深耕机器学习领域的巴西计算机科学家:弗朗西斯科・卡瓦略

2025-05-25

在人工智能蓬勃发展的当今时代,机器学习领域的每一项突破都可能重塑我们对世界的认知。在巴西累西腓,有这样一位科学家,他凭借着对科学的执着追求和卓越的创新能力,在机器学习领域开辟了新的天地,成为发展中世界的人工智能科研先驱。


(卡瓦略教授系CORE Academy-国际科学与人文学院Fellow正式成员)

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1975 年,在巴西伯南布哥州加兰洪斯的加拉尼翁斯教区学院,一位名叫弗朗西斯科的少年,在何塞・维克托・德奥利维拉・内托教授的课堂上,第一次感受到了精密科学和工程学的魅力。这位教授如同灯塔,照亮了弗朗西斯科探索科学世界的道路,激发了他对相关领域的浓厚兴趣。同年,他在 UFPE 电气工程入学考试中名列前茅,以第六名的优异成绩开启了他的高等教育之旅。


在本科学习阶段,弗朗西斯科遇到了多位良师。跟随 Hildeberto Cabral 教授学习线性代数,Ascendino Dias 教授传授的控制与自动化知识,Naum Fraidenraich 教授在电磁学领域的讲解,都为他奠定了坚实的理论基础。此外,作为 Cid B. Araújo 教授非线性光学专业的科学入门学生,他获得了 CNPq 奖学金,这不仅是对他学术潜力的认可,也为他的科研之路提供了支持。1980 年,他以优异的成绩从电气工程专业毕业。


为了进一步深造,弗朗西斯科在 Ragendra Narain 教授的指导下,于 1984 年获得了核科学与技术硕士学位。随后,他远赴法国巴黎第九大学,在 Edwin Diday 教授的指导下攻读组织信息学博士学位,并于 1992 年顺利毕业。这段在法国的学习经历,让他接触到了国际前沿的学术思想和研究方法,为他日后在机器学习领域的创新研究埋下了伏笔。


从 1984 年开始,弗朗西斯科开启了他的教学生涯。他先后担任 UNICAP 的助理教授、UFRPE 物理和数学系的助理及兼职教授、UFPE 统计系的兼职教授。1999 年,他加入 CIn-UFPE,成为该校的教授和研究员,并于 2011 年晋升为正教授。在 CIn-UFPE 期间,他不仅专注于教学和科研,还积极参与学院的管理工作,曾两次担任研究生学习协调员、信息与系统系主任以及系委员会成员等职务。


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除了在巴西国内的学术活动,弗朗西斯科还在国际舞台上展现了自己的影响力。他曾担任法国巴黎第九大学、意大利那不勒斯第二大学、印度迈索尔 Sri Jayachamarajendra 工程学院等多所国外大学的客座教授,与 Edwin Diday、Rosanna Verde 等国际知名学者合作交流。22 年来(1993 年至 2014 年),他在法国巴黎罗康库尔的 INRIA 担任访问研究员,与 Yves Lechevallier 博士合作,不断拓展自己的研究视野。


在学术管理和社会服务方面,弗朗西斯科也发挥了重要作用。他曾是 IASC - 国际统计计算协会理事会成员、LARS – IASC 拉丁美洲区域分会董事会成员、巴西国家研究委员会计算机科学咨询委员会成员等。他还担任过多个期刊的审稿人,为学术研究的质量把控贡献了力量。


弗朗西斯科的科学贡献主要集中在机器学习领域,尤其是无监督学习和从符号数据进行机器学习。符号数据通过可以作为其值的一组类别、一个范围或一个经验分布(直方图)的变量来描述,与传统的数值数据不同,处理起来更加复杂,但也蕴含着更多的信息。


作为巴西首位从事该领域研究的科学家,弗朗西斯科提出了一系列原创方法。在时间序列预测、回归、聚类、协同聚类和区间型数据 Kohonen 自组织映射(SOM)方面,他的方法具有创新性和实用性,为解决实际问题提供了新的思路。例如,针对区间型数据的 SOM 方法,能够更好地处理数据中的不确定性和模糊性,在实际应用中取得了良好的效果。


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对于直方图类型变量描述的数据,他提出的聚类、协同聚类和 SOM 方法,有效解决了这类数据的分析难题。此外,他在多视图关系数据的聚类和 SOM 研究,以及基于核函数并自动对描述变量进行加权的聚类研究方面,也做出了杰出贡献。这些研究成果不仅丰富了机器学习的理论体系,还在实际应用中展现了巨大的潜力,如在数据分析、模式识别等领域具有广泛的应用前景。


弗朗西斯科的卓越成就得到了国际学术界的广泛认可。他是巴西科学院院士、伯南布哥州科学院院士、世界科学院院士(TWAS),这些荣誉是对他学术地位的高度肯定。


在影响力排名方面,根据 Plos Biology/Elsevier/Stanford 的研究,截至 2022 年,他在所有职业中,是人工智能领域全球最具影响力的科学家中的 2% 之一;2021 年,在全球人工智能领域最具影响力的科学家中排名前 1%。从 2019 年到 2021 年,他连续多年在全球最具影响力的人工智能科学家中占据 2% 的席位。此外,在《神经计算与应用》/Springer 的研究中,他是 30 年间(1989 年到 2019 年)聚类算法领域最高产的 14 位作者和最具影响力的 50 位作者之一(共 13970 位)。


2021 年,他获得了巴西计算机协会颁发的科学功绩奖,这是对他在计算机科学领域做出突出贡献的肯定。自 2021 年起,他被巴西国家研究委员会(CNPq)评为 1A 级(顶级)研究员,这是巴西科研领域的最高荣誉之一。


弗朗西斯科不仅是一位杰出的科学家,还是一位优秀的教育家。他培养了约 50 名本科学生、25 名硕士和 11 名博士,为巴西乃至全球输送了大量的科研人才。他的学生们在机器学习、计算机科学等领域继续发光发热,传承着他的科研精神和学术理念。


在科研项目方面,他协调了多个由 CNPq、FACEPE 等资助机构支持的研究项目,推动了机器学习领域的前沿研究。他还积极参与国际学术交流活动,担任多个国际会议的特邀演讲嘉宾,如第三届区间数据建模国际研讨会、10ième 法语国家萃取与知识管理会议等,向世界展示巴西在机器学习领域的研究成果。


如今,弗朗西斯科依然活跃在科研一线,作为 CNPq 的 1A 级研究员,他继续在机器学习领域深耕细作。面对人工智能领域的快速发展,他始终保持着敏锐的洞察力和创新精神,不断探索新的研究方向和方法。


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