IEEE首位華人主席誕生！劉國瑞教授當選，無線AI因他而改變

【新智元導讀】IEEE歷史上首位華人主席誕生了！馬裡蘭大學華人教授劉國瑞當選下任IEEE主席。他領導開發了世界首個釐米級室內定位系統，此前曾榮獲2017年CEATEC大獎，研究成果還曾獲封IEEE七大改變世界技術之一。

一大早，傳來喜訊，馬裡蘭大學華人教授劉國瑞當選IEEE主席！他是歷史上首位IEEE華人主席，這是歷史性的勝利。

新智元獲悉，就在剛剛，華人學者劉國瑞當選2021IEEE主席。他從三位候選人中脫穎而出，其他兩位候選人分別為 S.K.Ramesh（印度裔）和Saifur Rahman。

劉教授在得知獲獎後表示，「我將履行我的承諾，打造更好的IEEE。期待著我們將繼續為人類利益不斷打造更先進的技術！」

馬裡蘭大學首席華人教授當選IEEE主席，研究團隊曾獲封IEEE七大改變世界技術

劉國瑞，就職於馬裡蘭大學，任首席教授，此前為IEEE副主席。1983年獲臺灣大學電氣工程學士學位，1990年獲加州大學洛杉磯分校電氣工程專業博士學位。

作為IEEE的負責人期間，劉教授提出並創建了IEEE DataPort，以提供數據存儲服務，通過託管對社區有用的數據來支持開放科學和可重複性研究。他還提出並參與領導了IEEE app的開發，用以發現IEEE的優質資產。

劉教授領導的馬裡蘭信號及信息實驗室(SIG)涉獵廣泛，研究涵蓋了信號處理和通信技術的方方面面。團隊目前主要研究無線AI技術，應用於室內定位和無線傳感。截至目前，他已經出版了10餘本專著，發表800篇相關論文。

多年來，他共計培養了超過68名博士和博士後學生，其中有10人現在是 IEEE 會士，絕大多數活躍在世界各地的高校和產業界。

劉教授是Web of Science高被引學者，也是美國科學促進會AAAS會士、IEEE會士、以及美國國家發明家科學院院士、歐盟歐洲研究委員會成員、榮譽學會Sigma Xi科學研究學會成員（超過200位諾貝爾獎獲得者都是Sigma Xi成員。）

歷年來，劉教授所獲榮譽頗豐，2016年榮獲IEEE Leon Krichmayer研究生教學和指導獎，於2014年獲得IEEE信號處理學會獎，於2009年榮獲IEEE信號處理學會技術成就獎。他還是IEEE信號處理雜誌的創始主編。

在劉教授領導下，IEEE信號處理雜誌成為electrical and electronic方面的影響因子最高的期刊。

此外，劉國瑞還是初創公司Origin Wireless的創始人。團隊研發了世界上第一個具有釐米精度的室內定位/跟蹤系統。

這種技術能夠探測出室內的微小移動，且精度高得可以分辨某個人是否在呼吸，非常適合家庭安防和應急報警系統。

此外，他還提出了無線電生物識別技術的概念，並開發了世界上第一個無線人類識別技術。

他的團隊為各種無設備應用開發了無線AI平臺，包括生命體徵檢測，事件識別，跌倒檢測，無線充電和室內導航，他發明的首款產品「時間反演機」獲得了2017年CEATEC大獎。

具有無線AI功能的Linksys Aware也獲得了CES 2020創新獎，在全球150多個國家和地區均有銷售，被《新聞周刊》評選為「CES最佳產品」。

此外， 劉教授在1997年還開發了世界上第一個數字監控系統。

為了紀念IEEE 125周年，IEEE評出了7項其認為很可能改變世界的技術，這些技術將會改變人與機器、人與世界以及人與人之間互動的方式。

劉教授的研究也位列其中。其團隊開發的一個模型可以通過一個簡單的血液測試檢驗出個體中基因信號傳導和蛋白組織信號傳導之間的相互作用，進而確定是否處在患上癌症的過渡階段，並鑑定出癌症的類別。

這種信息能夠對一個人是否有可能患上癌症作出儘可能早的預測，讓患者能夠採取預防性治療。

劉教授領導的馬裡蘭大學信號及信息實驗室(SIG)，研究涵蓋了信號處理和通信技術的方方面面，包括無線通信；網絡科學；多媒體信號處理；信息取證和安全；生物信息學；以及信號處理算法和結構等。

那SIG實驗室近年來都取得了哪些突破性的進展？

發明「時間反演機」，他讓釐米級室內定位成為可能

近年來，手持和便攜設備已經成為我們日常生活中不可缺少的組成部分。

為了更好地通過用戶隨身攜帶的數字終端向用戶提供服務，獲得用戶的確切位置至關重要。然而，室內環境的散射產生了大量的幹擾，使得傳輸信號的定位成為非常具有挑戰性的任務。

劉教授的團隊發現，由於無線傳輸中存在大量的路徑，時間反向聚焦可以觀測到這些路徑的能量分布，這是一項突破性的發現，打破了多年的僵局。

劉教授領導SIG 實驗室，利用時間反演(TR)技術，將無線電多路信號轉化為了室內精密定位的關鍵要素，解決了室內定位問題。

TR 技術利用大帶寬，在複雜的室內散射環境中，TR 使用位置特定的多路徑剖面來創建獨特的空間聚焦效應，將傳輸能量精確地聚焦到預期的位置。

空間聚焦效應，能量集中在5cm × 5cm 的區域內，使 TRIPS 具有釐米級定位精度

SIG 實驗室利用這種獨特的空間聚焦效應開發了 TR 室內導航原型。TRIPS是第一個在室內定位中只使用一對天線進行非視線定位的釐米級精度測量系統，使許多依賴於位置的服務成為可能。

將無線電信息用於定位，只是無線AI的一部分，利用無線信號進行身份驗證，完全無接觸，神奇嗎？

發明無接觸可穿牆的生物識別技術，身份驗證只需一個WiFi信號

如今，在取證、機場海關檢查等許多場景中，需要可靠的人員身份識別。

目前最先進的人類身份識別技術依賴於人類區別性的生理和行為特徵，即生物特徵識別。著名的生物特徵識別技術包括指紋識別、人臉識別、虹膜識別和語音識別。

由於生物特徵是個人固有的、獨特的特徵，生物特徵被廣泛應用於人類身份識別的監視系統中。

然而，這些系統都需要特殊的設備，以便在極端的視線環境中捕捉人類的生物特徵，也就是說，實驗對象必須與這些設備近距離接觸。

而人體周圍的無線電傳播很大程度上取決於身體的物理特性(如身高和體重)、體內總水量、皮膚狀況和其他生物組織。

由於兩個個體具有完全相同的物理和生物特徵的概率極小，因此無線電在受到不同的人幹擾後的多路徑剖面是不同的，這也讓人體無線電生物識別技術成為可能。

SIG實驗室提出了一種新穎的無線生物特徵識別概念，利用時間反演(TR)技術，通過商用 WiFi 設備的穿牆設置，實現了準確的人體識別和驗證。

這項研究首次展示和驗證了人體無線電生物特徵識別技術的可行性，這些生物信息可以嵌入到無線信道的狀態信息(CSI)中，SIG據此研發了一個可穿牆的人類識別系統，從 CSI 中將不同的人區分開來。

通過 WiFi 信號採集人體無線電生物特徵信息，使用現成的 WiFi 晶片組建立了第一個實現 TR 人類身份識別系統的原型，並在正常工作時間的室內辦公環境中進行了測試，識別率為98.78% ，識別了大約12個人。

除了，無線生物識別，SIG實驗室在5G通信領域也取得了很多突破性進展。

為5G而生的MAC層調度優化，用戶越多優勢越明顯

物聯網的理念是希望將所有的設備連接起來，這一願景在很大程度上依賴於通信系統同時容納和協調系統中大量用戶的能力。

即將到來的5G 系統將同時容納大量的用戶，然而，由於用戶間幹擾(IUI)的增加，用戶太多也會限制系統的性能，因此，5G 系統必須對MAC層進行優化，以保證用戶的傳輸質量。

SIG 實驗室為5G 系統設計了新穎的介質訪問控制(MAC)層算法。MAC 是解決當區域網中共用信道的使用產生競爭時，如何分配信道的使用權問題。

SIG 實驗室專注於快速調度算法，以協調5G 系統中大量的用戶。他們將調度最優化問題轉換為一個混合整數二次規劃問題(MIQCQP) ，比現有的調度器設計更快。

SIG 在5G 系統的物理層和 MAC 層設計方面有著堅實的基礎，在5G 系統設計，包括高速傳輸的物理設計、跨層設計和優化以及多用戶協作協議方面做出了諸多貢獻。

無論是「時間反演機」還是可穿牆的生物識別技術，劉教授團隊的研究都代表著未來通信領域不竭的創新動力。

再一次祝賀劉國瑞教授當選IEEE歷史上首位華人主席！