翰林有方名師訪談
導師介紹
在美國著名的八大藤校中,賓夕法尼亞大學擁有全世界最強大的校友網絡之一,也是美國第一所從事科學技術和人文教育的現代高等學校。
而今天小助手采訪到的導師就在賓大從事CT圖像處理算法研究, 也因為對于醫學算法方向的熱愛, C老師在多個頂級會議中都有受邀oral presentation,還曾獲邀成為國際科學與工程大獎賽(ISEF)的評委。看到這里是不是對C老師的專業和ISEF評委的經歷感到好奇,那么就和小助手一起往下閱讀吧~
關于專業:
沒有改變世界那么宏偉的志愿,只想為這個行業做點什么
在讀大學的時候,C老師讀的專業是Biomedical Engineering(生物醫學工程),也是憑借著自己的興趣,選擇了這個專業方向并下定決心去研究。在碩士階段,發現生物醫學工程的問題是周期長對人的培養比較慢,如果想在這個領域做出真正的研究可以要花費數十年的時間。而且在學習的過程中接觸到計算機編程后,可以將學習的領域和計算機算法結合起來去分析圖像,這讓C老師有了很大的興趣,所以開始專攻醫學影像算法研究。
在20世紀70年代,X線圖像在醫學臨床中被廣泛應用,但是當時分析病人的X線照片,更多是根據醫生的經驗、知識和情緒,而這種人工方法效率極低,會耗費很大的人力,且資源不足。隨著計算機技術的逐漸成熟,研究者開始嘗試把這種影像轉化為數字圖像,然后借助計算機算法去進行輔助診斷,提高診斷準確性和效率。而且算法可以逐漸被優化,可以讓診斷變得更加精確與高效。
C老師現在所做的就是進一步的優化這些算法,讓他們日后投入在醫療方面,大大提高醫生效率,救助更多的患者。目前C老師在用神經網絡做多能譜CT的圖像處理,目前取得了一定的進展。
按照C老師說的,她一開始只是出于興趣,踏上科研這條路。在做科研的過程中,逐漸找到自己未來的方向和目標,并且持之以恒。
沒想過改變世界,但一路走來卻真的為這個行業做出了一些改變。
關于ISEF:
這個一個改變年輕人的比賽,我更看中的是實質性的解決方案
今年的ISEF因為疫情從線下改到線上,所以很多評審工作都是線上進行,但是每個評委的評審標準沒有改變,每個評委會評選出自己認為的前三名和honorable mention,最后再統一敲定。
在C老師評審的過程中,會仔細閱讀學生的引言部分。她很看重的一個點是這個學生自己知不知道具體要解決什么問題?而不是說這個項目多么具有創新性。
像ISEF這種科創大賽舉辦的意義是在去激發學生的想象力去培養他們的一種科學思維,實踐能力也就是我們說的行動力,還有創新性。
很多中學生或初學者,在選題時,會傾向于去找沒有人做過的研究,去體現一種創新,而不去考慮自己做出來的東西有什么實用性。不要為了創新而創新,做科研還是要有一定的實際應用價值。
讓C老師今年評審中印象最深刻的一個學生是:被一致通過評為第一名的一位同學。首先她的論文水平很高,體現出一定的學術性。整個論文的流暢性和可讀性也很高,在她的論文中可以看到非常清晰的思路以及自己想表達出來的東西。評委們可以通過她的論文看出,她對課題有一個很深入的研究,她花了時間去收集了目前能找到的現有方案并且分析這些方案做出比較。這個步驟是很關鍵的。
C老師說:“很多同學到這步時,會認為這些現有方案是有明顯問題的。那么我就不用做他,我直接做我想做的,但是實際上:你是不知道這個研究成果為什么有問題,你需要用實驗數據和實驗結果去支撐你的論點,去告訴大家因為我用這個方法去做了,結果不理想,所以我才會有新的方案出來。”
能當評委的老師都有多年的科研經驗,所以在評審過程中:更考慮的是這個學生為了科研會付出什么,他對自己所研究的項目是不是有透徹的理解,而不是這個科研需要多偉大多創新。
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關于學生:
我希望學生可以擁有積極的態度,這會成就他們的科研之路
對于中學生而言,能堅持做完項目是比較困難的一件事,但是通過我的觀察學生有這些品質對自己的研究和學習而言是很有幫助的。
在做科研的時候,要打好自己的科研基礎。很多理科好的學生可能認為自己學習不錯,做科研應該很容易操作,但往往真正接觸科研的時候,有些同學會受到打擊。因為科研是枯燥的,而且需要考慮的問題會很多,也會更全面,有時候會認為自己做的很多工作是沒有必要的。
所以有一個積極的學習和解決問題的態度,就會很有幫助,有這種心態的學生會比較容易采納別人的意見,并且會積極上手去實踐,所以擁有積極的學習態度的學生在科研中會更有優勢。而且這對自己的學習生活也有幫助。它們是相輔相成的,在學習中收獲成就感就會去更積極做這件事,同樣最開始保持積極的態度,可能后續的收獲也越多。
C老師就拿自己最初做科研的過程舉例:“我在最初做科研的時候需要模擬很多東西,對于工業CT對一些模型的尺寸要求非常精細,而且因為使用的模擬軟件不同,所以編寫的算法不同,出來的精確度也是不同的。當時我就把這些用軟件跑出來的精確度做了一個很詳細的對比,有時候因為軟件有些算法問題還有很多奇怪的數據和結果出現,我們還要去推測出現的這個問題。”
“這個過程描述起來就挺枯燥的,當時自己也不是非常甘心去做,因為當時做這件事情我認為這個步驟不具有什么創新性,對于最終的科研結果來說沒有什么實質性的幫助,還很花時間。但是真的憑借興趣堅持下來。可是做了一段時間之后發現,這個過程可以讓自己更清晰的了解做科研需要具備什么樣的素質,而且這段過程讓我對數據和圖表的操作更得心應手,對于后續的科研非常有幫助,而且因為這些步驟讓我對后續的科研過程中存在的問題可以迅速判斷,對于整體而言是很有幫助的。”
因此她希望自己的學生可以有一個積極的學習態度去面對接下來的科研,這會讓他們的科研之路走的更長遠。
專業書籍推薦:
對算法感興趣的同學:我推薦吳恩達導師的課,他之前是斯坦福大學的教授,在Coursera上有上傳一系列的課程,可以搜索Andrew Ng的Machine Learning和Deep Learning 。
對于我專業方面,我推薦一本書籍:The Physical Principles of Medical Imaging。有免費的網絡版http://www.sprawls.org/ppmi2/ 感興趣的學生可以閱讀一下。
最后C老師說到,其實中學生做科研還是有很大的好處。對于大學想學理工類的學生而言,在高中做了科研可以積累很多的專業知識,還能了解到完整的科研流程。通過這些科研經驗的積累,在大學做科研時,可以看到有些已經研究出來的科研成果還有那些不足之處需要完善,自己是否可以提出新的方案去解決這些缺陷,再去實行自己的方案。這樣你就會比同年級學生多出很多的時間去做更多自己想做的事情。
感謝C老師的分享,在我們這些導師的身上,可以看出他們對科研的執著與熱愛,并且愿意為此付出大量精力和時間。所以學生在學習的過程中,不僅是向導師學習如何做科研以及相關的專業知識,還能學習到導師身上優秀的品質,這將會是長期的財富。
你能否想象,這群十幾歲的少年,能夠提高飛翼式飛機的穩定性,能夠避免太空垃圾所造成的危害,能夠幫助農村地區接入更可靠的互聯網,做出的科研可以改變社會嗎?
現在肯定的告訴你,他們可以!
在科研這片天地里,他們展現自己的能力與天賦!
除此之外!還因為有一群已經在改變社會的人
在帶領他們砥礪前行!

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