全面深入地分析生物神经系统的动力学和功能调控问题,最终阐明认知功能和心理活动的内在机制,认识神经系统疾病的异常生理功能的本质,并为相应的神经疾病的医学临床诊断和治疗等提供可靠的理论指导。

近年来在脑科学的启发下,人工智能的重要发展趋势是类脑智能研究,其目标就是通过借鉴脑神经结构及信息处理机制,建立人类脑神经结构的模拟计算系统,实现机制类脑、行为类人的下一代人工智能系统。脑科学、脑疾病诊断与治疗、类脑智能系统都是21世纪的国际科技前沿领域,正在酝酿着新的重大突破。

神经动力学利用动力系统、复杂网络和控制理论和方法,研究脑神经电生理、信息和认知行为的动力学和调控问题、及其在智能体的动力学与控制中的应用。它是动力学与控制领域中新的交叉学科分支,拓展了动力学的研究范畴,为脑科学研究提供重要理论依据。


陆启韶教授与师生进行交流

讲座伊始,陆启韶教授首先向王仁先生表示了深深敬意,随后以“力学体系的发展—经典力学与‘广义’力学”作为切入点讲起,对脑科学及“一体两翼”的脑研究计划作了简要介绍。接着介绍生物神经系统的组成部分及 “感觉、认知、运动控制、内分泌”功能,通过图形生动地展示了“大脑基本结构”“神经元(神经细胞)的结构和放电活动”和“生物神经网络”等基本知识,并对“生物神经系统的动力学特点”和“神经动力学”进行了阐释。然后,通过“神经系统的建模问题”、“神经元和集群的放电活动的动力学分析”、“神经系统的动力学分析”和“生物神经信息编码”等方面,详细分析了“神经电生理活动的动力学研究”的基础性问题。最后,对于脑科学的两个重要应用领域—— “神经调控与神经/精神疾病诊治”和“类脑智能与装备智能化”中的动力学问题进行了综述和展望。通过陆教授讲座内容,现场听众对神经动力学的发展简史、研究内容、研究进展和应用前景等有了深入、全面的了解。

讲座结束后,在场师生纷纷向陆启韶教授提问,就报告内容进行了热烈的交流和讨论。随后,张珏副教授代表工学院力学与工程科学系向陆启韶教授颁发了带有“王仁力学讲座”LOGO的特别定制纪念品,表示纪念和谢意。新一期“王仁力学讲座”圆满拉下帷幕。


张珏副教授代表力学与工程科学系向陆启韶教授颁发“王仁力学讲座”纪念品
 
 
新闻小贴士


1.报告人简介:

陆启韶,力学与应用数学家、教授、博士生导师。1960年北京航空学院空气动力学专业毕业。1981-1983年为美国普度大学访问学者,1990年为加拿大CIDA基金研究员,西安大略大学客座教授。 2001年为英国皇家学会国际学者, Brunel大学客座教授。还在美国、俄罗斯、英国、德国、意大利以及香港等地多所知名大学进行学术访问和合作研究。历任中国力学学会理事、中国数学学理事、一般力学专业委员会主任、中国振动工程学会非线性振动专业委员会副主任等。曾任《力学学报》、Acta Mechanica Sinica和《动力学与控制学报》副主编、《力学进展》常务编委、多个国内外学术刊物编委等。长期从事动力学与控制以及应用数学领域的科研和教学工作,特别是在非线性动力学理论和应用方面取得重要成果,包括高维复杂非线性振动系统动力学、转子系统动力学、生物神经系统动力学、航空航天飞行器动力学与控制和非线性微分方程等。发表SCI论文三百余篇, 主要著作有《常微分方程定性方法和分叉》、《非线性动力学中的现代分析方法》、《分岔与奇异性》、《现代数学基础》(第一、二版)、《神经元耦合系统的同步动力学》、《常微分方程与动力系统》等。曾经主持并完成二十余项国家和部委科研基金项目,包括攀登计划重大项目《非线性科学》 和国家自然科学基金重大项目《大型旋转机械非线性动力学问题》子课题、国家自然科学基金重点项目“神经放电活动和信息识别中的复杂非线性动力学行为研究”,以及多项预研和横向科研项目。获国家自然科学奖二等奖“复杂非线性系统的某些动力学理论与方法”(2003)、天津市自然科学一等奖(2002)、航空航天工业部科研成果一等奖 (1995)、教育部高等学校自然科学二等奖(1992和2012)等。

2.王仁力学讲座:

王仁先生是我国著名的力学家、地球动力学家和教育家,为我国的塑性力学和地球构造动力学的发展做出了奠基性和开拓性贡献。王仁先生在塑性动力学和地质构造应力场分析等方面的研究成果在国内外产生了很大影响,是我国将力学与地质学、地球物理学相结合的先驱。
为了纪念王仁先生,将他的学术思想发扬光大,经王仁先生家属同意,北京大学工学院力学与工程科学系决定设立"王仁力学讲座"。届时将诚邀国内外在力学领域及力学相关的自然科学与工程科学领域取得卓越成就的知名学者来访,同我系师生分享上述领域的前沿及热点问题,激发学生的研究兴趣,促进多学科交叉融合。
"王仁力学讲座"已被列为北京大学工学院力学与工程科学系研究生必修课,将为力学系师生及力学界同仁提供一个"思想自由、兼容并包"的学术交流平台。