工程科學與明日世界

論壇圓滿舉行

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科技群英華山論劍

共謀獻策智慧城市

(左起) 團結香港基金總幹事鄭李錦芬女士、香港理工大學建設及環境學院院長徐幼麟教授、香港科技大學電子及計算機工程學系教授馮雁教授、香港城市大學副校長(研究及科技)呂堅教授、香港大學電機電子工程系林護基金講席教授吳學奎教授、香港大學機械工程系教授王立秋教授、香港工程科學院常務副院長程伯中教授、以及香港理工大學校長、香港工程科學院院長唐偉章教授合照。

唐偉章教授

唐偉章教授在論壇開始時,先向剛剛辭世,香港工程科學院創院院士之一的高錕教授致敬,讚揚高錕教授對全球作出巨大貢獻,對高錕教授離世感到深切哀痛,僅代表香港工程科學院向高教授家人致以深切慰問。

唐偉章教授

唐偉章教授表示工程科學發展與社會進步息息相關,明日世界會否令人類生活更好更舒適,要視乎工程科學的發展。政府早前已公布香港智慧城市發展藍圖,包括智慧出行、智慧生活、智慧環境、智慧市民、智慧政府和智慧經濟,未來可否落實,香港未來市民大眾的生活如何,全靠在座多位工程師或在座的未來工程師。

王立秋

王立秋教授,香港大學機械工程系教授

  • 講題:衣物免洗是否可以實現

樹葉表面有一層可以防水防油的物料,這種具疏液性能的物料,可應用在很多方面,包括衣服和廚房餐具,甚至是航海事業和軍事裝備等等,可以省卻清洗的麻煩,及減低船隻航行水底阻力,達致節省能源等目的,要做到理想防水性能,必須符合四個條件:一是可以不需以化學處理,這種材料就可以排掉液體,二是這種物料可去掉任何液體,而且耐用性強,三是可以短時間內大規模製備,四是成本要低,但目前未有任何物料可滿足這四項要求,所以香港大學團隊進行相關研究,希望可以研製出可同時滿足四項要求的疏液物料。

團隊研發的新物料,以純物理方法處埋,以仿生設計原理,模仿節肢動物跳蟲的表皮構造,以凹凸的表面結構,增加物料強韌度和防水性能,有效地解決防水能力和強韌度難以兼容的矛盾,研究人員又以「微流控液滴」方法,製造出多孔疏液表面,可以製造出大面積的物料,並準確控制物料表面結構,而每平方米造價只需0.6到1.1元,是市場上其他同類型物料價格的數千分之一,這種方法亦不需要改變物料表面的化學物質,就可以將清水清油的材料,變為疏水疏油材料,即使表面已變得濕潤﹐亦可回復疏液性能,由於物料柔軟性強,應用範圍廣泛﹐包括建築、汽車、化工、電子、環境、海上建體、軍事裝備等商業化的應用,如果這種疏液物料應用在運油船上,一年可節省使用原油超過一億萬桶,亦可大量減少二氧化碳排放,在家居上應用上,例如可做到不用清洗衣服,亦大大節省用水量。

吳學奎教授

吳學奎教授,香港大學電機電子工程系林護基金講席教授、生物醫學工程講座教授

  • 講題:生物醫學磁共振成像技術

影像技術在過去三十年有很大的發展,主要是在物理、計算和工程方面的發展,在一百多年前首次發現將X光用於醫學技術上,之後有了計算方面的發展,又出現三維CT和利用磁共振等成像技術,MRI原理基於核磁共振現象,這種現象可以說是大自然賦予給人類的,人體中的很多基本元素;例如是水和鈉等,都會出現核磁共振現象,物質分子不同結構環境中,會出現的不同衰減程度,只要通過外加的磁場檢測電磁波,便可改變共振頻率,從而反映細胞的物理和化學狀態,以及對環境變化高度敏感代謝物,根據這些頻率訊息變化,利用數學運算,便可繪製出生物體內投射出來的結構影像,要將核磁共振應用在醫學臨床方面,必需有很強的磁鐵,因為磁鐵的磁場越高,訊號就會越強,得到的圖像會越清𥇦,在很多發達國家﹐已開始將MRI技術與臨床診斷和手術結合起來,在進行手術期間,同時觀察以MRI取得的圖像分析。

由於MRI技術要求的物理和數算性都很強,過去這些技術都被通用電器、西門子和飛利浦三大企業壟斷,但近十年中國培育出大批這方面的人材,在內地和香港都有多間主攻這方面技術的大規模公司企業,至於臨床應用方面,MRI可提供多角度影像作為對比參考,精確分析物質在人體內的位置,此外亦可提供動態的成像。

近年與團隊正致力研究以核磁共振開發新臨床醫療技術,特別是對人類大腦運作進行仔細測試,包括研究人類視覺、嗅覺、聽覺及記憶等感官,如何影響大腦細胞發出訊號及不同細胞訊息如何在大腦網絡中相互交流和傳達,相信未來主要集中在磁共振新技術和概念上發展,例如如何令磁共振變得更安靜和將計算結合影像技術進行臨床診斷。

呂堅教授

呂堅教授,香港城市大學副校長(研究及科技)、機械工程講座教授

  • 講題:結構納米材料與應用

人類未來發展講求速度和機動性,飛機、汽車和高鐵都要減重, 務求加快行駛速度,所以有需要研發又輕又好的新型材料,這是結構材質研究未來的挑戰,中國是霧霾非常嚴重的國家,每年排出達78億噸二氧化碳,主要來自鋼鐵、水泥和發電產生,如果能夠提高有關方面的效率和提高能源效益,便可大大減少二氧化碳的排放量,研究結構材料的科學家和工程師們,最關注如何加強材料的強度和韌性,研究團隊著眼在納米層次研發不同的材料,包括金屬、陶瓷和玻璃等等,過去每次研發現新的材料,都大大推進人類的發展,現在已進入納米時代,納米技術是指在100納米左右的體積;即相當於一個細菌的大小體積內的可控技術,10個納米就是DNA,納米技術就是指10個納米到100納米之內的可控技術。

一般材料通常有兩種狀態,一是原子有序排列的晶體材料和多晶材料,另外一種是無序排列的非晶材料或玻璃和金屬玻璃,我們就是要研究如何把這兩種結構材料運用,而未來發展創新的元素有三個,就是創新的唯一性、最佳性和顛覆性。

超納米材料是去年創造出來;一種以PVD製造的新型顛覆性材料,屬全新的金屬材料的家族一員,定義是指排列有序而體積少於10納米的材料,這次城市大學團隊研發出來的超納米體積約為6納米,它的性能大大超越以前的鎂合屬金,可應用在醫學上,例如作為生物降解物料植入人體內,可隨時間被人體吸收,無需再進行第二次手術,其次是光學性能良好,可作為下一代的手機外殻,此外亦可作為飛機的材料,因為具備良好的變形性能,作為飛機翼部分,可根據風向、風力,增加調整機翼的彈性和形狀的能力,有助調節飛機升力和降力,亦可作為汽車材料,從改良空氣動力學層面來增強汽車性能。

至於3D及4D打印納米陶瓷技術,現時3D打印已非常普遍,而4D打印就在3D打印技術上再加多一維,打印出更複雜的物件結構,下一代手機和航空發動機的高溫葉片亦可利用此種技術作打印陶瓷。

徐幼麟教授

徐幼麟教授,香港理工大學建設及環境學院院長、結構工程講座教授

  • 講題:大跨度橋樑結構健康監察技術

過去二十年全球多地都有興建大跨度橋樑,港珠澳大橋就是由很多不同結構橋樑組成的超級大跨度橋樑,大橋落成後要經歷日曬雨淋和承受汽車通過的壓力,甚至地震衝擊,如果保養不宜,橋樑結構會出問題,甚至造成危險,一般橋樑設計以使用一百年為基礎,二十多年前興建青馬大橋時,就出現了監察橋樑結構健康的構想,而橋樑結構健康監察技術主要分兩部分,一是傳感系統,另一個是數據分析系統,相當於人類的神經和大腦,先以用傳感器採集信訊,然後要進行數據管理和分析等,例如出現颱風時,系統可收集橋樑承受的風力數據,亦可以收集到通過橋樑的不同汽車種類,以作分析參考,其中一個具挑戰性的工作,是如何確保完善監察到壽命長達逾百年的橋樑,另外大跨度橋樑屬智慧橋樑,是智慧交通的一部分,交通又是智慧城市一部分,如何與其他系統結合亦是一大挑戰。

馮雁教授

馮雁教授,香港科技大學電子及計算機工程學系教授

  • 講題:具同理心的機械人如何改善民生的人工智能

人工智能是機械人的腦部,機械人就是人工智能的身體,人工智能發展下去,除了要求人工智能明白人類語言字面意思,亦希望人工智能可以了解人類語言背後的真正意圖和情感,做到貼近人與人之間深層次交流,就是所謂的機械人同理心,如果缺乏同理心,機械人將難以為人類提供真正的幫助。

人類歷史上出現過多次工業革命,第一次工業革命是指十九世紀人類發明蒸氣機,第二次工業革命人類發明了電,第三次工業革命是上世紀六、七十年代的電子及數碼革命,而第四次工業命就是指人工智能和機械人,而第四次工業革命將會在多方面為人類帶來徹底改變,人工智能利用大數據及超級電腦和機械學習方法,近年在這方面已取得重大突破,在教育、醫學、金融甚至日常生活都出現徹底變化。

人工智能與其他科技的主要分別,人工智能是以人為本,發明人工智能是一項用來幫助人類的科技,需要講求人與機械的合作及人與人的合作,所以並不是單靠在實驗室內做出來,而是科學家要與社會上每個行業合作,才可研發出來的技術,研究著眼於如何令人工智能學習得更像人類,以及如何可以全方位學習。

現時每一種人工智能的功能只集中在一個範疇,將來會發展為全方位人工智能,即一個系統可以有多種功能,不過如果機械人可以模仿人類,就必須要考慮到可能會做成的道德倫理問題,必須克服如何控制這方面的危機,如何製定標準,令機械人做到真正為人類服務。

程伯中教授

座談會環節:

香港工程科學院常務副院長、中大卓敏電子工程學講座教授程伯中教授主持,與各位教授討論未來智慧城市路向。

程伯中教授:香港未來幾年在交通運輸、醫療提升、新材料應用、推廣大數據和人工      智能方面,面對甚麼挑戰?我們需要甚麼新科技,進一步改善生活?

王立秋教授:香港需要發展新科技,必須有可以協助科技發展的環境和政策,這方面的領域很廣,香港應該集中發展對香港有利的領域,  必需要有顛覆性和競爭力的創新,不能光解決一個小問題,否則一段時間後,香港又會變成一個落後的地方。

吳學奎教授:香港未來最大的挑戰是人口老化,但香港似乎未有好好準備,香港有很好的醫療,但如何利用,政府應該有更大程度上的主動。

呂堅教授:香港是一個非常有潛力的城市,從智慧城市來講,香港耗能按GDP來算是最低的,因為軌道運輸和電動車都用得比較多,市民對高科技態度也比較開放,但如何以高科技支持發展,目前還是有欠缺,包括如何挽留高新企業留在香港。

馮雁教授:香港如果有很多高新科技公司出口,亦是值得令人驕傲的事,香港十多年前錯過了互聯網經濟發展機遇,未來必需把握新一波發展人工智能的機會,政府、高校及業界都非常重視,香港傳統在醫療和金融經濟領域處於世界領先地位,是一個非常好的優勢和場境,容許香港研究人員發揮人工智能科研能力,所以香港很大機會可以成為下一個人工智能創新基地。

徐幼麟教授:香港雖然小,但學者和政府及工業界的連繫非常密切,香港非常有條件爭取成為智慧城市,在各方面都有很多人材,政府要增加這方面的投資,雖然暫時與新加坡等國家相比稍為落後,但相信很快可以趕上。

台下發問:中國人不太願意與人合作,政府成立大灣區是鼓勵全方面合作的一個千載難逢的機會,政府、企業、非政府機構和傳媒要四方面合作。

台下發問:人工智能是將來發展方向,目前香港在人工智能駕駛方面的能力到甚麼水平?欠缺甚麼?

台下發問:是否可能與醫管局合作進;例如MRI、人工智能或大數據的發展?

馮雁教授:首先全方位合作是非常重要,另一個自動駕駛,但相信干五年內都不會全面出現,目前欠缺的最主要是有關法律方面的問題,各方面正在努力,但最大難處是科技每天在變,今天定下的法律,明天可能已不適用,目前技術上自動駕駛可以應用沒有特別環境的高速公路,以自動駕駛技術協助老人及一般人駕駛,是可以期望到的技術,至於與醫管局合作人工智能醫療技術方面,目前已在進行中,是一個很重要的方向,主要遇到的是在收集大數據方面的挑戰。

吳學奎教授:香港過去基本教育很好,但沒有太大變化,然而時代不斷變化,所以有必要跟上世界潮流,香港雖然錯過了幾個機遇,但其實並未完全錯過,在醫療方面,香港有很好的模式推動下一代的醫療,醫療數據是很人為的東西,通過大數據把人和技術結合起來服務醫療,至於人工智能方面,計算術變化很快,可通過人工智能或低成本運算取代硬件部分。

座談會

徐幼麟教授:大灣區合作非常重要,港珠澳大橋就是一個典範,在智慧城市方面,理工大學將成立智慧城市研究院,推動這方面的研究。

台下發問:使用人工智能的道德問題非常重要,因為對人類影響廣泛,香港在這方面做很好。

台下發問:智慧城市的智慧何來?建議可創立一個創新科技人材管理中心,組織起一批有經驗的科技界和工業界人士帶領年青人。

台下發問:香港很多能源靠入口,香港是否有在能源方面做研究,協助應付香港未來能源需求?

徐幼麟教授:香港人均耗能量已經是比世界其他地方低,理工大學在節能減排及智能化的工作做很多,另一方面是新能源,包括太陽能、風力、水力等再生能源,可以更環境。

馮雁教授:人工智能其中一個重點是制定道德倫理標準,香港科技大學研究中心在這    方面做了很多工作,因為如果人工智能缺乏倫理,根本不可能做福人類。

呂堅教授:香港能源有百分之三十是核能,將來大灣區有二十多個核電站,所以核安全是很重要的問題,所以非常重視低碳能源,而核安全沒有最高,只有更高,將風險降到最低,還是要降到更低,未來大灣區核能源是很重要的,氣體能源亦是一個重要能源。

鄭李錦芬女士 

座談環節氣氛非常熱鬧,徐幼麟教授在座談會環節回應提問,很多入場市民都希望向各位教授發問問題,座談會亦要加場。衷心感謝大家支持。

創科博覽2018 工程科學與明日世界專家論壇圓滿舉行 

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