俄罗斯工程院外籍院士, 自动化、人工智能与智慧农业专家

徐立鸿, 男, 工学博士，二级教授，博士生导师，博士后合作导师。俄罗斯工程院外籍院士。

中共中央国务院中央军委颁发的“共和国成立70周年纪念奖章”获得者，国家科技进步二等奖获得者，教育部科技进步一等奖获得者。

1991年东南大学毕业获得工学博士学位，1994年7月破格晋升正教授，2007年晋升二级教授。2006年至2011年美国密歇根州立大学ECE系高级访问教授，2010年至2020年美国密歇根州立大学国家科学基金会BEACON（进化智能）科技中心顾问、客座教授。

同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系二级教授、博士生导师。

上海市自主智能无人系统科学中心博士生导师。

教育部设施农业（网上合作）研究中心主任，国家设施农业工程技术研究中心学术带头人，中国农业工程学会常务理事，上海市农业工程学会理事长。曾任同济大学现代农业科学与工程研究院创院执行院长。

国际IEEE（电子电气工程师协会）高级会员，IEEE CIS（计算智能）上海分会主席。曾担任国际ACM（计算机学会)/SIGEVO分会 2009 GEC Summit（遗传与进化计算世界峰会）主席。

曾就设施农业专题接受中央电视台采访，以《设施农业奏响“田园新牧歌”》网络节目在线播出；就无人农场专题接受上海电视台东方卫视专访，在《未来邀请函》电视节目中播出；就人工智能新技术新产品专题接受IEEE亚洲中心专访，网络线上播出后百万观众反响强烈；均产生较大社会影响。因获国家科技奖而受到中共中央总书记和国务院总理的接见。

教学工作

1. 已培养博士后5人，已培养博士和硕士研究生100多人。

2. 开设课程：

本科生课程：《人工智能基础》；

研究生课程：《智能自动化理论》、《过程控制》、《农业生物环境的建模与优化》、《智能自动化理论在农业生物环境控制中的应用》等。

科研工作

l 学术贡献

在智能自动化与人工智能基础理论研究方面，首创并系统提出了“多目标相容优化控制（MOCC）”理论方法框架和一系列高维演化多目标优化算法；首次提出“不确定性问题的Pareto前沿（UPF）”概念、并基于此提出群体搜索的鲁棒多目标优化方法的一般理论方法框架和有效算法；研究提出数据和知识双驱动的自组织“广义模糊神经网络（GFNN）”方法、鲁棒的模型预测控制算法等。在解决中国农业的“菜篮子工程”的温室环境控制、无人农场中的农机导航控制和无人渔场的智能投饵和健康福利养殖的机器视觉技术等智慧农业领域，研发了温室环境多因子协调和经济效益多目标优化控制算法与系统、无人农场智能农机多机协同控制系统和无人渔场的智能投饵和健康养殖预警的机器视觉算法与系统，并成功应用。

以上理论研究成果中的两个代表性算法成果被美国国家级演化智能（BEACON）科技中心以当年度重要研究成果在其网站主页上报道。本人因此担任了国际ACM（计算机学会）GEC（遗传与演化计算）世界峰会主席（2009年）并作大会报告，获得国际计算机学会（ACM）贡献奖。理论与工程技术应用成果获得教育部科技进步一等奖和国家科技进步二等奖，也获得了中国农业工程学会的科技发展贡献奖。

1.研究领域与方向

研究领域与专长：智能自动化、人工智能与智慧农业。

主要研究方向：

（1）演化智能与智能计算、冲突多目标优化控制理论、鲁棒预测控制等理论研究；

（2）可解释性人工智能模型和机器视觉方法研究；

（3）智慧农业：设施农业温室与植物工厂的环境控制技术、无人农场的农机无人驾驶导航控制技术、无人渔场的智能投饵和健康福利养殖的机器视觉技术等。

2. 主要成果与贡献：

上世纪九十年代开始的解决大城市蔬菜供应的“国家菜篮子工程”，是一项事关国家食品安全和国计民生的重大工程。以温室（植物工厂）蔬菜生产为主要代表的设施农业（也称为“可控环境农业”）对此做出了决定性的贡献，不但一举解决了蔬菜供应问题，而且成为乡村振兴和农民致富的一种重要手段。因此，近年来的中央一号文件均强调“重点发展现代设施农业”。

作为同济大学设施农业多学科团队的负责人和原上海市农委菜篮子工程专家组负责人，在菜篮子工程的关键技术---设施农业温室环控技术和智能温室结构与配套设施系统设计技术中做出突破性贡献，实质提升了我国该产业的技术水平，成果处于国内领先和国际先进水平；在解决此工程背景问题中的相关理论---冲突多目标演化优化与控制方法理论研究中取得多项原创性成果，研究成果处于国际领先水平。我们已获得国家设施农业工程技术研究中心等国家级科研平台，表明在设施农业领域总体处于国内领先地位。

主要成果与贡献有以下三方面的代表性工作：

l 代表性贡献一：在温室环控技术方面，

1）.研发了国内首套“温室环境多因子协调控制系统”，替代当年我国普遍采用的温室手动控制系统（电气开关手动控制）或计算机设定单因子阈值的控制系统，将我国温室环控水平由手动提升到多因子全自动控制，解决了温室“控得住”问题，达到当年的国内领先和国际先进水平。   

建立了温室内温度与湿度、光照的协调关系调控模型，提出了国内首个温室环境多因子协调控制算法，基于该算法研发了国内首套“温室环境多因子协调控制系统”，替代当年我国普遍采用的温室手动控制系统（电气开关手动控制）或计算机设定单因子阈值控制系统，解决了“控得住”问题（即解决了温度、湿度、光照调控由于耦合而发生执行机构动作冲突导致控制系统“死机”的问题）。将我国温室环控水平由手动提升到全自动控制，这套模型算法和控制系统赶上了荷兰等发达国家基于温室作物栽培管理经验（类似专家系统）研发的温室环境多因子自动调控系统的水平，且系统调节参数远少于荷兰的PRIVA调控系统。

2）.研发了产量与能耗权衡优化的温室经济效益最优控制技术，达到国际先进水平，为解决温室“控得好”问题做出原创性科技成果。

为解决温室环境经济效益最优控制（即“控得好”）问题，提出改变过去以温室农作物生产的栽培经验给定温室温、湿、光、气（CO2）适宜环境控制目标设定值的做法，研究并提出了“产量与能耗冲突多目标权衡优化算法”和基于AI的温室作物生长与环境建模的 “变色龙模型”，由此得到根据经济效益最优目标自动获得设定值的“温室经济效益最优控制技术”，目前该技术处于国际先进水平。

l 代表性贡献二：在国产化智能温室结构设计方面，

1）.以温室环控要求为目标，设计了适合上海和我国南方气候特点的、以“锯齿形屋顶天窗+双层薄膜侧窗”为代表的一系列南方型的国产化连栋薄膜智能温室，温室通风、采光、保温等效果优，节能效果显著，至今20多年来在我国南方处处可见的还是这几类温室或者翻版。成果达到国内领先水平。

带领同济团队在“九五”工厂化农业技术攻关中，提出了“充分利用当地的地理气候和光照能源等自然条件进行节能温室结构设计”的原则，设计了“锯齿形屋顶天窗+双层薄膜侧窗”的国产化连栋薄膜温室（同济型）。之后本人出任原上海市农委菜篮子工程专家组负责人，领导设计了7430-A型、7430-B型、2000型温室等一系列适合上海和我国南方地区不同蔬菜、花卉品种生产的国产连栋薄膜温室，这些温室被广泛推广应用于南方多省，至今20多年来南方地区所见基本上还是这几类温室或者其翻板。

2）.在2008年的国家重点研发科技支撑计划项目支持下，设计了适用于山东乃至一些我国北方地区的“轻型大跨度可展结构”的12米跨度的高光效日光温室，较之此前北方常见的低矮小跨度厚土墙日光温室，农作物生长环境明显改善，产量显著提高。此后在山东等北方多省得到了广泛的推广应用。

l 代表性贡献三：在解决工程科技问题中取得“冲突多目标相容优化控制”方法的一般性理论原创成果，成果达到国际领先水平。

1）.首次提出“冲突多目标（Pareto）相容优化控制”原创方法的基本理论框架和系列算法。

我国设施农业最大的问题是，产量高但能耗也高，从而经济效益不高。这个问题理论上的单目标最优控制方法无法解决。对此，本人首次提出了对高产量与低能耗这两个冲突目标进行Pareto权衡优化的温室“冲突多目标相容优化控制”原创方法的基本理论框架。该方法的核心算法是冲突多目标优化算法，为此潜心研究多年，发现线性加权法、目标约束法等传统多目标优化方法易丢失（非凸部分的）优化解问题，提出了一系列基于演化优化群体搜索Pareto权衡优化解的多目标优化算法。其中“伪二维”对称泛化Pareto优化算法、“（M-1）+1 ”框架的非对称泛化GPO算法等两个代表性算法被美国国家级演化智能（BEACON）科技中心以当年度重要研究成果在其网站主页上报道（国际顶刊发表了该算法的论文）

2）．首次提出了“不确定性问题的Pareto前沿（UPF）”原创概念，基于此提出了原创的鲁棒多目标演化优化算法理论框架，开创了一类高效率群体搜索的鲁棒多目标优化原创方法。

在解决温室环控工程技术问题中发现，室外气象变化难以长时间准确预测，从而给与此紧密相关的产量和能耗目标函数带来不确定性扰动，导致此二冲突目标相容（Pareto）优化后得到的环控目标设定值存在鲁棒性问题，从而影响了应用效果。据此，本人在多目标优化理论方面提出了研究决策变量具有噪声扰动的鲁棒多目标优化问题，并首次提出了“不确定性问题的Pareto前沿（UPF）”概念，基于此提出了原创的鲁棒多目标演化优化算法理论框架，开创了一类高效率群体搜索的鲁棒多目标优化原创方法。与之前的对单个解比较鲁棒性的低效率研究多目标鲁棒优化算法的方法相比较，是一个从0到1的开创性贡献。

3.成果分类：

（1）发表论文：发表学术论文200多篇，其中SCI/EI检索的论文150余篇（这其中，IEEE Trans. on TEVC、on TCYB、on TASE、on CSVT等国际顶刊和ESI高被引论文、中科院SCI 1区2区等高端论文50多篇），近年来发表的论文总被引用次数超3000次（不完全统计）。

（2）出版专著和教材：出版3本专著：1）《演化复杂多目标优化与智能计算》，科学出版社，（2025年出版）；2）《智能视频监控系统中的目标监测与跟踪算法研究》，同济大学出版社（2018）；3）《New Achievements in Evolutionary Computation》，欧洲IN-TECH专著（2010）。参加一本教材编写：4）全国高校教材:《农业建筑环境与能源工程导论》（苗香雯、马承伟主编）第三章---设施农业环境检测与控制（2.5万字），中国农业出版社，（2006）。

（3）知识产权：获得中国发明专利等自有知识产权成果50多项（其中，中国发明专利、实用新型和外观专利近40项，软件著作权10多项）

（4）承担项目：主持或承担了1）6项国家自然科学基金项目“数据驱动进化温室多目标鲁棒优化控制策略研究”等（项目号：62373286、61973337、61573258、61174090、60674070）；2）1项国家高技术（863）重大项目 “植物工厂化生产低碳设施与装备研究” （项目号：2012AA10A507）、3）2项国家高技术（863）重点项目“集约化水产养殖数字化集成系统研究与应用”和“作物虚拟设计与可视化技术--温室作物生长过程可视化复现技术研究” （项目号：2008AA10Z227和2013AA102305）、4）1项国家科技支撑计划项目“高光效节能设施研制与管控一体化技术及其应用”，（项目号：2008BADA6B01）；5）1项国家重点研发计划项目“设施水产养殖智能化精细生产管理技术装备研发”（项目号：2017YFD0701700）；6）1项中国教育部-中移动重大项目“5G+智能农机关键技术研究”（项目号：MCM2020-J-2）；7）其它10多项国家部委和上海市政府项目；8）合作承担美国科学基金（NSF）5000万美元资助BEACON （进化智能）科技中心十年期项目（编号：#DBI-0939454）。

获奖和荣誉

1.中共中央国务院中央军委颁发“共和国成立70周年纪念奖章”；

2.国家科技进步二等奖；

3.教育部科技进步一等奖；

4.国际计算机学会（ACM）贡献奖；

5.图像处理领域重要国际会议ICARCV 2010最佳论文提名奖（5篇之一）；

6.中国农业工程学会“科技发展贡献奖”；

7.中国HUAWEI“智能基座-华为云与计算”先锋教师奖章；

8.省级新长征突击手称号；

9.省级高校优秀青年教师；

10.教育部高校骨干青年教师；

11.上海市“曙光学者”。

社会兼职

1.中国科学院院士、中国工程院院士外部同行评审专家；

2.国家杰出（优秀）青年基金和教育部长江学者评审专家；

3.国家重大科研专项和重点研发计划项目评审专家；  

4.国家级和省部级科技奖评审专家；

5.《国家农业科技发展纲要（2001-2015）》设施农业专题调研专家组组长；

6.上海市“菜篮子工程”专家组（2000-2006）组长；

7.上海市批准建立“徐立鸿教授（院士）专家工作站”（在上海市智慧农业龙头企业----上海左岸芯慧电子科技有限公司设立），任首席科学家；

8.IEEE TEVC、Agriculture、《智慧农业》等多个国际顶刊和国内期刊编委或审稿人；

9.美国密歇根州立大学国家级进化智能BEACON科技中心等多所国外国内高校的客座特聘教授。

10.国际ACM（计算机学会）GEC（遗传与进化计算）世界峰会（2009）等多个学术会议的大会主席或分会场主席。