1.1 群体形成的背景及过程

人工智能已成为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，在自动驾驶、人脸识别、语音识别、智慧医疗等领域已得到了成功应用。当前人工智能是建立在现代电子计算机平台之上的，然而，现代电子计算机发展存在三方面的限制：一是随着电子计算机的制造工艺接近物理极限，摩尔定律逐渐失效；二是现代电子计算机依赖于冯·诺依曼体系结构，存在本质串行的问题；三是随着电子计算机使用规模的不断扩大，我国数据中心的年耗电量已远超三峡电站的年发电量，面临巨大的功耗控制难题。因此，电子计算机本身存在的问题也约束了人工智能更好的发展。为了突破人工智能的发展瓶颈，迫切需要探索新型非传统计算范式的人工智能。

目前，以生物智能计算、量子计算、光子计算为主的新型非传统计算范式的出现为人工智能的发展带来了全新的解决方案。其中，基于生物体系的分子计算、感知机制、神经元结构等的生物智能计算，是一种从生物系统中获取灵感，建立模拟生物运行机制的基础理论、计算模型以及体系结构，进而实现智能的新型计算模式。人工智能之父明斯基曾指出：“发展智能应该从生物学而不是物理学中得到启示[1]”。2022年，国家发展和改革委员会发布《“十四五”生物经济发展规划》，其中将“生物技术与信息技术融合应用工程”列为七大工程之一。同年，之江实验室联合《Science》发布包括生物分子新器件、碳基计算等在内的智能计算领域10个重大科学问题，并携手伦敦大学、华盛顿大学、以色列理工学院等国际顶尖科研机构，宣布启动BioBit Program，共同开展生物计算创新研究，探索生物实现智能的基本原理，推动智能计算科学的颠覆性发展。2025年，中国工程院发布的《新一代信息工程科技 人工智能新兴技术备选清单》中将人工神经元、DNA数据存储和计算技术列为与AI相关的产业升级和学科交叉技术备选清单中的基础层，标志着生物智能计算已经成为人工智能未来突破口的基石。因此，从生物智能计算的角度研究人工智能逐步成为未来智能时代的前沿引领分支。如何借鉴生物智能的基本原理和发展规律、挖掘生物体信息高效存储和处理的机理和机制，发展新型计算理论与体系结构，是实现生物智能计算的关键性科学问题。

自1995年起，群体面向国际学术前沿及国家重大战略需求，围绕生物智能计算的基础理论和关键技术，共同承担科研项目，共享研究平台，经历了初建、发展和壮大的成长过程，发展成为生物智能计算方向的多学科交叉研究群体。群体形成的主要历程包括以下三个阶段：

初建阶段（1995年—2010年）：自20世纪90年代起，魏小鹏教授带领包括罗钟铉教授、卢湖川教授在内的科研团队开始生物智能建模与仿生优化研究，并积极推动在计算机辅助设计等方面的应用落地。期间，魏小鹏教授于1999年入选“国家百千万人才工程”国家级人选，罗钟铉教授于2001年入选“辽宁省百千万人才工程”百人层次人才，于2005年入选首批“教育部新世纪优秀人才计划”，张强教授于2003年加盟团队。1995年，魏小鹏教授研究成果“计算机辅助设计及图形技术中的基础理论和方法研究”获辽宁省教委科技进步一等奖。此后，以魏小鹏和张强教授为主持和参与人的生物计算优化理论与产品设计相关成果分别于2004年及2005年获教育部自然科学一等奖与教育部科技进步一等奖，于2008年和2010年获教育部自然科学一等奖各1项。2006年，魏小鹏教授主持、张强教授作为第四完成人参与的“基于智能计算的产品概念设计与虚拟样机技术研究及应用”获国家科技进步二等奖。2009年，张强教授承担了国家863项目“基于DNA加密的核子空间图像信息隐藏”。魏小鹏、卢湖川、罗钟铉于2009、2010年共同承担并完成两项国家JK863项目。这一阶段，群体成员于2004、2005年共同申请并获准建立了“辽宁省高校信息科学与工程重点实验室”以及“辽宁省智能信息处理重点实验室”作为共同的研究基地，并于2007年获批“辽宁省教育厅创新团队”（生物启发计算团队），初步形成了“生物智能计算”这一学术方向。

发展阶段（2011年—2017年）：在这一阶段，团队引进了雷娜、杨鑫、王栋等一批青年学者，在人才培养与协同创新方面起到了带动性作用。2011年，魏小鹏教授获评首批辽宁省院士后备人选。同年，由张强教授为带头人，群体入选“教育部创新团队”（生物启发计算理论及应用团队），并于2015年获教育部滚动支持。期间，由罗钟铉教授主持、群体成员参与，先后获批国家自然科学基金重点项目2项。2012至2014年，卢湖川教授联合张强、罗钟铉教授共同完成了日本欧姆龙株式会社生物智能视觉感知项目，并与王栋教授共同荣获2016年教育部自然科学二等奖。2013年，魏小鹏教授和张强教授的研究成果“生物计算中数据编码与模型构建理论方法研究”获国家自然科学二等奖。2014年，张强教授因在生物计算领域的贡献入选百千万人才工程国家级人选、获得国家杰出青年基金资助，并于2016年入选“长江学者奖励计划”特聘教授。2015年，群体获批成立“计算机辅助设计国家地方联合工程实验室”，搭建了国家级实验室平台。2017年，卢湖川教授获得国家杰出青年基金资助。2017年起，群体连续六届承办由国家自然科学基金委主办的全国水下机器人大赛，受到国家级媒体CCTV-10、CCTV-13报道，为国际上首个在真实海域进行的水下机器人竞赛。

壮大阶段（2018年—至今）：2018年，张强、卢湖川、杨鑫、王栋共同承担了智能感知方向JKW国防科技创新特区重点项目，卢湖川教授和Minghsuan Yang教授主持的“复杂场景下目标跟踪算法研究”获批国家自然科学基金委海外合作基金重点项目。同年，张强和杨鑫为主要完成人的研究成果获教育部技术发明二等奖。2019年，魏小鹏教授获中共中央、国务院和中央军委联合颁发的庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章；张强教授在国家“香山科学会议”（第S57 次）作了生物计算与人工智能的专题报告，为国家新一代人工智能体系建设提供有力支撑，并于同年参与科技部生物技术与信息技术融合发展战略研究报告的编制；张强、魏小鹏、杨鑫共同承担并完成了两项JKW科技创新特区重点项目；罗钟铉教授作为主要完成人的“基于无线自组网的数据远程回传技术”获辽宁省科技进步二等奖；卢湖川教授获批科技部“科技创新2030”新一代人工智能重大项目课题“面向跨媒体内容管理的智能分析与推理”、国家自然科学基金委联合基金重点支持项目“面向公共安全的航拍视频智能分析技术”。同年，卢湖川和王栋为主要完成人的研究成果获教育部自然科学二等奖和CCF自然科学二等奖。2021年，魏小鹏、张强、杨鑫共同完成的“仿生灵巧机械臂本体设计及智能控制”相关成果获辽宁省技术发明一等奖；魏小鹏教授获中国图学学会杰出贡献奖。同年，罗钟铉教授主持的“水下主从式高动态范围三维全景感知探测设备”获国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目资助，杨鑫教授主持的“基于启发式注意力机制的可塑性稳态脉冲网络模型理论设计与应用研究”获JKW173计划重点项目资助，张强教授牵头获批了科技部“科技创新2030”新一代人工智能重大项目“复杂动态系统智能理论与方法”。2022年，杨鑫教授主持的“多模态多尺度协同的神经可塑性类脑强化学习网络模型设计与应用研究”获得科技部“科技创新2030”脑科学与类脑研究青年科学家项目资助。2024年，罗钟铉教授牵头获批国家自然科学基金重大项目“恶劣海洋环境下的具身智能系统精准感知与交互协同”，张强教授牵头获批国家重点研发项目“基于智能学习与在线反馈的复杂系统控制理论”。罗钟铉、樊鑫、刘日升、雷娜共同完成的“高维复杂数据的几何计算理论与方法”获2023年辽宁省自然科学一等奖。杨鑫作为第一完成人的“面向复杂工业场景的虚实感知与环境交互关键技术及应用”获2024年中国图象图形学学会技术发明一等奖。2025年，卢湖川教授获批国家自然科学基金专项项目“面向自动驾驶的物理约束生成式世界模型技术研究”，并作为第一完成人的“显著目标检测深度建模与优化理论方法”获中国图象图形学学会自然科学一等奖。在这一阶段，刘嵘明教授、罗凌教授获批国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外），雷娜教授获批国家杰出青年科学基金，王栋教授获评长江学者特聘教授，刘日升教授、刘婵娟教授、王立君教授先后获批国家自然科学基金优秀青年科学基金项目资助，赵楠教授、贾旭教授获评教育部青年长江学者，梅亮教授、林佳奇教授、候亚庆教授先后入选国家高层次青年拔尖人才计划，并于2023年引进了长江学者讲座教授陈立明，群体的队伍结构与人才培养模式进一步优化，实力进一步增强。群体成员于2019、2020、2023年共同申请并获准建立了“辽宁省海洋智能系统与高端芯片工程研究中心”、“辽宁省智能感知与理解人工智能重点实验室”、“社会计算与认知智能教育部重点实验室”、教育部重点实验室（B类）作为共同的研究基地，并于2021年入选辽宁省“兴辽英才”高水平创新创业团队（生物计算与人工智能），群体将科研成果融入本科生、研究生人才培养，获2020年辽宁省普通高等教育教学成果一等奖、2022年辽宁省研究生教学成果特等奖及辽宁省普通高等教育教学成果一等奖，2023年国家级（研究生）教学成果二等奖。

图1 群体发展历程