在计算机视觉领域顶级会议 ICCV 2021 中，来自微软亚洲研究院的论文 “Swin Transformer: Hierarchical Vision Transformer using Shifted Windows” 荣获最佳论文奖（马尔奖，Marr Prize）。马尔奖每两年评选一次，被看作是计算机视觉研究方面的最高荣誉之一。
在这项研究工作中，来自微软亚洲研究院的三位实习生——联合培养博士生刘泽、林宇桐、韦毅轩做出了重要贡献。以此为契机，三位同学在研究院内为实习生们进行了专场分享。我们也在分享会后对三位同学进行了深度访谈，为大家揭秘“马尔奖”背后的更多故事，了解他们的科研成长体悟：
如何确定一个好的选题？他们是如何将灵感一步步落地的？
他们如何进行团队合作，从而产出了如此高质量的成果？
他们各自的科研经历是怎样的？在科研道路上，他们有怎样的诀窍和法门？
马尔奖对于他们的意义是什么？第一篇发表的论文就斩获马尔奖，对于他们有什么巨大价值？
让我们带着这些问题一起走进马尔奖得主们的独家故事！
刘泽
中国科学技术大学-微软亚洲研究院
联合培养博士生三年级
导师：王永教授、郭百宁教授
林宇桐
西安交通大学-微软亚洲研究院
联合培养博士生二年级
导师：郑南宁教授、郭百宁教授
韦毅轩
清华大学-微软亚洲研究院
联合培养博士生二年级
导师：温江涛教授、郭百宁教授
马尔奖的背后故事：默契合作，一步步调高期望、拓展边界
Q：关于 Swin Transformer 的科研灵感是怎么获得的？在一步步完成这项获得“马尔奖”的科研课题的过程中，有哪些关键点？
刘泽：我们几个虽然来自不同的学校，但在微软亚洲研究院的导师都是郭百宁副院长，为了更好地指导我们博士生学习，百宁老师为我们指定了几位 mentor 具体指导我们的研究工作和学习。Swin Transformer 最早的 idea 就是我们的 mentor 们提出的，我们首先在图像分类任务中进行了尝试，得到了非常好的效果。之后，考虑到 Swin Transformer 本身是针对通用视觉任务进行的设计，所以就有必要在下一阶段在更广泛的视觉任务中验证它的作用。经过考虑，我们选择了目标检测和语义分割这两个很重要的任务。我们对于 Swin Transformer 的期待也从“奏效”转变成了在各种任务上都“做好”，这是我们第一次调整目标。在这之后，宇桐加入到了我们的工作中来，也获得了很好的结果；我们再次希望做更多尝试，同时毅轩也加入到项目中。
总体来说，整个项目是我们不断调高科研期望、触碰更高科研边界的过程。回头来看，不止步于现有成果的态度，可能是我们最终得以高质量完成这篇论文的关键。
林宇桐：是的，当时刘泽已经基本完成了图像分类的任务，开始着手去做语义分割；而我因为在目标检测上的经验相对而言更丰富一些，所以主要负责这个部分。随着实验的推进，我们发现 Swin Transformer 在这三种任务上都取得了非常好的表现。其实，这个时候的成果已经基本可以完成一篇质量不错的论文了，但我们又提出了更高的要求——希望在更大规模的数据集上检验 Swin Transformer 的有效性，这是我们第二次调高期望。
韦毅轩：我在项目中主要负责大数据集的实验，和宇桐一起去做一些目标检测和目标分割的任务，并尝试在不同的框架上进行实验。在过程中我们也遇到了资源不足的问题，这时候我们会把有限的资源留给更重要的实验，如何在有限的时间里协调资源和任务优先级我认为是比较重要的。
Q：三位同学都提到了自己在项目中承担的工作，你们觉得彼此在科研中的哪些特点对于实验推进特别重要？
韦毅轩：主观能动性很强是我们这个项目组成员的共同特点。记得当时实验推进是在疫情期间，大家都不太方便线下见面，于是我们会每天都做线上讨论，分享昨天到今天的进展并安排今天到明天的任务。正是因为保持着这样一个高密度的沟通，我们整体实验的推进得以不断迭代并且速度很快。
刘泽：刚才说的“不断调高”期望是从项目宏观进度上来讲；而如果从我们各自的性格这个微观角度来说，我们三个人都不会只满足于做好手头的任务。这样来看，也许后者是前者的内在原因。我们三个交流中发现，其实彼此的导师们都常常教育我们要 aim high，如果看到机会就一定要试着把工作做得更上一层楼。
此外，宇桐和毅轩做事非常踏实、靠谱，你有什么问题去找他们，如果他们手头没有正在忙的事情，基本都能随时过来，而且因为大家能力和理解力都很强，也有一些合作经验，我们团队基本不会浪费什么时间在无效的沟通上。合作过程是非常愉快的。
林宇桐：是这样，我们每次讨论完布置了任务，刘泽和毅轩不只会完成分配给自己的事情，而且会努力做更多的尝试。我们整个团队都是以如何更好地完成项目为最高目标的。比如在我们冲击最高点数的时候，毅轩就主动地做了许多尝试。刘泽也是在完成了图像分类后，积极主动地承担语义分割的任务。
寻找科研题目：打下好科研样版，做有价值的科研
Q：在科研成长的道路上，获得马尔奖对你有什么帮助和价值？
韦毅轩：这篇论文是我发表的第一篇论文，所以对我意义重大。在马尔奖这个项目之前，我没有和组里的其他同学非常紧密地去做同一个项目的经历，很感谢我的导师和 mentor 让我有机会参与其中，我的收获很多。第一点收获是团队高效协作，因为整个项目体量很大，如何在一个时间点内，通过大家分头行动来把所有元素补齐，这对我来说是一个很大的锻炼。第二点收获是保持开放的心态，我的方向是视觉语言联合建模，这个项目和我的领域并不严格契合。但是，在项目中，我时刻处于边学习边工作的状态，接触到很多我之前自己欠缺的短板知识，回头来看，对我有很大帮助。所以，保持开放，各领域之间不是严格分裂的。
林宇桐：这篇工作感觉更像是给我们打下一个样版，让我们知道怎样的研究是好的研究，我们以后也要不断向这个方向靠近。
刘泽：正如毅轩提到的，参与这样一个高质量项目能收获很多经验，这可能是之前一些项目没办法带给你的，例如如何与人合作、灵感的思考、项目的推进等等，从里面能学到很多东西。很高兴有机会参与其中。
Q：在选题方向上，结合马尔奖与此前的科研经历，你们是否有一些心得和体会？是否有给予你们一些启发？
刘泽：我觉得有三种方式去寻找灵感。
第一是来源于对自己所在领域的认识和思考。在做一项研究时，你需要考虑领域本身所处的状态和位置，什么东西是它真正需要的。这也是我的 mentor 胡瀚老师所说的“位置意识”。在做一项工作前，我们要去思考所做的东西的价值是什么，这样我们才能更好去发现一些更有意义的 idea 。
第二是从之前的连续性研究中寻找灵感。我们组很多工作都具有连续性，此次获奖的 Swin Transformer 项目中的许多灵感也是来源于之前做过的相关研究，我会去思考我们之前积累的经验可以在这个新的领域做怎样的事情。
第三是广泛阅读思考前人优秀的工作，并从中寻找灵感。我们组做项目通常会在最初定一个大的方向，在这个大方向下，我们会去思考具体要做怎样的研究。这其中一个重要任务就是阅读已有论文，尤其是论文的实验部分——它往往能让我们发现一些非常有趣的点。例如，实验中有没有什么反常的现象、这些现象背后的本质是什么、他们的实验将为我们提供怎样推进的机会。
最后，需要指出的是，想出好的灵感是很困难的一件事，有些时候在不确定自己的想法是否是正确的时候，可以先行动起来，通过实验反馈来寻找灵感。
林宇桐：可能我们每个人在最开始都会有相对抽象一点的想要解决的问题。我认为可以在最开始把目标设置地高一些，选一个自己觉得真的有价值的、值得研究的问题。虽然最后是否能够做成是另一件事，但至少研究是令你自己满意的。
韦毅轩：每个人在做科研的过程中都会有各种想法，那么应当如何判断一个想法是否有价值？我想分享一下我的导师给予我的建议：你心里需要清楚，在三到五年的时间里，你希望去实现一个怎样的宏观目标，你的每一个具体选题对于这个宏观目标的实现是否有价值，如果有，这就是值得你去做的选题。当然，我们在最初想到一个灵感之后会觉得很兴奋，但随着你对它的一步步验证、开始接触各种技术细节，这个灵感在你的心中会逐渐变得平淡，这个时候要回到最开始，去想它之于你宏观目标的意义以及你最初的心情。这时，你会发现此前的所有工作都是在印证你想法的新意和正确性。
科研成长：不同路径皆可成，要主动与导师沟通
Q：三位同学都是微软亚洲研究院与高校联合培养的博士生，当时为什么选择联培项目？在你的科研历程中，是否碰到过瓶颈期？是如何度过的？
刘泽：想做科研，这是我选择联培项目的初心，学校的导师王永教授非常支持我，也在未来科研方向上给了我很多建议。我在这里也遇到了很好的伙伴和 mentor，在科研之路上给了我更大的信仰。
最初来到研究院开始做科研的时候，我尝试的是组里相对新的一个方向，所以需要判断哪些是真的值得去做的东西。当时我的两位导师给予了我很多帮助，比如怎么选题、怎么推进实验。同时我的 mentor 胡瀚老师的“位置意识”对我影响很深，经历了快一年的不断思索和摸爬滚打，在导师的指导下，我最终在研一的时候投出了自己的第一篇 ECCV 论文。
林宇桐：联培无疑是非常好的机会，所以我当时就想试一下。学校和研究院的双边培养让我接触到不同领域，给了我很宽阔的学术视野。我感觉在两位导师的指导下，我在学校这边能看到 AI 落地的实践方向，比较兴奋；而在研究院这边，可以接触到很前沿、很热门的研究。
读联培博士的前两年我还一直有师兄指导，所有带过我的师兄都能力很强，而且非常有耐心。现在我也在自己独立地去探索，虽然许多尝试是失败的，但是两位导师和 mentor 一直给予我各种帮助和鼓励，会帮我一起想解决办法，而且会适时地开导我。所以，到目前为止，我在科研上的心态还是很好的。
韦毅轩：我选择联培的原因和两位同学也比较像，无论是学校的温老师和研究院的导师、mentor，都给了我很好的指导。科研方面我和刘泽比较像，都是进到组里来的时候，选择了一个相对不熟悉的领域。我进组的时候，之前做视觉语言联合建模的两位同学一位毕业了、一位实习结束，所以当时组里除了导师，没有同学和我的方向一致。不过，在和导师认真讨论后，我们一致觉得这个方向在学术领域具有一定的重要性和价值，就决定继续做下去。
Q：三位同学的科研生活模式虽然有一些差异，但都提到了导师指导的重要性。那么对于即将攻读博士的学弟学妹，就“如何与导师保持良性互动”这个话题，你们有怎样的建议呢？
刘泽：与导师沟通是读博道路上的不二法门。作为学生，自己要积极主动一点，要多向导师们请教，同时不要害羞表达自己的想法，在交流过程中获得进步。
韦毅轩：是的，我和师兄们会主动与导师构架起一种合作者的关系，学生要逐步变得主动和独立，而不是什么都靠导师。开会后、吃饭时、茶歇时都可以去跟导师聊一聊，我在科研上的很多进步与体悟是在和导师交流的过程中取得的。
林宇桐：我很同意前面两位的说法，很多同学害怕导师给很大压力。而我个人觉得导师给予一些压力通常是非常有正向引导作用的；如果导师没有时刻要求你，你甚至可以主动去找导师，向他汇报你的情况。同时，不要隐瞒，交代给自己的工作做到哪里就如实汇报到哪里，没有完成也没有关系，导师知道你的进展情况才能更具针对性地给予你建议。