釋放器物的靈魂

 

米高安哲羅不朽的大衞像，原本是塊廢棄的大理石：雕刻家雕造人像時，不小心鑿開大洞。石頭最後到了米氏手上，他孤獨地日夜苦幹，終於創造出壯美無比的大衞。有人問米高安哲羅如何做到，他說：「我沒有雕刻，只是用刀把多餘的部分鑿掉，將禁錮在石中的生命解放出來。」

米氏的回答，玄妙而發人深省。可觸可感的創造，除了藝術，就是工程。工程學英文engineering源自拉丁語ingenium和ingeniare，指巧思和設計。在本港，工程學不算是受歡迎的學科，工程人忠厚樸實、不擅辭令，在實驗室埋頭苦幹的形象深入人心。但二十一世紀是創新的年代，扎實的工程學養，是解決問題，築構未來的窗戶。高錕教授於2009年憑光纖獲頒諾貝爾物理學獎，揭示「形而下」的器物亦能一登堂奧，掀起革新；Facebook和蘋果科技產品帶來驚喜，人的生活、人與人的關係不再一樣；自動機械提升生產力，一場疫症，開啟人機相處的首章。

工程在中學不是選修科，工程到底學甚麼？怎樣的人適合讀工程？四年修習過後，工程人有怎樣的舞台，可以為自己建立怎樣的身分？我們挑選工程學的兩門顯學——人工智能（AI, artificial intelligence）和機械人，邀請了三位專家——禤永明系統工程與工程管理學教授蒙美玲，機械與自動化工程學系教授任揚和劉達銘，談談工程學、AI和自動機械的種種。

工程就是解決問題

工程是用數學和科學等知識，發明、設計、建造和改良器物，包含機械、材料，以至信號系統和程式等。「工程就是解決問題——機械工程用機械解決問題，電子工程以電子和信號解決問題。如果他懂理論，卻不能解決現實問題，那他就不是一個好的工程師。」劉達銘笑稱，行內人常戲謔，科學家製造問題，工程師解決問題。科學家、工程師和業者，有緊密的三角關係：生物醫學家了解人體、細胞和疾病，工程師創造儀器，醫生和治療師使用儀器和科技。

「舉凡機器和材料運作太慢、危險和複雜，我們便會想辦法改良和解決。觸得到看得見的，簡單如眼鏡的工學，都屬於機械和自動化工程，肉眼不能看見運作的，如電子、信號和程式等，就屬於電機和電腦工程。」

甚麼人適合讀工程？

「喜歡解決問題、喜歡挑戰和變化的。我們常有新項目，不會重覆自己，想法和發明會放到現實去試驗和操作。」三歲自香港移民澳洲，劉達銘在墨爾本大學就讀本科和博士，到過法國，兜兜轉轉回到出生地。言辭質樸、誠懇，用實物——機械臂教學，讓學生從做中學習，令他成為深受歡迎的年輕教師。在澳洲讀高中，他自言「坐唔定」，不喜歡朝九晚六的辦公室工作，在選科的性格測驗，廿個建議科目中，十多個是工程。那年在墨大開放日，他看見機械臂，傾心不已，澳洲流行雙學位，他主修電腦科學和機電、機械和自動化工程，以後就是優秀學生和年輕學者的崢嶸故事。初入大學的一年級生喜歡他深入淺出，其實，他很有要求。再問他，讀工程，需不需要熱愛數理？敦厚的老師，答得實在：

「數理是基礎，但我們是應用數理，不是深造，故毋須熱愛。」

人機同行的未來

知識經得起現實的考驗，一切才有意義。劉達銘所屬的機械與自動化工程學系，着重動手做，學生有參與機械人大賽，加入教授與政府和業界的合作項目，也有自己發掘題材，誠邀老師指導的。讀工程是心思和血汗的盡情揮灑，四年過後，創新的志向可否在更大的舞台延續？

劉達銘教授

「一定會有舞台，而且是很大的。我們好多畢業生找到理想的工作，不止是『兩電一鐵』（中電、港電和港鐵）。」教授自信道來。「道理很簡單，機械就是替代人做厭惡和危險工作。每人都要住屋，但幾多人願意建樓，做建築工人？供求明顯有巨大落差。清潔污渠、外牆工作和導致肺塵病的噴油作業不可少，但卻很厭惡。農業也是，多少人吃飯，又有多少人想務農？由這些落差可見，自動機械的市場是很大的。」

就如，水務署、渠務署、漁農自然護理署、環境保護署、多間建築和人工智能公司是學系長年合作夥伴，經常邀請系內師生建造自動系統。有四年級生到漁護署無塵水耕種植中心視察，製作機械人，實現自動種植；污水處理廠的沉澱池有加快沉澱的斜板，以往由人站在上面清潔，危險骯髒，現時由學系設計的機械人代勞。劉達銘的志向，是改革保守落後的建築業，中大再生園的弧形磚牆，由他與學生創造的機械人建造而成，不經人手，是革新宏圖裏的一小步。

從頭看人工智能

如果機械是軀體，人工智能就是大腦和靈魂。後者是近年炙手可熱的科技，我們常常談及AI，但它究竟是甚麼？跟一般自動機器有何分別？

「人工智能是吸收和摹仿人類智慧的科技，能勝任人才能做的工作。人的智能包含學習、推理、解難、感知和語言溝通。最重要是，它懂得改善自己。」專研語音的人工智能專家蒙美玲解釋。AI的概念自五十年代已有，全賴硬件進步和電腦運算功能提升，可處理大量數據，構想才得以實現。簡單來說，人工智能靠分類建立知識體系，像辨認人臉、物件和語音。圍棋AI AlphaGo擊敗人類頂尖棋手，靠的是上億訓練後，辨識出最有勝算的棋路。觀千劍，方可識器，要準確辨識，前提是有大量材料。向演算法投入資料，例如貓和狗的圖片，再就辨認結果打分，人工智能就能認出是何種動物；人工智能的數學方程也能組成猶如人腦的多層神經網絡，自大數據學習。前者稱機器學習，是AI的本體和知識論；後者為深度學習，是機器學習的方法之一。

蒙美玲教授與任揚教授

不少人覺得AI屬理科和高科技，事實上，要創造人工智能，數學和工程知識是根本，但要媲美人類智慧，達至無遠弗界，還須不同學科加持。若AI是人，關於它最恰切的形容，就是「文藝復興人」。以人工智能最複雜的範疇——語音為例，一段說話，糅合立意、情感、態度、性格，流露說話者的年齡、教育、身分、語言能力、身體狀況和身處環境，信息多樣。蒙美玲研發的語音辨識和合成系統，須理解概念情感、懂得推理、掌握文法修辭、咬字發音，顧及語境和場合，這就牽涉語言學、心理學、認知科學等範疇。

睿智是一切的關鍵

AI能力多大，爭議與隱憂就有多深。科技是會歧出的，取代人手，削減工種、侵犯私隱、以假亂真、道德責任不能釐清，是真實要解決的問題。蒙美玲與自動化專家任揚在初中推行人工智能普及教育，強調倫理意識是人在科技世代愉快安然的關鍵。「互聯網剛出現時，我們沒有注重倫理，結果好多不好的事發生。我們希望人們從小理解AI科技，思考它在社會的角色，特別是倫理。」任揚說。

缺了那點省悟的靈光，人工智能同樣不能創出科學原理。任揚續指：「人可以簡約道出事件原因和精髓，AI卻不能。它可以根據牛頓定律預測趨勢，準確度百分之九十九點九九，卻不能發現牛頓定理。但它的精準可以啟發人去發明事物。」

科學與人文

有靈魂的科技，關乎人性，不是冷冰冰的死物。創造者在屬於他的那一塊石，貫注他的個性、熱情和識見，偉大的創造，蘊含對人的深刻了解。工程師要有一顆細心，體察人的需要，才能解決問題，帶人走進美好。

「人工智能有『自然用戶界面』的概念，現時輸入不一定打字，可以用語音，跟與人對話一樣自然。隨着數據愈發齊全，AI服務不同年紀、種族和語言的人更為熨貼。」蒙美玲說。一些患中風、柏金遜症或腦部受損的人士，說話難以辨識，教授的系統可直接將語音傳譯，準繩度遠高於主流引擎。「AI能幫助學習，增加社會共融，將來，像『兩生花』，每個人都會有一個數碼分身。」她和顏笑說。

善良的人，可以瞥見物件裏的善良靈魂，用巧思解放祂，然後，將生命的火花遞給困難的眾生，驅散陰霾與憾恨。在跟威爾斯醫院骨科及義肢矯形部合作的項目，劉達銘的學生相詢受助者的需要，製造義肢，助他們圓夢和重拾尋常的快樂。數次溝通和改良後，受助人能以新手單手盛湯炒餸；小孩子能重拾琴弓，拉奏小提琴。

「未來的工程師要用能力和熱情賦予人希望，令用者感受關懷。工程不是死氣沉沉，而是關乎人性、人面對的生活處境，要有初心和人的個性。

「我們理解截肢者，就是失去能力去做某些事，但如果可以補救他的日常生活，這也不算是殘障。」劉達銘踏實又超然說着。「機械填補的，不止是工作和生活的能力，還有令人享受生活——跳繩、打乒乓球的機會，他可以跟家人朋友一起玩。起居、工作、玩樂和運動，我們都會照顧到。」

在石黑一雄的小說《克拉拉與太陽》中，「人工友伴」克拉拉陪伴患病少女，細膩善感的她，由太陽賦予生命，在冰冷扭曲的世界，她卻是溫煦的存在，為愛的人和不全然理解的人間，奉獻一切。機械人愈發體貼，人會否外判情感與人性？對着機械人，人能矜誇甚麼？我們應怎樣愛？

「人的心，就像是一棟有許多房間的屋子。我會走遍每個房間，一間間探究，直到它們變成我自己的房間。」

人心被AI走遍的那天，我們會明白自己和別人的心嗎？

文字／amyli@cuhkcontents
攝影／Keith Hiro
圖像／江樂韻
統籌／陳百亨
製作／eddiechan@cuhkit、katecheung@cuhkit

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人工智能 工程學院 禤永明系統工程與工程管理學 蒙美玲 機械與自動化工程學系 任揚 劉達銘