学术亮点
论文标题：移动网络系统的拓扑推断与协同安全研究
作者姓名：黎俣杉
指导教师：关新平
培养单位：自动化与感知学院
一级学科：控制科学与工程
以无人机群、无人车队等为代表的移动网络系统在信息化协同作战中至关重要，如何围绕系统协同构建高效的攻防设计是亟待突破的挑战。本论文聚焦“协同机制可推断性与隐蔽保护的关联原理”这一核心问题，揭示了无先验信息下移动网络系统协同机制的可推断性，给出了有限观测下推断性能的解析度量，构建了全新的拓扑推断度量指标和防推理的安全协同机制，为攻防对抗中提升我方系统的主动安全优势提供了理论支撑。
图1 论文研究框架
首先从攻击视角出发，针对移动网络系统的协同原理可推断性问题，分别探究了面向节点避障机制和系统交互拓扑，提出了相应的推断方法与攻击设计，分析了攻击性能边界。然后转换攻防视角，基于前部分的攻击性能分析反向进行移动网络系统的安全协同设计，从防御者角度分别提出了基于随机加噪的交互拓扑保护方法，以及反制关键节点替换的安全协同机制，为系统提供高效的主动安全协同保障。
图2 最短路径陷阱诱捕攻击验证
结合机器人实物验证所提出的最短路径诱捕攻击算法，旨在使系统节点能以最小的路径成本被攻击者诱捕预设陷阱点。
图3 局部拓扑推断方法步骤
首先，外部观测机器人通过收集到的移动网络系统轨迹数据来离线估计稳态队形参数。然后，利用主动激励方法，在线估计两机器人间的通信交互范围。最终，基于所获得的估计信息，滤除不可观测部分节点的影响并确定需要推断的范围。所推断的拓扑结构可进一步用于近似最佳收缩范围并推断新的局部拓扑。
科研手记
作者简介：
黎俣杉
控制科学与工程专业，上海交通大学自动化与感知学院2018级硕博连读生，师从关新平教授与何建平教授，于2024年6月获得博士学位。
他博士期间的研究方向是移动网络系统的推理和安全，相关成果已发表一作期刊与会议论文12篇，包括控制顶刊IEEE TAC长文4篇、机器人顶刊IEEE TRO长文1篇、以及控制顶会IEEE CDC和ACC 4篇。组织发起“分布式控制-优化-安全” 研究生致臻学术论坛并担任两届学生共同主席。曾获博士研究生国家奖学金（2次）、上海交通大学学术之星、上海交通大学优秀博士论文奖、以及中国控制会议张贴论文提名奖等荣誉奖励。目前在瑞典皇家理工学院开展博士后研究。
师者视角
1、导师简介
关新平
自动化与感知学院讲席教授，“国家杰出青年科学基金”获得者、“长江学者特聘教授”、“国家百千万人才工程”国家级人才、IEEE Fellow。
长期从事网络系统的感知、传输和控制一体化设计理论与应用等国际前沿课题的研究工作，指导学生获得中国电子学会、中国自动化学会优秀博士学位论文奖2项和提名奖2项、获上海交通大学优秀博士学位论文奖2项。
2、导师心声Q&A
Q:您认为优秀博士生最核心的特质是什么？在您指导的过程中，这位毕业生的什么特质让您印象最深？
A: 我认为优秀博士生最核心的特质是具备提出好问题的能力。黎俣杉同学给我印象最深的是他的学术品味，不单纯追求学术热点，善于透过工程实际背景找到核心的问题描述和数学表达，然后提出新方法解决问题。
Q: 您如何帮助学生建立“什么值得研究”的判断力？
A: 要具备这种判断力，首先要对问题本身有较为深入的理解，能剖析存在的挑战和瓶颈；其次要清晰地了解国内外研究现状。
Q: 当学生陷入研究困境时，您通常会如何引导？
A: 如果学生陷入某一问题很久而不得解，我会建议学生先放一放，跳出原来研究的模式和方法，带着问题去看看书、听听别的讲座，往往灵感会在长久的思考之后，在某一看似不想关的情境下突然迸发出来，使得问题迎刃而解。
Q: 您认为理想的师生合作模式是怎样的？是否有过“被学生反向启发”的经历？
A: 理想的师生合作模式是教学相长，教师不单纯依赖经验，而是保持开放的心态激发学生的创新力。弟子不必不如师，师不必贤于弟子，特别是在知识爆炸、新技术日新月异的今天，反向启发发生的频率会更高，老师和学生都要保持终身学习的态度。
Q: 您觉得当下博士生面临的最大挑战与以往有何不同？导师角色需要如何进化？
A: 当下博士生面临的最大挑战是难以静下心来做深入的研究。导师角色需要更多营造良好的学术氛围，为博士生静心研究提供必要的实验条件、团队协作和分工，以及及时的心理关注和生活关心。
Q: 关于优秀博士生的培养，您对年轻导师有哪些建议？
A: 关注学生个体差异，根据不同学生设置难易程度不一的研究课题。对于基础好的学生，激发他们的好奇心，鼓励自己寻找问题，避免学生为了追求数量和功利心而沉浸于发低水平论文的喜悦中。对于基础一般的学生，如果长时间找不到研究方向，也需要在关键时候给与鼓励、指点迷津，帮助他们确定研究方向和课题。
本文转载自公众号：上海交大研究生教育
