AI:人算不如機算?

釋放器物的靈魂

工程學再發現

釋放器物的靈魂
工程學再發現

曾經的夢幻泡影,如今逐漸成真,一直只是空想的人工智能,已在不知不覺間遍及現實生活各方面,隨之而來的,是陣陣亢奮和不安。為一探人工智能年代下我們該何去何從、人機如何共生,《中大通訊》走遍山城,訪問了理學、商學、社科、人文、法律、教育等領域共十多位學者。今期先有工程學院三位專家沉機觀變,研判工程學在這大時代下的路向,帶我們踏進人工智能的大千世界。

 

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ingeniumingeniare,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。

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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。

砌磚機械人築構磚牆。「自動化的好處是可以用不同角度擺磚,設計的可能性多了。」劉達銘教授說。

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。

中大研發的AI玩具車上演經典電車難題:該撞老人還是小孩?玩家可編寫簡易的積木方程決定答案,由懂得辨認的玩具車執行


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。

機械與自動化工程學系畢業生、中大賽馬會「智」為未來計劃統籌章文杰設計的書法機械人,旁白以AI合成,摹擬奧巴馬說話。AI摹擬人聲幾可亂真,令人驚歎之餘,亦引起保安疑慮


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。」

受助者以新手演奏、炒餸和玩樂(來源:香港電台《醫生與你》)


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