拥有清华、微软、北大三重title,计算机图形学领域新星王鹏帅:我喜欢持之以恒做高质量研究

作者: 王鹏帅

来源: 学术头条

发布日期: 2024-06-13 09:18:17

王鹏帅,北京大学王选计算机研究所助理教授,从清华到微软再到北大,在计算机图形学领域不断深耕,持之以恒做高质量研究,多次入选计算机图形学领域最具影响力学者。他的研究成果包括提出基于八叉树的三维卷积神经网络和OctFormer框架,致力于推动三维深度学习框架的发展。

从清华到微软再到北大,他完成了从学生到研究员再到博导的蜕变;从发文顶刊到期刊审稿再到顶会获奖,他一路“升级打怪”,在计算机图形学领域不断深耕,他的人生信条是——持之以恒做高质量研究。在AMiner团队推出的AI 2000学者中,他多次入选计算机图形学领域最具影响力学者。他就是王鹏帅,现为北京大学王选计算机研究所助理教授。日前,AMiner与他进行了一次深入对话。

从微软到北大,实现最初的愿望

王鹏帅2013年本科毕业于清华,并凭借优异的成绩直博进入清华高等研究院,自此开启了他与计算机图形学研究的不解之缘。2015年,他的首篇论文顺利发表在计算机图形学顶级期刊ACM Transactions on Graphics上。博士毕业后,王鹏帅基于博士期间就在微软亚洲研究院开展取得的一系列成果,选择在这里担任研究员,继续“揭秘”三维数据的理解与构建。

2022年9月,手握几十篇顶刊论文的他,选择加入北京大学王选计算机研究所。离开工作近十年的环境,为什么选择从工业界回归学术界呢?王鹏帅提到,进入一所顶尖学府从事科研工作,是他最初的愿望,也是他的初心使然。“可以说从本科开始,我就常常想,要成为一个有用的人才,为国家、为社会做贡献。”当然,看似水到渠成的“升级”,来源于王鹏帅在科研上的努力和对自己的极高要求。

博士毕业时,他虽然已经有不少顶会论文,但他也清晰地认识到自己的科研成果与科研能力还有不少可以精进的空间。于是接下来的几年里,他以代码为戈,以做出高质量研究为战场,一篇篇论文、一项项获奖,成为了他迎接新机会的敲门砖。

进入北大任教后,新的挑战也在前方等待:要以一己之力完成实验室建设,担起教书育人之责,同时还要保证科研产出。就是在这一次次的挑战中,他收获了一项巨大的肯定——王鹏帅被授予2023年亚洲图形学学会青年学者奖,要知道,该奖项每年在亚太地区仅颁发给一名获奖者。

厚积薄发,成就又一篇佳作提到科研道路上自己最引以为豪的成果,王鹏帅列举了两篇论文。

一篇是在2017年读博期间,他与刘洋、童欣等研究员所组团队完成的论文,题为“O-CNN: octree-based convolutional neural networks for 3D shape analysis”(SIGGRAPH 2017)。

为了解决三维神经网络效率低下的问题,他们创造性地提出基于八叉树的三维卷积神经网络(O-CNN),该方法利用三维数据的稀疏性,结合高效的八叉树数据结构,把神经网络的运算和存储限制在非零的三维稀疏信号上。在输入信号分辨率比较高时,相对于基于体素的三维卷积神经网络,该方法在内存、时间效率上都达到了上百倍的提升。这篇论文目前已被引用超过1000次,可以说在计算机图形学领域轰动一时。

取得这一阶段性的成功后,王鹏帅立刻将目光聚焦到更宏大的目标上:“三维数据的表达非常丰富,导致现在还没有一个通用的神经网络框架或方法,能够非常便捷高效地应用于各类数据及任务,比如3D生成、渲染甚至仿真任务。”“所以我想要做出这样一种通用的三维深度学习框架。

”在这一想法的驱动下,他几乎是怀着迫切的心情,反复琢磨试验,于2023年独立完成了第二篇得意之作“OctFormer: Octree-based Transformers for 3D Point Clouds”(SIGGRAPH 2023)。

在这篇论文中,他巧妙地发掘了八叉树数据结构在提升Transformer速度上的出色性能,提出的点云注意力机制可以通过开源库在10行代码中实现,并且当点数超过200k时,运行速度比其他已有注意力机制快17倍。

回答年轻人的困惑:焦虑?工业界or学术界?

接下来,王鹏帅希望继续在Transformer这种自由建模基础上,抓住三维数据的自适应性与稀疏性,不断尝试将这一神经网络迭代,未来进一步实现一个统一的三维神经网络。目前,他已经招收两名直博生,作为青年一代的博士导师,他倾向于为学生创造自由宽松的学习环境,喜欢与学生开展平等的交流。他说:“我从来不认为作为老师,我就非常权威。相反,给予年轻人发挥自主性的空间,他们才能在自我驱动下,不断探索学术前沿。

”也因此,学生们很愿意向这位“师哥”倾吐做科研时而来袭的焦虑之感。论文被拒稿?科研进展较为缓慢?看着日新月异的学术更迭,王鹏帅给出了自己的答案——正因为走到了强者如云的环境中,才能印证和鞭策自我不断进步。他相信,克服焦虑的秘诀是“持之以恒做高质量的研究”。

作为走遍清华、微软和北大的前辈,王鹏帅还分享了工业界和学术界的一些特点:“在工业界中,科研硬件条件非常充足,攻克难关主要依靠自己的头脑;而在学术界中,不断地交流与集体的智慧是非常好的助益,但需要主持实验室建设、处理项目申报等学术副线。”那么究竟是进入工业界还是学术界呢?他建议首先确定优先级,想清楚自己想做什么,保有一份对科研的“初心”,其次才是决定去往哪里。

也正是因为这一份做科研的初心,王鹏帅才能在这条无止境的道路上不断前行,绽放光芒。

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