小关对话特别栏目，本期对话北京工业大学计算机学院院长 韩红桂
本期《小关对话》将带您探访智慧环保北京实验室，了解AI技术在环保领域的应用。我们将对话北京工业大学计算机学院院长、国家自然科学基金杰出青年科学基金项目获得者、智慧环保北京实验室专任教师韩红桂，共同探讨智慧环保产业的发展现状和未来前景。
以下为对话实录
Q1：北京今夏雨水频发，降水量增大给城市污水治理带来很大压力，如何通过AI技术提升污水处理厂高峰时期的效率？达到降本增效的效果？
现在很多AI技术已经应用在了污水处理过程中。近年，尤其是今年，北京市的降水量很大，在降水量很大的时候怎么提升污水处理厂的效率？主要还是在前端检测，尤其需要在污水进入管网以后能及时把这个信号传递到后端，同时，我们实际应用在前端管网里的一些AI技术能进行水质、水量检测。因为北京实际上地下管道还是很发达的，那么就可以通过前端提前调度污水量，使得每个污水处理厂的运行能够基本保持平稳，对后期的运行效果有很好的提升作用。
现在AI技术在污水处理过程中的检测、优化、控制这个三部分都已得到了实际应用，智慧环保北京实验室的污水处理过程智能优化调控技术系统已经在全国的50多家企业成功应用，使污水处理企业平均降低能耗5%左右，平均降低药耗20%左右。
Q2：技术是第一生产力，近几年人工智能技术突飞猛进，AI技术在环保领域主要有哪些应用？
以刚才讲的污水处理过程中应用的AI技术为例，现在智慧环保北京实验室
在城市污水处理智能优化运行控制方面的相关技术已经获得了国家科技进步二等奖。在环保领域，除了污水处理，实际上还有大气的治理，固废领域里电子垃圾的回收等，也就是国家提出来的打好蓝天、碧水、净土保卫战这个三个环保方向，AI技术在其中都有所应用。
我们实际上在这个三个方向都有涉及，在污水处理这个方向，我们应该是做得最好的。在电子垃圾的回收再利用产业里，我们目前也在承担国家的重大任务，稳步推进其中的AI技术应用和普及。我们现在也有一支团队在推进 AI大气监测项目，现在在北京市的一些重点活动前对大气质量的预测和监督也比较精确。Q3：大模型是近年AI发展的热点和重要技术，AI大模型的应用为环保领域带来了哪些变化？请您分享一些典型案例？
智慧环保北京实验室
研究AI大模型已有十几年了，大模型概念还没被广泛提及的时候我们就已经将其应用在污水处理过程里面，以前我们主要针对的是单个工艺过程应用，我们现在是在尝试应用于全流程。把多个工艺过程串连在一起时，AI大模型就起了很大的作用，大模型通过推理可以生成更好的运行方式。
我们在电子垃圾回收拆解这个领域也承担了国家的重大任务。废旧电脑、废旧家电、废旧电池等 多品类型号的电子垃圾，如何实现高精度的精细拆解？我们利用了AI大模型的技术，通过识别、通过精确定位，能够达到多品类、多型号的废旧电子产品的高效、精确拆解。其实还有大气监测、土壤保护等领域，都已经应用了一些AI大模型技术。
Q4：人才是技术进步的核心，智慧环保核心技术需要跨科学合作研究，各专业领域的人才和团队是如何合作的？如何激发人才活力和建立更好的协作模式产生科研成果？
不同的治理对象需要不同的处理工艺，也对应不同的专业，比如说我们刚才讲污水处理，就需要环境领域中水体研究的相关专业；固废拆解需要用到机械，固废再利用又和材料专业相关。北工大有良好的科研协作环境，智慧环保北京实验室也和其他科研团队一起合作了很多项目，同时培养了跨学科人才，最典型的就是我们和彭老师（彭永臻）团队一起申请了国家自然科学基金创新研究群体和中国自动化学会的创新团队。通过这些团队协作的有力支撑，在我们的合作任务驱动下，实现了优秀人才的培养以及整个团队的成长。我们的国家自然科学基金创新研究群体支持经费有1000万，主要是支持在污水处理智能优化运行里面的原始创新，在此支持下我们确实也取得了很大的进步。
同时我们也跟材料学院和环境学院合作承担国家重大任务，目前有一个科技部的工业领域专项就是自动化、计算机、材料以及机械这四个专业一起承担，专项经费为4000万，实际上这么大的任务单一专业已经无法完成，需要通过多个专业协同完成。
Q5：智慧环保领域有哪些新的研究方向或技术趋势值得关注？实验室在未来几年的发展规划有哪些？
智慧环保北京实验室围绕四个研究方向进行了规划布局，第一个方向主要是做特征建模以及我们检测用的仪器、仪表开发。第二个方向是做自主控制，也就刚才讲的国产化自主控制，以及我们控制技术在环保领域里的精确控制。第三个是做了一些数字孪生，以及一些数字化的图谱，有些场景实际上是人无法进入的，所以我们只能通过数字孪生的方式把它展现出来。最后，也是现在这两年比较火的工业互联网，尤其是通过工业互联把多个场景以及多个运行过程进行一个整体的优化设计。事实上还有很多其他方向值得研究，主要受限于我们团队人员有限，也是受限于合作对象有限，所以我们现在目前就聚焦了这四个研究方向。
环保领域有个最大特点就是公益性，所以实际上这个领域是国家投入多，社会投入还是少一点，因此这个领域还是有很多研究方向有待开发，所以我们想的就是稳扎稳打，然后一步一步把我们现在有的技术做成熟，使其可以推广应用。然后通过人才把从原始创新到技术突破再到应用这个链条打通，我们正在循序渐进。
非常感谢中关村论坛，尤其是今年，带着我们一起跟很多学者以及企业进行交流。对我们的技术以及团队在外拓展帮助很大，后续我们也希望和中关村论坛继续加强合作，一起把中国的智慧环保产业推向更高的高度。
