人物名片：魯力，電子科技大學計算機科學與工程學院（網(wǎng)絡空間安全學院）副院長，教授、博士生導師，主要研究方向為物聯(lián)網(wǎng)邊端系統(tǒng)、無線系統(tǒng)安全。作為主要成員曾獲國家科學技術進步一等獎。獲得20余項國內(nèi)專利授權和1項美國專利授權。
2022年11月中旬，從珠海航展歸來，魯力在電子科技大學清水河校區(qū)四號科研樓5樓的辦公室里，復盤見聞，籌劃新研究。這一趟珠海之旅，他為自己的物聯(lián)網(wǎng)新系統(tǒng)找到了不少新的應用場景。
在眾多電子信息領域的專家中，魯力是大器晚成的一個。
死磕：
十年不鳴，30歲副教授和本科生一起上課
2009年，從香港科技大學博士后出站后，魯力來到了電子科大。他沒有加入任何團隊，希望把握一定的自由度，獨立做研究。他覺得自己博士和博士后期間的研究太偏向基礎，卻不懂這些基礎研究所依賴的底層系統(tǒng)，如果沿著這條路走，研究很快會陷入困境，不可能形成有價值的重大成果。
他想：“我如果不知道做什么，我就去學點什么！”就這樣，30歲的副教授魯力，坐進了信通學院本科生的課堂，學習了無線通信和計算機系統(tǒng)，為他補齊了計算通信融合系統(tǒng)的研究短板。
2010年底，華盛頓大學的研究團隊率先研發(fā)出世界上第一款可計算的射頻識別標簽，引發(fā)了他對物聯(lián)網(wǎng)邊端系統(tǒng)的興趣?；税肽陼r間弄懂其技術原理、整體設計后，魯力帶著研究生開始踏入無源物聯(lián)系統(tǒng)的領域。
此后，在長達4年的時間里，魯力在沒有項目經(jīng)費支持的情況下，死磕無源感知系統(tǒng)的研究。這4年里，他沒有發(fā)表一篇論文，也沒有和企業(yè)合作橫向項目，他帶著團隊跑通了一個個獨立系統(tǒng)。但是，他們始終無法形成一套完整的技術體系。對研究者來說，這顯然算不上成功。技術路線錯了，魯力意識到。
2021年關閉的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)首次多于新增，很多機構認為因為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)和部署成本太高導致很多企業(yè)入不敷出，看不到盈利的希望，放棄了對物聯(lián)網(wǎng)平臺的繼續(xù)投資。《2021物聯(lián)網(wǎng)平臺公司全景洞察報告》顯示，全球物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)量呈現(xiàn)負增長趨勢，“有沒有可能讓它們從環(huán)境中采集能量，實現(xiàn)自供能？”魯力試圖回答這個問題。
轉機：
厚積薄發(fā)，他顛覆了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構
無源系統(tǒng)是為了從環(huán)境中獲取能量，最終目的是進行長時間運行。如果把“開源”的思路換為“節(jié)流”，把目前毫瓦級的功耗，降低到微瓦級，是不是能達到同樣的目的？魯力進行了深入反思。
既要降低弱終端節(jié)點的成本和功耗，又要保持適用性能的需求，目前主流的解決方案是在現(xiàn)有終端的嵌入式設計上面向功耗和成本等約束進行優(yōu)化。這類方案始終面臨一個無法突破的瓶頸：由于系統(tǒng)設計，為了保證終端系統(tǒng)正常工作，仍然無法去除高成本、高功耗的核心處理模塊——微控制器（MCU）和通信模塊。魯力將這兩個模塊比作“更衣室”，信息以電磁波的形式進入終端，需要“變裝”成數(shù)字基帶信號，再變成控制指令和數(shù)據(jù)，才能被外設芯片接納和感知。在這樣的制式下，兩個“換衣服”的房間必不可少，現(xiàn)有終端永遠離不開這兩個模塊。
魯力不再試圖在現(xiàn)有的架構上逼近能耗約束的極限，他跳出現(xiàn)有模式，提出了無線總線物聯(lián)網(wǎng)邊端體系。2019年，團隊突破了系列關鍵技術，終于形成了低功耗、長距離、低成本的物聯(lián)網(wǎng)邊端系統(tǒng)。其研發(fā)的近零功耗的長距離通信接收機，在日常待機狀態(tài)下在50微瓦以下長期運行，同等傳輸距離下，功耗是現(xiàn)有接收機的萬分之五。在一定范圍內(nèi)可部署的節(jié)點，從現(xiàn)有的二三十個提升到500個以上。
終端“甩掉了”計算任務，就可以形成通用架構，要適應不同場景，只需在通用終端上插入不同的外設芯片，就能滿足多樣化的需求。
轉化：
從“智慧塵埃”到心肺復蘇機，成果進入密集轉化期
2020年1月10日，2019年度國家科學技術獎勵大會上，魯力作為主要成員參與的項目獲得國家科技進步一等獎。這時，距離他加盟電子科大已經(jīng)整整過去了十年。在他極簡的辦公室里，那幅“十年磨一劍”的字，見證了十年不鳴、一鳴驚人低開高走的故事。
這幾年，魯力的成果嶄露頭角。近兩年來，團隊的成果在學術界引發(fā)反響。學術論文在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)領域久負盛名的頂級會議MobiCom和USENIX NSDI上發(fā)表。成果也開始進入密集轉化期。
最近，魯力正在做一個叫做“智慧塵埃”的產(chǎn)品用于環(huán)境監(jiān)測。“把傳感器做成微小的石子撒到地面，監(jiān)控一片區(qū)域。”魯力說，現(xiàn)在接收機的通信極限可以做到7公里，可靠距離是1公里，部署一個網(wǎng)關，可以監(jiān)控3.14平方公里內(nèi)的所有物聯(lián)網(wǎng)塵埃節(jié)點。
魯力還有另一項正在研發(fā)的應用是智能化的心肺復蘇機。在機械按壓設備廣泛應用的情況下，心臟驟?；颊叽婊盥嗜蕴幱谳^低水平，國內(nèi)僅約1%。如何提升胸外心臟按壓質(zhì)量，是急救領域亟待解決的問題。全胸廓的形變及力學參數(shù)的獲取、極端生理條件下的血流情況……這些生理參數(shù)的無創(chuàng)連續(xù)獲取，按壓質(zhì)量控制和自反饋，都需要靠物聯(lián)網(wǎng)的邊端系統(tǒng)來提供技術支撐。他和四川大學華西醫(yī)院急診醫(yī)學科主任曹鈺教授合作，研發(fā)根據(jù)關鍵生理參數(shù)，實時調(diào)整按壓模式的按壓裝置。魯力希望能用自己的技術與更多領域結合，從而服務更多的人。
