在工程与应用科学领域，阿萨德・马德尼教授（Asad M. Madni）以其卓越的智慧和不懈的努力，为工程科学的技术创新和科研成果的商业化应用等领域不断做出杰出贡献。

2025年3月，经过CORE Academy-国际科学与人文学院学术委员会推荐、现有成员支持和马德尼教授对邀请的正式接受，阿萨德・马德尼作为学院工程与应用科学部（Division of Engineering and Applied Sciences）的正式成员（Fellow）加入学院。

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在智能传感器方面，他致力于开发高精度、高可靠性的传感器，以满足不同环境下的监测需求。例如，他研发的MEMS陀螺仪和惯性测量装置，广泛应用于汽车安全系统和航空航天领域，为车辆和飞行器的稳定性和安全性提供了有力保障。在无线传感器网络领域，他探索如何实现传感器之间的高效通信和协同工作，以构建更加智能和灵活的监测系统。其研究成果在环境监测、智能交通等领域发挥了重要作用。

荣誉与奖项

阿萨德・马德尼的杰出贡献得到了广泛认可，他荣获了众多荣誉和奖项。2025年，他当选为爱丁堡皇家学会的荣誉院士；2024年，他入选了美国国家发明家名人堂，获得加州大学洛杉矶分校专业成就奖和华盛顿科学院杰出职业奖，并成为剑桥哲学学会和英国皇家艺术学会的终身会士。

附：IEEE Spectrum对马德尼教授的报道

1992 年，阿萨德· M·马德尼 (Asad M. Madni) 执掌 BEI 传感器与控制公司，负责监督包括各种传感器和惯性导航设备在内的产品线，但其客户种类较少，主要是航空航天和国防电子工业。

他遇到了一个问题。

冷战结束后，美国国防工业陷入崩溃。而且业务短期内不会恢复。BEI 需要快速识别和吸引新客户。

要获得这些客户，该公司就必须放弃机械惯性传感器系统，转而采用新的、未经证实的石英技术，将石英传感器小型化，并将每年生产数万个昂贵传感器的制造商转变为生产数百万个廉价传感器的制造商。

马德尼带领全体人员努力实现这一目标，并凭借GyroChip 取得了超出人们想象的成功 。这种廉价的惯性测量传感器是第一个被整合到汽车中的设备，它使电子稳定控制 (ESC) 系统能够检测打滑并操作制动器以防止翻车事故。根据美国国家公路交通安全管理局的数据，在 2011 年至 2015 年的五年期间，ESC 被整合到所有新车中，并挽救了无数生命。

该装置后来成为无数商用和私人飞机以及美国导弹制导系统的稳定控制系统的核心。它甚至作为探路者索杰纳号探测器的一部分前往火星。

由于开创了 GyroChip，并因其在技术开发和研究领导方面的其他贡献，他获得了 2022 年 IEEE 荣誉勋章。

工程师并不是马德尼的首选职业。他想成为一名优秀的艺术家——一名画家。但由于 20 世纪 50 年代和 60 年代时他的家庭经济状况（当时的孟买），他选择了工程专业——特别是电子专业，因为他对袖珍型晶体管收音机等最新创新很感兴趣。1966 年，他移居美国，在纽约市的RCA学院学习电子学，这是一所于 20 世纪初成立的学校，旨在培养无线电操作员和技术人员。

“我想成为一名工程师，发明各种东西，”马德尼说，“所做的事情最终会影响人类。因为如果我不能影响人类，我就会觉得我的职业生涯没有成就感。”

在 RCA 研究所完成电子技术课程两年后，马德尼进入 加州大学洛杉矶分校 (UCLA)学习，并于 1969 年获得电气工程学士学位。他继续攻读硕士和博士学位，使用数字信号处理和频域反射法分析电信系统，作为他的论文研究。在学习期间，他还曾在太平洋州立大学担任讲师，在比佛利山庄零售商David Orgell担任库存管理，并在Pertec担任设计计算机外围设备的工程师。

随后，1975 年，刚订婚的他在一位老同学的坚持下申请了 Systron Donner 微波部门的工作。Madni在 Systron Donner 的职业生涯始于设计世界上第一台带数字存储的频谱分析仪。他之前从未真正使用过频谱分析仪——当时这些仪器非常昂贵——但他对理论的了解足以说服自己接受这份工作。然后，他花了六个月的时间从事测试工作，积累了使用这些仪器的实践经验，然后尝试重新设计一台。

该项目耗时两年，马德尼表示，该项目获得了三项重要专利，使他开始“走向更大更好的事业”。他说，该项目还让他认识到“拥有理论知识和将技术商业化以造福他人”之间的区别。

他继续为美国军方开发了大量射频和微波系统和仪器，包括为海军制造的通信线路和附加天线分析仪，这成为他的博士研究的基础。

尽管他迅速晋升至管理层，最终成为 Systron Donner 的董事长、总裁兼首席执行官，但他的前同事说他从未完全离开实验室。他参与的每一个项目都留下了他的技术印记，包括导致 GyroChip 诞生的开创性工作。

在我们讨论 GyroChip 的核心——小型石英传感器之前 ，我们先来了解一下 20 世纪 90 年代惯性测量单元的背景。IMU 测量物体的几个属性：其比力（非重力加速度）；绕轴旋转的角速率；有时还包括其在三维空间中的方向。

GyroChip 使汽车的电子稳定控制系统能够检测打滑并防止了无数的翻车事故。

20 世纪 90 年代初，典型的 IMU 使用机械陀螺仪进行角速率传感。一个装有三个高精度旋转质量陀螺仪的装置大约有烤箱那么大，重约一公斤。使用环形激光陀螺仪或光纤陀螺仪的版本要小一些，但当时所有高精度光学和机械陀螺仪的价格都高达数千美元。

这就是 1990 年推出的 IMU，当时 Systron Donner 将其国防电子业务出售给 BEI Technologies，后者是 BEI Electronics 的一家上市公司，而 BEI Electronics 又是历史悠久的鲍德温钢琴公司的子公司。IMU 体积大、重量重、价格昂贵，并且其移动的机械部件容易磨损，影响可靠性。

在此次出售前不久，Systron Donner 公司从一组美国发明家手中获得了一项完全不同类型的速率传感器的专利。Madni 说，当时这还只是纸面设计，但该公司已经开始将部分研发预算投入到这项技术的实施中。

该设计的核心是一个微型双端振动音叉，采用标准硅片加工技术，由石英雕刻而成。音叉的叉齿会因科里奥利效应而偏转，科里奥利效应是物体在抵抗从旋转平面拉动时产生的惯性力。由于石英具有压电特性，作用于其上的力的变化会导致电荷的变化。这些变化可以转化为角速度的测量值。

在 Systron Donner 的部门成为 BEI 的一部分后，该项目仍在继续，在 20 世纪 90 年代初，BEI 每年为一个机密国防项目生产大约 10,000 个石英陀螺仪传感器。但随着苏联解体以及随之而来的美国国防工业的迅速萎缩，马德尼担心这些微型新传感器甚至作为该部门业务主要部分的传统机械传感器至少在很长一段时间内都不会再有客户了。

“我们有两个选择，”马德尼回忆道，“要么躲在沙滩上，平静地死去，这太可惜了，因为没有其他人拥有这种技术。要么我们去别的地方使用它。”

“如果我不能影响人类，我感觉我的职业生涯就不会令人满意。”

搜寻开始了。马德尼说，他和他的研究和营销团队成员参加了他们能找到的每一个传感器会议，与任何使用惯性传感器的人交谈，无论其应用领域是工业、商业还是太空。他们展示了公司开发的石英角速率传感器，吹捧其价格、精度和可靠性，并规划了一条在短短几年内使这些设备变得更小、更便宜的道路。美国宇航局对此很感兴趣——并最终在火星探路者索杰纳号探测器和允许宇航员在太空中不受束缚移动的系统中采用了这些设备。波音公司和其他飞机和航空电子系统制造商开始采用这些设备。

但汽车行业显然是最大的潜在市场。20 世纪 80 年代末，汽车公司开始在高端汽车中引入基本的牵引力控制系统。这些系统可以监控方向盘位置、油门位置和各个车轮的速度，并在检测到问题（例如一个车轮比另一个车轮转得快）时调整发动机转速和制动。然而，它们无法检测到汽车在道路上转弯的方向是否与方向盘的转动方向一致，这是不稳定打滑的关键指标，可能导致翻车。

业界意识到了这一点，而且翻车事故是汽车事故中造成人员死亡的重要原因。 博世等汽车电子供应商正在努力开发小型、可靠的角速度传感器，这些传感器大多由硅制成，用于改善牵引力控制和翻车预防，但尚未准备好迎接黄金时段。

马德尼认为这是一个 BEI 可以赢得的市场。BEI 与德国法兰克福的Continental Teves 合作 ，着手缩小石英器件的尺寸和成本，并以国防工业前所未有的数量生产它们，计划每年生产数百万个。

这一重大转变——从国防转向竞争最激烈的大众市场行业之一——将要求公司及其工程师做出巨大改变。马德尼迈出了这一步。

“我告诉大家，‘我们必须将它小型化。我们必须降低价格——从每轴 1,200 至 1,800 美元降到 100 美元，然后降到 50 美元，再降到 25 美元。我们必须每月销售数十万台，然后每月销售一百万台甚至更多。’”

他说，为了实现这一切，他知道石英速率传感器的设计不能有一个额外的组件。而且制造、供应链，甚至销售管理都必须进行彻底的改变。

“我告诉工程师们，除了绝对需要的东西，我们不能再放任何东西了，”马德尼回忆道。“有些人犹豫了——他们太习惯于处理复杂的设计，对做简单的设计不感兴趣。我试图向他们解释，我要求他们做的事情 比他们做过的复杂的事情更难，”他说。但他还是失去了一些高级设计工程师。

“董事会问我在做什么，那些人都是我们最优秀的人才。我告诉他们，这不是人才最优秀的问题；如果人们不适应当前的需求，他们做什么都有好处？”

其他人愿意适应，他派一些工程师去瑞士的钟表制造商那里学习处理石英的方法；钟表行业已经使用这种材料几十年了。他还让其他人接受汽车行业专家的培训，了解汽车行业的运作和要求。

马德尼回忆说，所需的改变并不容易。“我们身上有很多伤疤。我们经历了一段艰难的过程。但在我任职期间，BEI 成为了世界上最大的汽车稳定性和防侧翻传感器供应商。”

马德尼说， 20 世纪 90 年代末，由于1997 年发生的一起事故，电子稳定控制系统市场出现了爆炸式增长。一名汽车记者在测试跑道上测试一辆新梅赛德斯汽车时，进行了所谓的“麋鹿测试”，通常被称为“麋鹿测试”：他以正常速度转向，试图模拟避开过马路的麋鹿，结果汽车翻了。梅赛德斯及其竞争对手通过采用稳定控制系统来应对这一负面宣传，GyroChip 的需求也随之猛增。

得益于与Continental Teves 达成的协议，BEI 多年来一直占据着汽车市场的很大份额。当时，BEI 并不是唯一的参与者——德国博世公司早在 1998 年就开始生产基于硅的MEMS速率传感器——但这家加州公司是唯一一家使用石英传感器的制造商，当时石英传感器的性能优于硅。如今，大多数汽车级速率传感器制造商都使用硅，因为该技术已经成熟，而且生产成本更低。

在汽车市场生产量不断增长的同时，马德尼继续寻找其他市场。他在飞机制造业发现了另一个大市场。

20 世纪 90 年代初期和中期，波音 737 曾发生过一系列 因方向舵意外移动而导致的坠机和事故。部分故障与飞机的动力控制单元有关，该单元采用了偏航阻尼技术。虽然偏航传感器并未被明确牵连，但该公司确实需要重新设计其 PCU。马德尼和 BEI 说服波音公司今后在其所有 737 飞机上使用 BEI 的石英传感器，并在现有飞机上改装这些设备。私人航空飞机制造商很快也接受了这种传感器。最终，国防业务又卷土重来。

1966 年，阿萨德·马德尼 (Asad Madni) 向 RCA 研究所的同学解释电子弹道学的一个问题 

如今，电子角速度传感器几乎安装在每一种交通工具上——无论是陆运、空运还是海运。而马德尼为缩小这些传感器的体积并降低其成本所做的努力开创了先河。

到 2005 年，BEI 的技术组合使其成为一个有吸引力的收购目标。除了速率传感器之外，它还因开发哈勃太空望远镜前所未有的精确指向系统而广受赞誉。传感器和控制部门已扩展到 BEI Sensors & Systems Co.，Madni 是该公司的首席执行官和首席技术官。

“我们并没有寻找买家；我们的发展非常顺利，并且希望继续增长。但有几个人想收购我们，其中施耐德电气坚持不懈。他们不会放弃，我们不得不向董事会提交这笔交易。”

此次出售在 2005 年中期完成，经过短暂的过渡期并辞去 施耐德电气的领导职务后，马德尼于 2006 年正式退休。

虽然马德尼说他自 2006 年就退休了，但实际上他只是从工业界退休，转而投身于忙碌的学术界。他曾在六所大学担任名誉教授，包括克里特技术大学、德克萨斯大学圣安东尼奥分校和新西兰怀卡托大学。2011 年，他以杰出科学家和杰出兼职教授的身份加入加州大学洛杉矶分校电气与计算机工程系，并将该系视为自己的家乡。他每周都会回校园与他的导师见面，这些导师从事传感、信号处理、传感器设计的人工智能和超宽带高速仪器方面的工作。迄今为止，马德尼已经指导了 25 名研究生。

马德尼曾是加州大学洛杉矶分校的学生之一，现任SILC 科技公司首席系统工程师的 Cejo K. Lonappan 说，马德尼非常关心他的学生所做研究的影响，要求他们为每个研究项目撰写一份执行摘要，这些摘要要超越技术层面来讨论更大的图景。

“在学术研究中，很多时候我们很容易迷失在细节中，迷失在那些让研究人员印象深刻的小事情中，”洛纳潘说。但马德尼“非常关心我们所做的事情对工程和科学界以外的影响——应用，以及它所开辟的新领域。”

加州州立大学北岭分校电气工程与计算机科学系教授兼前院长 SK Ramesh 也亲眼目睹顾问马德尼的实际行动。

“对他来说，”拉梅什说，“这不仅仅是工程。这是关于设计未来，展示如何改变人们的生活。而且他不会因挑战而气馁。”

“我们有一群学生想要使用游戏耳机为轮椅使用者创建大脑控制界面，”Ramesh 说。“我们和一位神经学家谈过，他嘲笑我们，说你不可能用耳机监测脑电波，然后立即将其转换为运动命令。但 Madni 教授认为我们应该解决这个问题，即使我们无法解决，我们也会在尝试的过程中学到一些东西。”

克里特技术大学 教授亚尼斯·菲利斯说 ：“这个人对工程学了解很多，但他的兴趣广泛。例如，当我们第一次在克里特岛见面时，我跳了一段独舞 Zeibekiko；它起源于古希腊。他不停地问我关于它的问题，为什么这样，为什么那样。他对社会、人类行为、环境以及广义上我们文明的生存都很好奇。”

马德尼从事工程学，希望通过自己的工作影响人类。他很满意，至少在某些方面他做到了。

“太空应用增进了我们对宇宙的了解，我很幸运能参与其中，”他说。“我以自己微不足道的方式为汽车安全做出的贡献拯救了全世界数百万人的生命。我的技术在安全方面发挥了作用。这是我最有成就感的职业。”

学院欢迎阿萨德・马德尼教授的加入，并期待与这位工程与应用科学领域的卓越科学家和国际“产学研”杰出人物未来广泛的交流和合作机会。