紫金山麓,水杉林旁,南京理工大学智能计算成像实验室(SCILab)里灯火通明。这里是南京理工大学电子工程与光电技术学院教授、博士生导师冯世杰追逐光影梦想的启航地,也是他攻克“卡脖子”难题的主战场。从一名怀揣科学梦想的求学少年,到入选南京市中青年拔尖人才,随后获批青年科学基金项目(B类)(原优青),再到成为科研团队的骨干力量,冯世杰用14年的时间,在光与影的交错中书写了精彩的科研篇章。

冯世杰,南京理工大学电子工程与光电技术学院教授,青年科学基金项目(B 类)获得者(原优青)、南京市中青年拔尖人才。
名师引路:
点燃心中理想,传承红色科研基因
2011年,冯世杰踏入南理工的大门,他的导师是国内光电技术领域的知名专家陈钱教授。陈钱教授常教导学生:“科研不能只在实验室里‘自娱自乐’,必须面向国家重大战略需求,解决行业痛点。”这种“顶天立地”的科研价值观,如同一座灯塔,早早地点亮了冯世杰心中的学术理想。在科研的道路上,冯世杰还有一位重要的引路人———当时是他的师兄,如今已是南京理工大学智能计算成像实验室的负责人左超教授。在硕博连读期间,冯世杰在左超师兄的直接指导下开展实验工作。左超教授那种不轻言放弃的拼搏精神和对科研近乎痴迷的投入状态,深深感染了冯世杰。
2015年,在国家留学基金委的资助下,冯世杰前往新加坡南洋理工大学深造。在那里,他不仅开拓了国际视野,更完成了思维模式的蜕变———从单纯的“工程实现”转向对物理本质的“科学探索”。回国后,他迅速成长为团队的中坚力量,从博士后到晋升教授,再到入选国家级青年人才,他的每一步都走得扎实而有力。
剑指“无人区”:
打破三维成像的“不可能三角”
虽然三维光学感知技术在国际上已有较长时间的研究,但在实际工业应用中却长期面临着一个仿佛无法逾越的“不可能三角”:速度、精度与适应性无法兼得。冯世杰告诉记者,“传统的结构光技术就像是在给物体拍‘定妆照’,要求物体必须纹丝不动。”冯世杰打了个形象的比方,“但在工业流水线上,零件是高速运动的;在复杂的加工现场,既有黑色的橡胶,又有反光的金属。要让相机在高速运动中看清这些复杂表面,还得保持微米级的精度,这在当时被认为是‘鱼与熊掌不可得兼’。”
面对这一关键难题,冯世杰没有选择绕道而行,而是选择了正面“硬刚”。他深知,核心技术是买不来的,唯有在基础理论上实现突破,才能掌握话语权。历经长期的潜心钻研与攻坚克难,他创造性地构建了面向运动物体与高动态范围复杂场景的快速相移三维成像理论体系。这一理论的精妙之处在于打破了传统测量中“物体必须静止”的桎梏。他并未试图去物理上“固定”物体,而是独辟蹊径,巧妙地将物体的运动转化为一种可计算的“额外相移量”。利用反向补偿算法,他在计算层面实现了神奇的“时间冻结”,消除了运动带来的测量误差。更为难得的是,该方法展现了广泛的适用性,即便面对高反光或深色的高动态范围复杂场景,依然能实现精准成像。
但这还不够。为了解决复杂表面的成像难题,冯世杰将目光投向了当时尚处于萌芽阶段的人工智能。他敏锐地意识到,光学与人工智能(AI)的交叉融合,特别是深度学习强大的非线性映射能力,或许是突破复杂表面高速高精度三维成像难题的关键钥匙。2019年,他作为第一作者在国际光学重要期刊《Advanced Pho-tonics》上发表了封面论文,提出了一种融合物理先验知识的深度神经网络。他证明了仅需单幅图像,就能通过AI算法达到堪比传统多步相移法的测量精度,同时将测量速度提升了数倍。该论文一经发表便引起广泛关注,获得了国内外媒体的多次报道。凭借在计算光学成像(光学与人工智能交叉)领域的突出贡献和学术影响力,冯世杰于2025年入选科睿唯安“全球高被引科学家”名单。自此,冯世杰为突破行业瓶颈贡献了重要的理论支撑,为动态三维成像技术确立了新的范式。
铸造“智慧眼”:
核心技术助力自主可控
科研成果不能只停留在纸面上,要把论文写在祖国的大地上!为此,冯世杰所在团队在南京建邺区成立了南京理工大学智能计算成像研究院新型研发机构。
在智能制造领域,工业机器人往往因为缺乏精准的视觉引导而沦为“盲人”。冯世杰作为主要完成人,研发了“工业机器人三维视觉测量模块”。这款模块就像是给机器人装上了一双锐利的“眼睛”。如今这项技术已由南京理工大学智能计算成像研究院孵化的企业苏州亚博汉智能科技有限公司实现产业化,广泛应用于多家企业的生产线上。在繁忙的车间里,装有该模块的机器人能够精准识别并在动态传送带上抓取各种异形零件,实现了从“盲抓”到“智抓”的跨越,大幅提升了工厂制造、装配和质检的智能化水平。
在此基础上,冯世杰还投身于国家高端科学仪器的自主研制。针对高精度移动端工业应用,他作为课题负责人参与了国家重点研发计划“基于VCSEL微扫描的时空结构光三维传感器”的研发工作。针对现有进口仪器价格昂贵、核心算法不透明的问题,他参与提出了时空相关高效编解码策略,实现了高速、高精度、远距离三维测量,为这台国产仪器提供了核心的“计算引擎”。这些成果获得了中国光学工程学会技术发明一等奖、日内瓦国际发明展金奖、第二届中国光电仪器品牌榜“金燧奖”等荣誉,为我国高端科学仪器的自主可控贡献了力量。
薪火永相传:
做学生成长的“燃灯者”
虽然科研任务繁重,但在冯世杰心中,教师才是他的第一身份。他常说:“大学之大,在于大师,更在于育人。”在南理工的校园里,冯世杰讲授的《应用光学》课程生动有趣。他善于将海市蜃楼、彩虹等生活现象引入课堂,更注重在知识传授中融入家国情怀。在讲解典型光学系统时,冯世杰总会结合自己从事的科研工作,深入剖析“卡脖子”问题,讲述老一辈光学家艰苦奋斗的故事。这种润物细无声的课程思政,极大地激发了学生的民族自豪感和科技报国的使命感。
近年来,他指导的学生接连斩获两次中国国际大学生创新大赛全国金奖、两次中国研究生电子设计竞赛全国一等奖,并有9人荣获研究生国家奖学金,培养了一批高素质的创新型人才。
光影征途,永无止境。冯世杰,这位从南理工走出的青年才俊,正以时不我待的紧迫感,在科学的浩瀚星空中,追逐着属于中国光学的那束最亮的光。
