科技部項(xiàng)目申請書申請書一：

尊敬的科技部領(lǐng)導(dǎo)：

在當(dāng)今科技迅猛發(fā)展的時代背景下，科技創(chuàng)新已成為推動國家經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和社會全面進(jìn)步的核心驅(qū)動力。為了更好地響應(yīng)國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，提升我國在關(guān)鍵核心領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，我謹(jǐn)代表[單位名稱或個人姓名]，鄭重向科技部提交此項(xiàng)目申請書，懇請貴部對我所提出的科研項(xiàng)目予以立項(xiàng)支持。

###一、申請內(nèi)容

本次申請的項(xiàng)目名稱為“[具體項(xiàng)目名稱]”，該項(xiàng)目旨在通過系統(tǒng)性的科研攻關(guān)，突破[具體技術(shù)領(lǐng)域]的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)成果，并推動相關(guān)技術(shù)在[應(yīng)用領(lǐng)域]的產(chǎn)業(yè)化落地。項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容包括：

1.**基礎(chǔ)理論研究**：深入探究[具體科學(xué)問題]，構(gòu)建理論模型，為后續(xù)技術(shù)攻關(guān)提供理論支撐；

2.**關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)**：針對[具體技術(shù)難題]，開發(fā)新型材料、算法或工藝，提升系統(tǒng)性能指標(biāo)；

3.**原型系統(tǒng)研發(fā)**：設(shè)計(jì)并搭建實(shí)驗(yàn)平臺，驗(yàn)證技術(shù)可行性，并進(jìn)行小規(guī)模示范應(yīng)用；

4.**成果轉(zhuǎn)化推廣**：與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作，推動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

項(xiàng)目周期計(jì)劃為[年數(shù)]年，總投資額約為[金額]萬元，其中申請科技部專項(xiàng)資金[金額]萬元，其余部分由[單位或個人]自籌。

###二、申請?jiān)?/p>

####1.項(xiàng)目目的與意義

科技創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。當(dāng)前，我國在[具體技術(shù)領(lǐng)域]與國際先進(jìn)水平相比仍存在一定差距，部分核心技術(shù)受制于人，嚴(yán)重制約了產(chǎn)業(yè)升級和國家安全。本項(xiàng)目立足于國家重大戰(zhàn)略需求，聚焦[具體技術(shù)領(lǐng)域]的前沿方向，通過系統(tǒng)性科研攻關(guān)，有望實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

-**填補(bǔ)國內(nèi)技術(shù)空白**：突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，形成自主可控的核心技術(shù)體系，降低對外部技術(shù)的依賴；

-**提升產(chǎn)業(yè)競爭力**：推動相關(guān)技術(shù)在[應(yīng)用領(lǐng)域]的規(guī)?；瘧?yīng)用，帶動產(chǎn)業(yè)鏈整體升級，增強(qiáng)我國在全球產(chǎn)業(yè)格局中的話語權(quán)；

-**促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展**：通過技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智能制造等國家戰(zhàn)略提供有力支撐；

-**培養(yǎng)高層次人才**：項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將匯聚國內(nèi)外頂尖科研人才，為我國科技事業(yè)發(fā)展儲備人才力量。

####2.對申請事項(xiàng)的認(rèn)識

作為一名長期從事[相關(guān)領(lǐng)域]研究的科研人員（或單位作為研發(fā)主體，可強(qiáng)調(diào)在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)積累和創(chuàng)新能力），我深刻認(rèn)識到科技創(chuàng)新對國家發(fā)展的重要性。在[具體技術(shù)領(lǐng)域]的研究過程中，我們團(tuán)隊(duì)已取得了一系列初步成果，包括[列舉已有成果]，但這些成果與實(shí)際應(yīng)用需求相比仍存在較大差距。例如，現(xiàn)有技術(shù)存在[具體問題]，導(dǎo)致[具體影響]。因此，本項(xiàng)目的實(shí)施不僅是解決當(dāng)前技術(shù)難題的迫切需要，更是搶占未來科技制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇。

此外，通過對國內(nèi)外相關(guān)研究的深入分析，我們發(fā)現(xiàn)我國在[具體技術(shù)方向]的研究相對滯后，而歐美日等發(fā)達(dá)國家已在該領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展。若不及時跟進(jìn)，我國將可能在未來的科技競爭中處于被動地位。因此，本項(xiàng)目的研究不僅具有理論價值，更具有緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。

###三、決心和要求

####1.決心與態(tài)度

我深知科技創(chuàng)新之路充滿挑戰(zhàn)，但我們對項(xiàng)目成功充滿信心。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已制定了詳細(xì)的實(shí)施方案，并組建了由[列舉核心成員及職稱]組成的跨學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成員均在[相關(guān)領(lǐng)域]擁有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和突出的學(xué)術(shù)成果。在項(xiàng)目執(zhí)行過程中，我們將嚴(yán)格執(zhí)行科研倫理規(guī)范，確保項(xiàng)目成果的原創(chuàng)性和可靠性。

同時，我們承諾將全身心投入項(xiàng)目研究，以高度的責(zé)任感和使命感推動項(xiàng)目進(jìn)展。面對科研難題，我們將不畏艱難，勇于探索，力爭在預(yù)定時間內(nèi)完成所有研究任務(wù)。

####2.具體要求

為確保項(xiàng)目順利實(shí)施，我們懇請科技部在以下方面給予支持：

-**資金支持**：請求撥付項(xiàng)目所需專項(xiàng)資金[金額]萬元，用于設(shè)備購置、材料研發(fā)、人員勞務(wù)等方面；

-**政策支持**：希望貴部在項(xiàng)目審批、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、成果轉(zhuǎn)化等方面給予政策傾斜，為項(xiàng)目提供有力保障；

-**資源協(xié)調(diào)**：請求協(xié)助對接相關(guān)領(lǐng)域的專家和機(jī)構(gòu)，推動產(chǎn)學(xué)研合作，提升項(xiàng)目整體水平。

我們將嚴(yán)格按照科技部的要求，規(guī)范使用項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，確保每一筆支出都用于科研活動，并定期向貴部匯報項(xiàng)目進(jìn)展情況。

###四、此致敬禮

請考驗(yàn)，望領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。

[申請人姓名或單位名稱]

（蓋章）

二〇二四年五月二十一日

申請書二：

一、申請人基本信息

申請人姓名：張明

性別：男

民族：漢族

出生年月：1990年5月15日

面貌：中共員

最高學(xué)歷：博士研究生

研究方向：與機(jī)器學(xué)習(xí)

工作單位：中國科學(xué)院自動化研究所

職務(wù)：研究員

聯(lián)系方式：（此處不寫）

身份證號碼：（此處不寫）

申請項(xiàng)目名稱：面向復(fù)雜場景的自主無人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

二、申請事項(xiàng)

本人張明，現(xiàn)就職于中國科學(xué)院自動化研究所，長期致力于與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究工作，特別是在自主無人系統(tǒng)方向積累了豐富的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。基于當(dāng)前我國在智能無人系統(tǒng)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，本人計(jì)劃依托中國科學(xué)院自動化研究所的科研平臺，申請科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“面向復(fù)雜場景的自主無人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”。該項(xiàng)目旨在突破復(fù)雜環(huán)境感知、高精度決策規(guī)劃、人機(jī)協(xié)同交互等核心技術(shù)瓶頸，研發(fā)具有國際先進(jìn)水平的自主無人系統(tǒng)，并推動其在智能物流、智慧城市、應(yīng)急救援等領(lǐng)域的應(yīng)用示范。項(xiàng)目總申請經(jīng)費(fèi)為人民幣1500萬元，其中申請科技部資金1000萬元，自籌資金500萬元。項(xiàng)目執(zhí)行周期為三年，自2024年1月至2026年12月。懇請科技部對本項(xiàng)目予以立項(xiàng)支持。

三、事實(shí)與理由

（一）項(xiàng)目背景與意義

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，自主無人系統(tǒng)已在國民經(jīng)濟(jì)和社會生活的諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。無人駕駛汽車、無人機(jī)、自主機(jī)器人等無人系統(tǒng)正在改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)模式，為人們提供更加便捷、高效的服務(wù)。然而，現(xiàn)有自主無人系統(tǒng)在復(fù)雜場景下的適應(yīng)性和魯棒性仍存在明顯不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.感知能力有限：在光照劇烈變化、惡劣天氣、傳感器遮擋等復(fù)雜環(huán)境下，現(xiàn)有感知系統(tǒng)難以準(zhǔn)確識別環(huán)境特征，導(dǎo)致無人系統(tǒng)容易發(fā)生誤判或失效。

2.決策規(guī)劃僵化：現(xiàn)有決策規(guī)劃算法大多基于確定性模型，難以應(yīng)對動態(tài)變化的環(huán)境和突發(fā)事件，導(dǎo)致無人系統(tǒng)在復(fù)雜場景下表現(xiàn)出猶豫不決或行為不當(dāng)。

3.人機(jī)交互不暢：現(xiàn)有無人系統(tǒng)與人交互時缺乏自然性和智能化，難以實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同，限制了其在服務(wù)場景中的應(yīng)用。

4.標(biāo)準(zhǔn)體系缺失：自主無人系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測試規(guī)范、安全規(guī)范等方面尚不完善，制約了技術(shù)的健康發(fā)展。

針對上述問題，本項(xiàng)目擬開展面向復(fù)雜場景的自主無人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，通過多學(xué)科交叉融合，突破核心技術(shù)瓶頸，提升無人系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性和魯棒性，推動我國自主無人系統(tǒng)技術(shù)邁上新臺階。本項(xiàng)目的實(shí)施將具有以下重要意義：

（1）理論意義：本項(xiàng)目將推動、機(jī)器人學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺等多學(xué)科的發(fā)展，豐富和完善自主無人系統(tǒng)的理論體系，為后續(xù)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（2）應(yīng)用意義：本項(xiàng)目研發(fā)的自主無人系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用于智能物流、智慧城市、應(yīng)急救援等領(lǐng)域，提高社會運(yùn)行效率，保障人民生命財產(chǎn)安全，推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

（3）戰(zhàn)略意義：本項(xiàng)目將提升我國在自主無人系統(tǒng)領(lǐng)域的核心競爭力，打破國外技術(shù)壟斷，保障國家信息安全，為實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。

（四）項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目將圍繞復(fù)雜場景感知、高精度決策規(guī)劃、人機(jī)協(xié)同交互、系統(tǒng)測試驗(yàn)證等四個方面展開研究，重點(diǎn)突破以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1.突破復(fù)雜環(huán)境感知技術(shù)：研發(fā)基于多模態(tài)融合的感知算法，提升無人系統(tǒng)在光照劇烈變化、惡劣天氣、傳感器遮擋等復(fù)雜環(huán)境下的感知能力。具體包括：開發(fā)輕量級深度學(xué)習(xí)模型，降低計(jì)算復(fù)雜度，提高實(shí)時性；研究基于物理約束的感知方法，提高感知結(jié)果的準(zhǔn)確性；設(shè)計(jì)魯棒的傳感器標(biāo)定和融合技術(shù)，提升感知系統(tǒng)的魯棒性。

2.實(shí)現(xiàn)高精度決策規(guī)劃：研究基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策規(guī)劃算法，使無人系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境變化動態(tài)調(diào)整行為策略。具體包括：開發(fā)基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策模型，提高決策的智能化水平；研究多目標(biāo)優(yōu)化算法，使無人系統(tǒng)能夠同時考慮效率、安全、舒適等多個目標(biāo)；設(shè)計(jì)可解釋的決策規(guī)劃方法，提高決策過程的透明度。

3.建立人機(jī)協(xié)同交互機(jī)制：研究基于自然語言處理和情感計(jì)算的人機(jī)交互技術(shù)，使無人系統(tǒng)能夠與人類進(jìn)行自然、高效、安全的交互。具體包括：開發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的自然語言理解模型，提高無人系統(tǒng)對人類指令的理解能力；研究情感計(jì)算技術(shù)，使無人系統(tǒng)能夠感知人類的情緒狀態(tài)，并做出相應(yīng)的反應(yīng)；設(shè)計(jì)基于人體行為的交互方法，使無人系統(tǒng)能夠根據(jù)人類的動作意圖進(jìn)行決策。

4.完善系統(tǒng)測試驗(yàn)證：建立面向復(fù)雜場景的自主無人系統(tǒng)測試驗(yàn)證平臺，對系統(tǒng)的感知、決策、規(guī)劃、交互等能力進(jìn)行全面測試。具體包括：設(shè)計(jì)多種復(fù)雜場景測試用例，覆蓋不同環(huán)境條件和任務(wù)需求；開發(fā)自動化測試工具，提高測試效率；建立系統(tǒng)性能評估指標(biāo)體系，為系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)。

（五）項(xiàng)目研究基礎(chǔ)

本人作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，在自主無人系統(tǒng)領(lǐng)域積累了豐富的科研經(jīng)驗(yàn)和成果。近年來，本人主持了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于深度學(xué)習(xí)的無人駕駛車輛環(huán)境感知研究”，參與了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“自主無人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)”，并在國際頂級期刊和會議上發(fā)表了多篇高水平論文，申請了多項(xiàng)發(fā)明專利。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員均具有豐富的科研經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐能力，涵蓋了計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器人學(xué)、控制理論等多個學(xué)科領(lǐng)域。此外，中國科學(xué)院自動化研究所擁有先進(jìn)的科研設(shè)備和實(shí)驗(yàn)平臺，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了有力保障。

（六）項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃

本項(xiàng)目計(jì)劃分為三個階段實(shí)施：

第一階段（2024年1月-2024年12月）：開展文獻(xiàn)調(diào)研和技術(shù)論證，制定詳細(xì)的技術(shù)方案和實(shí)施計(jì)劃；搭建實(shí)驗(yàn)平臺，開展關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研；與相關(guān)企業(yè)建立合作關(guān)系，明確應(yīng)用示范場景。

第二階段（2025年1月-2025年12月）：重點(diǎn)突破復(fù)雜環(huán)境感知、高精度決策規(guī)劃、人機(jī)協(xié)同交互等關(guān)鍵技術(shù)；開發(fā)自主無人系統(tǒng)原型系統(tǒng)；在模擬環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)測試和驗(yàn)證。

第三階段（2026年1月-2026年12月）：開展實(shí)際場景應(yīng)用示范，收集用戶反饋，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)；形成完整的技術(shù)文檔和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；申請知識產(chǎn)權(quán)，推動成果轉(zhuǎn)化。

四、落款

懇請科技部領(lǐng)導(dǎo)審閱，批準(zhǔn)本項(xiàng)目立項(xiàng)。本人及項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將竭盡全力，按計(jì)劃完成項(xiàng)目研究任務(wù)，為我國自主無人系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

申請人：張明

工作單位：中國科學(xué)院自動化研究所

日期：2024年5月20日

申請書三：

一、稱謂

尊敬的科技部領(lǐng)導(dǎo)：

二、申請事項(xiàng)與理由

（一）申請事項(xiàng)

本人王立新，現(xiàn)任職于清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，擔(dān)任教授、博士生導(dǎo)師。長期從事計(jì)算機(jī)視覺、模式識別及領(lǐng)域的研究工作，特別是在大規(guī)模視覺數(shù)據(jù)理解與智能分析方向積累了深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。基于當(dāng)前國家在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智慧城市、國家安全等領(lǐng)域?qū)Ω呔?、大?guī)模智能分析的迫切需求，結(jié)合本人及團(tuán)隊(duì)在相關(guān)領(lǐng)域的研究積累和前瞻性布局，現(xiàn)鄭重向科技部申請國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“大規(guī)模復(fù)雜場景智能感知與分析關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用”。本項(xiàng)目旨在突破大規(guī)模復(fù)雜場景下高效、魯棒的智能感知與分析的核心技術(shù)瓶頸，構(gòu)建高精度、高效率的智能分析理論與方法體系，研發(fā)相應(yīng)的關(guān)鍵軟硬件系統(tǒng)，并推動在智慧交通、公共安全、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的示范應(yīng)用。項(xiàng)目總申請經(jīng)費(fèi)為人民幣1800萬元，其中申請科技部資金1200萬元，清華大學(xué)自籌資金600萬元。項(xiàng)目執(zhí)行周期為三年，自2024年7月至2027年6月。懇請科技部對本項(xiàng)目的立項(xiàng)申請給予審閱和支持。

（二）申請理由

1.項(xiàng)目背景與國家戰(zhàn)略需求

當(dāng)前，以為代表的新一代信息技術(shù)正在深刻改變?nèi)蚩萍己彤a(chǎn)業(yè)變革的格局。智能感知與分析作為的核心組成部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)器理解世界、輔助人類決策的關(guān)鍵基礎(chǔ)。隨著傳感器技術(shù)、計(jì)算能力和數(shù)據(jù)規(guī)模的飛速發(fā)展，大規(guī)模復(fù)雜場景（如城市街景、交通網(wǎng)絡(luò)、公共空間等）的智能感知與分析需求日益增長，并在智慧城市治理、智能交通系統(tǒng)、公共安全防控、環(huán)境動態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

我國正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時期，對高效、精準(zhǔn)的智能感知與分析技術(shù)提出了更高要求。例如，在智慧交通領(lǐng)域，需要系統(tǒng)能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地識別大規(guī)模交通場景中的行人、車輛、交通標(biāo)志、交通信號燈等目標(biāo)，并理解其運(yùn)動狀態(tài)、行為意圖和社會交互關(guān)系，以支持智能交通誘導(dǎo)、自動駕駛決策等應(yīng)用；在公共安全領(lǐng)域，需要系統(tǒng)能夠在大規(guī)模監(jiān)控視頻網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)高效的目標(biāo)檢測、行為識別、異常事件檢測與預(yù)警，以提升社會治安防控能力；在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，需要系統(tǒng)能夠?qū)Υ笠?guī)模地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，以支持生態(tài)系統(tǒng)評估、資源監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警等應(yīng)用。

然而，與日益增長的應(yīng)用需求相比，當(dāng)前大規(guī)模復(fù)雜場景智能感知與分析技術(shù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)：

***數(shù)據(jù)規(guī)模與復(fù)雜度挑戰(zhàn)**：真實(shí)世界的大規(guī)模復(fù)雜場景通常具有數(shù)據(jù)量巨大、維度高、動態(tài)性強(qiáng)、噪聲干擾嚴(yán)重、標(biāo)注數(shù)據(jù)稀缺等特點(diǎn)，給特征提取、模型訓(xùn)練和高效推理帶來了巨大困難。

***多模態(tài)信息融合挑戰(zhàn)**：真實(shí)場景信息通常包含視覺、音頻、紅外、雷達(dá)等多種模態(tài)，如何有效融合多模態(tài)信息以獲得更全面、更魯棒的場景理解是一個關(guān)鍵難題。

***語義理解與推理挑戰(zhàn)**：僅僅識別場景中的個體目標(biāo)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更需要系統(tǒng)能夠理解場景的語義上下文，進(jìn)行深層次的關(guān)聯(lián)推理，把握場景的整體態(tài)勢和事件發(fā)展規(guī)律。

***實(shí)時性與效率挑戰(zhàn)**：許多應(yīng)用場景（如自動駕駛、實(shí)時監(jiān)控）對系統(tǒng)的處理速度和效率要求極高，如何在保證精度的前提下實(shí)現(xiàn)高效的算法和系統(tǒng)是一個重要問題。

***系統(tǒng)魯棒性與泛化能力挑戰(zhàn)**：大規(guī)模復(fù)雜場景具有高度的多樣性和不確定性，系統(tǒng)需要在各種變化的環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的性能，具備良好的泛化能力。

針對上述挑戰(zhàn)，開展“大規(guī)模復(fù)雜場景智能感知與分析關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用”項(xiàng)目研究，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值，能夠有效滿足國家在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智慧城市、國家安全等領(lǐng)域的重大需求，提升我國在核心技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力。

2.項(xiàng)目研究目標(biāo)與擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題

本項(xiàng)目的總體研究目標(biāo)是：面向大規(guī)模復(fù)雜場景智能感知與分析的核心需求，突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)，構(gòu)建一套高精度、高效率的智能分析理論與方法體系，研發(fā)相應(yīng)的關(guān)鍵軟硬件系統(tǒng)，并在典型應(yīng)用領(lǐng)域開展示范應(yīng)用，為我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智慧城市、公共安全等領(lǐng)域的發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。

本項(xiàng)目擬解決以下關(guān)鍵科學(xué)問題：

***問題一：大規(guī)模復(fù)雜場景高效魯棒的特征表示與學(xué)習(xí)問題。**如何在數(shù)據(jù)規(guī)模巨大、維度高、噪聲干擾嚴(yán)重、標(biāo)注數(shù)據(jù)稀缺的情況下，學(xué)習(xí)到能夠有效表征場景語義信息的低維、魯棒的特征表示？

***問題二：大規(guī)模復(fù)雜場景多模態(tài)信息深度融合與聯(lián)合推理問題。**如何有效地融合視覺、音頻、紅外、雷達(dá)等多種模態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)的關(guān)聯(lián)理解，并進(jìn)行深層次的場景推理？

***問題三：大規(guī)模復(fù)雜場景高效精準(zhǔn)的目標(biāo)檢測、跟蹤與行為識別問題。**如何在保證檢測精度和跟蹤穩(wěn)定性的前提下，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模場景中目標(biāo)的實(shí)時、高效檢測、跟蹤和行為識別？

***問題四：大規(guī)模復(fù)雜場景高效智能分析與態(tài)勢理解問題。**如何利用深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，對大規(guī)模場景數(shù)據(jù)進(jìn)行高效分析，提取關(guān)鍵信息，理解場景的語義上下文，進(jìn)行事件檢測、異常預(yù)警和態(tài)勢評估？

***問題五：大規(guī)模復(fù)雜場景智能分析系統(tǒng)的實(shí)時性與可擴(kuò)展性問題。**如何設(shè)計(jì)高效的算法和系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜場景智能分析系統(tǒng)的實(shí)時處理能力和良好的可擴(kuò)展性？

3.項(xiàng)目主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線

為解決上述關(guān)鍵科學(xué)問題，本項(xiàng)目將圍繞以下幾個方面展開研究：

***（1）大規(guī)模復(fù)雜場景高效魯棒的特征表示與學(xué)習(xí)研究**

*研究基于自監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)和半監(jiān)督學(xué)習(xí)的大規(guī)模無標(biāo)注數(shù)據(jù)特征學(xué)習(xí)方法，利用場景自身的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行特征學(xué)習(xí)。

*研究基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、Transformer等新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征表示方法，以更好地捕捉場景中的復(fù)雜關(guān)系和依賴。

*研究基于物理約束和先驗(yàn)知識的特征學(xué)習(xí)方法，提高特征表示的魯棒性和泛化能力。

***（2）大規(guī)模復(fù)雜場景多模態(tài)信息深度融合與聯(lián)合推理研究**

*研究跨模態(tài)特征對齊與融合方法，實(shí)現(xiàn)視覺、音頻、紅外、雷達(dá)等多種模態(tài)信息的有效融合。

*研究基于多模態(tài)注意力機(jī)制、多模態(tài)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模型的聯(lián)合推理方法，實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)的關(guān)聯(lián)理解和場景語義的深度挖掘。

*研究多模態(tài)信息融合與決策的統(tǒng)一框架，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)信息的協(xié)同利用和智能決策。

***（3）大規(guī)模復(fù)雜場景高效精準(zhǔn)的目標(biāo)檢測、跟蹤與行為識別研究**

*研究基于EfficientDet、YOLOv5等高效目標(biāo)檢測框架的改進(jìn)方法，提高目標(biāo)檢測的效率和精度。

*研究基于DeepSORT、SORT等目標(biāo)跟蹤算法的改進(jìn)方法，提高目標(biāo)跟蹤的穩(wěn)定性和魯棒性。

*研究基于3DCNN、RNN等模型的目標(biāo)行為識別方法，提高目標(biāo)行為識別的準(zhǔn)確性和時序一致性。

*研究基于注意力機(jī)制和圖模型的場景級目標(biāo)檢測與行為識別方法，實(shí)現(xiàn)場景級的目標(biāo)關(guān)聯(lián)和行為理解。

***（4）大規(guī)模復(fù)雜場景高效智能分析與態(tài)勢理解研究**

*研究基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、時空圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模型的大規(guī)模場景數(shù)據(jù)分析方法，提取關(guān)鍵信息，理解場景的語義上下文。

*研究基于事件檢測、異常檢測等技術(shù)的場景事件分析與預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)對場景中突發(fā)事件的有效識別和預(yù)警。

*研究基于場景態(tài)勢評估的決策支持方法，為智能交通誘導(dǎo)、公共安全防控等應(yīng)用提供決策依據(jù)。

***（5）大規(guī)模復(fù)雜場景智能分析系統(tǒng)的實(shí)時性與可擴(kuò)展性研究**

*研究基于模型壓縮、量化、剪枝等技術(shù)的模型輕量化方法，提高模型的推理效率。

*研究基于邊緣計(jì)算、云計(jì)算融合的分布式計(jì)算架構(gòu)，提高系統(tǒng)的處理能力和可擴(kuò)展性。

*研究基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)、差分隱私等技術(shù)的隱私保護(hù)方法，在保證系統(tǒng)性能的同時保護(hù)用戶隱私。

4.項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)與預(yù)期成果

本項(xiàng)目的主要創(chuàng)新點(diǎn)包括：

***創(chuàng)新點(diǎn)一：提出基于自監(jiān)督學(xué)習(xí)和多模態(tài)融合的大規(guī)模復(fù)雜場景高效魯棒特征表示方法。**通過利用場景自身的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行特征學(xué)習(xí)，并結(jié)合多模態(tài)信息融合，提高特征表示的效率和魯棒性。

***創(chuàng)新點(diǎn)二：構(gòu)建基于多模態(tài)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜場景深度融合與聯(lián)合推理框架。**利用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的關(guān)系建模能力，實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)信息的有效融合和深層次場景推理。

***創(chuàng)新點(diǎn)三：研發(fā)基于時空圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模復(fù)雜場景高效智能分析系統(tǒng)。**利用時空圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對大規(guī)模場景數(shù)據(jù)進(jìn)行高效分析，提取關(guān)鍵信息，理解場景的語義上下文，進(jìn)行事件檢測、異常預(yù)警和態(tài)勢評估。

***創(chuàng)新點(diǎn)四：設(shè)計(jì)基于邊緣計(jì)算和聯(lián)邦學(xué)習(xí)的可擴(kuò)展、隱私保護(hù)的智能分析系統(tǒng)架構(gòu)。**通過邊緣計(jì)算和聯(lián)邦學(xué)習(xí)的結(jié)合，提高系統(tǒng)的處理能力和可擴(kuò)展性，并保護(hù)用戶隱私。

本項(xiàng)目的預(yù)期成果包括：

***理論成果**：發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文30篇以上，其中SCI索引論文20篇以上，CCFA類會議論文10篇以上；申請發(fā)明專利20項(xiàng)以上，授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)以上；形成一套完整的大規(guī)模復(fù)雜場景智能感知與分析理論方法體系。

***技術(shù)成果**：研發(fā)一套大規(guī)模復(fù)雜場景智能感知與分析關(guān)鍵軟件系統(tǒng)，包括高效魯棒的特征學(xué)習(xí)模塊、多模態(tài)信息融合與聯(lián)合推理模塊、高效精準(zhǔn)的目標(biāo)檢測、跟蹤與行為識別模塊、高效智能分析與態(tài)勢理解模塊、實(shí)時性與可擴(kuò)展性優(yōu)化模塊等。

***應(yīng)用成果**：在智慧交通、公共安全、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域開展示范應(yīng)用，形成一批可復(fù)制、可推廣的應(yīng)用案例，為我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智慧城市、公共安全等領(lǐng)域的發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。

***人才成果**：培養(yǎng)一批高水平的研究人才，為我國事業(yè)的發(fā)展提供人才保障。

5.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與基礎(chǔ)條件

本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由來自清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系、交叉信息研究院等多個單位的優(yōu)秀科研人員組