姚德中,2016年获得华中科技大学系统结构专业博士学位,师从金海教授,毕业后在新加坡南洋理工大学从事博士后研究工作,2019年回到实验室。现任华中科技大学计算机科学与技术学院副教授、博士生导师,主要从事分布式计算理论、算法与系统设计,联邦机器学习等领域的研究与教学工作。
主持、参与了包括国家自然科学基金面上项目、重点项目、国家重点研发计划在内的多个国家级项目。已在SIGMOD、WWW、IJCAI、ICDM、ACM TIST、IEEE TPDS和IEEE TCC等顶级会议和期刊发表学术论文30余篇,获得国家发明专利5项,2020年入选湖北省百人计划。
姚德中老师曾于2010年获得国家公派留学奖学金,在卡内基梅隆大学(CMU)进行为期两年科研学习,研究移动设备上多模态数据收集、融合与挖掘工作。2016年至2019年在新加坡南洋理工大学从事工业大数据挖掘分析方面的学术研究。多次担任国际学术会议ICML/NeurIPS/IJCAI/AAAI等的程序委员会委员。
2009年,姚德中开始攻读华中科技大学系统结构专业博士学位。在还没正式进入实验室之时,姚德中就对研究工作、对实验室、对未来发展产生浓厚兴趣。他积极与导师金海教授交流沟通,了解实验室的科研工作,以确立自己的研究内容。记得当时金老师给了一本“厚重的973虚拟化项目论文集”,包含20余篇该项目的论文。面对这本学术论文集,对于一个完全没有项目背景,没有读过英文学术论文的人来说,简直就是“能认识书里每一个单词,可就是不懂什么意思”。但基于对研究的热爱,姚德中花了一个月时间,硬啃完了所有文章。当他看完这些论文,发现自己对科研工作有了重新的认识,觉得做好研究能解决这么多有意思有意义的问题,就愈发对研究产生浓厚兴趣。
在读这些论文时,姚德中正好遇到了人生中最重要的另外一位指导老师——余辰教授,他正在从事普适计算研究工作,也正是余辰教授带他进入移动分布式计算的大门。
通过阅读这些论文,让姚德中深刻体会到“不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海”的艰难科研之路。通过阅读这些论文,让他深刻认识到导师对科研上追求极致的“至善”精神。深受导师的言传身教,姚德中在博士期间潜心探索,对每一个问题都能深入研究,同时又能从系统的角度思考整体关系,培养出完整的系统观。
导师金海教授也经常提醒,科研不是闭门造车。需要多与领域前辈交流,多与企业交流。这激励姚德中于2010年至2012年来到美国卡内基梅隆大学(CMU)HCII实验室学习访问。初到这里,姚德中就确立了自己的研究课题,挖掘移动用户日程行为模型。在当时一没数据二没经验三没帮手的情况下,他从零开始搭系统,设计实现移动状态监控APP,收集数据。通过夜以继日的开发,一个人花了一个月就学会移动软件设计并完成系统搭建,开始收集数据。收集了3个月数据后终于有了第一手资料,便开始验证自己的模型。将周期规律考虑进用户移动行为模式描述,利用该模式对移动用户日程事件进行关联挖掘,挖掘区分出重要事件,提高事件推荐与提醒服务准确度。在这里两年,姚德中进一步扩宽了视野,提升了个人能力,其在动手能力和学术水平都得到了锻炼。开发的移动用户收集软件成为小组公共平台,收集得到的数据集也被公开受到关注。相关的移动数据挖掘成果也发表在ICDM会议和多个顶级期刊之上。
出于对研究的热爱,2019年,姚德中博士毕业后来到新加坡南洋理工大学(NTU)继续博士后研究工作,在这里他选择了更具有实际挑战的项目展开研究:工业大数据分析。其要开发一套从飞机引擎日志数据中挖掘模块生命周期的工具。新的挑战带来新的机遇,姚德中通过两年多努力,领导开发出一套大规模日志挖掘工具集,能挖掘出飞机引擎里每个模块的质损状态,并自动构建每个模块的损耗影响,系统已部署到Rolls-Royce多个业务部门,并评为年度最佳工具集。
除了注重解决工业实际问题,姚德中在理论创新上也有所突破,在NTU期间,其对高维大数据分析计算研究也有所突破。针对高维大数据相似度计算复杂度高的问题,从稀疏优化和降维优化两个方向对大数据处理过程进行加速,在内存使用量和计算时间上都得到提升,该研究成果得到广泛认可,并发表在人工智能顶级会议IJCAI上。
2019年,姚德中从新加坡回到实验室。通过将国外积累的经验与实验室优势相结合,他将研究方向确定为边缘智能系统研发。实验室优秀的平台为姚德中提供了强有力的科研支撑,加入实验室3年多来,他在边缘智能算法与系统研发方面取得不错成绩,在边缘计算多个领域提出了非常有实际意义的方法思路。例如,在边缘数据融合方面,提出了一种基于层级图描述的语义表示模型,将来自不同源的数据按照类别融合。在边缘模型协同训练上,提出了基于知识整理的个性化协同机制,实现在保证本地模型特征的同时将知识共享与其它设备模型。同时,为了解决边缘算力不足的问题,姚德中还提出一种分片联邦学习的机制,将一个大模型拆成很多层,将算力需求大的模型部署在云端,而在本地只保留算力小的层,以此云边协同训练,解决边缘算力不足问题。相关工作发表在SIGMOD、IEEE TPDS、ACM TIST等系统领域顶级会议和期刊上。得益于前期工作的积累以及实验室平台的提升,姚德中首次申请国家自然科学基金面上项目便获得了批准。后续,还参与了多项国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划子课题项目等,进一步得到了锻炼。
在科研发展的同时,姚德中还开始承担多门本科专业课程的教学教改工作,主要教授《计算机通信与网络》、《大数据处理》、《自然语言处理》等课程,受到同学们的广泛好评,教学评价优良。姚德中在教学中认识到,科研是对教学的辅助,教学是对科研的提升。良好的教学能帮助系统性的理解科研体系,在教学过程中不断对各种科研问题进行重新审视,发现科研的不足。通过这样的相互互通不断提升教学与科研水平。
在教学与指导学生过程中,姚德中十分注意对学生批判性思维的训练。他始终坚持认为,大学里的老师不只是教授知识,更重要的是教授思维方式,教授大家对问题批判性、辩证性的思考,这才是大学最有魅力的地方。在每次组会讨论时,他都鼓励大家从各个方面来思考讨论问题,大家也习惯了用自己的思路来阐述。在姚德中的严格指导下,许多同学都做出了斐然成绩,在A类会议和期刊上发表多篇论文,并获得多项奖学金。
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