科学研究
科学智能与物理感知实验室
PI：Yuduo GUO
研究方向：聚焦物理驱动的可信科学智能，以天文观测、计算光学与远距离遥感为核心应用场景，致力于突破经典物理探测极限，实现从物理测量到科学发现的全链路智能闭环。
课题组简介
科学智能与物理感知实验室隶属清华大学人工智能学院，由郭钰铎助理教授领衔。实验室致力于研究物理驱动的可信科学智能（Physics-informed AI for Science），将物理规律内生于神经网络架构，以人工智能驱动革新科学仪器设计，打破传统物理硬件与智能算法的二元边界，构建新一代科学探索范式。
宇宙中的物理信号在抵达探测器时往往已严重退化：光子被背景噪声淹没、波前受大气湍流畸变、图像因光学像差而失真。这些并非工程实现层面的局限，而是经典物理框架下探测能力的根本瓶颈。PAIS Lab致力于突破上述极端条件下的探测极限，在极深场天文成像、广域大气湍流三维层析感知与计算光场成像等方向取得系列进展，相关成果以第一作者身份发表于 Science、Nature 与 Nature Photonics。
实验室设有三条核心研究线：AI驱动的物理感知架构、任务导向的智能科学仪器、以及多波段天文科学智能体系。我们不仅研究算法，更与望远镜、传感器、光学系统协同设计，将智能推向硬件前端，让AI成为探索宇宙的真正工具。
代表性论文
• Yuduo Guo†, Hao Zhang†, Mingyu Li†, et al. "Deeper detection limits in astronomical imaging using self-supervised spatiotemporal denoising." Science (First Release, 2026).
• Yuduo Guo†, Yuhan Hao†, Sen Wan†, et al. "Direct observation of atmospheric turbulence with a video-rate wide-field wavefront sensor." Nature Photonics, 18, 935–943 (2024).
• Jiamin Wu†, Yuduo Guo†, Chao Deng†, et al. "An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography." [ESI Highly Cited Paper] Nature, 612, 62–71 (2022).
• Yuduo Guo†, Peixin Weng†, Hao Zhang†, Chen Zhu†, et al, "Computational imaging towards next-generation optical observational astronomy," Photon. Insights 5, R04 (2026).
课题组风格和人才培养理念
PAIS Lab 秉持科学驱动、问题导向的研究理念。我们认为，真正有价值的 AI 工作源于对真实物理问题的深刻理解，而非对基准数据集的反复堆砌。实验室鼓励学生直接面向望远镜观测数据、光学系统与实际天文观测，在真实的科学场景中凝练核心研究问题。
实验室重视因材施教：无论背景来自计算机、自动化、物理还是天文，均可找到契合自身的研究方向与切入点。实验室配备充足的算力、存储资源与国际合作渠道，并注重营造开放、协作的学术氛围。我们相信，可持续的科研状态是产出高质量成果的前提，倡导积极健康的科研生活方式，致力于与每一位成员共同探索更深邃、更遥远的宇宙。
课题组联系方式
欢迎对物理驱动AI、天文科学智能、计算成像感兴趣的学者与同学（博士生、硕士生及科研实习生）加入。请发送个人简历至：gyd@tsinghua.edu.cn