圖片︰星島頭條網

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STEM代表的四個科目大家都知道,但四科如何融合應用,或者俗白的問一句︰「究竟STEM係搞邊科?」憑空解釋都幾有難度,我找到兩個故事實例跟大家分享。

第一台電子計算機(電腦)是1946年美國研製的ENIAC,總重三十噸,共用17,000個真空管,運作無比複雜。第二台改良版EDVAC由諾伊曼(John von Neumann)設計,電腦不單止纖體,使用二進制提升運算效率,更重要的是他從人腦的神經元功能得到靈感,想像出電腦進行「自我複製」及「模仿學習」的可能。諾伊曼於50年代致力於電腦「自我繁殖」的細胞化模型研究,為人工智能機器提供了大量思路。諾伊曼最初在柏林大學主修化學工程,他了解複雜化學反應的微妙之處,認為複製基因物質的原理,可以引用到電腦之上。

再說,你在郊野公園有沒有看過螞蟻的活動?當形成密麻麻的蟻群之後,螞蟻能剋制更龐大的對手;可記得《海底奇兵》的魚群,是如何驅走大鯊魚的嗎?還有是日落時的鳥群,它們保持有如特技飛行編隊的隊形和默契。以上種種自然現象,稱之為集群現象(Swarm),把這個自然現象引用到AI機械人之上,大家可能想起《變型金剛》的情節,事實上,幾年前哈佛大學已經發展有如魚群、鳥群、螞蟻般集群行動的機械人Kilobot,這個小如昆蟲的機械人,將來可用於清理油污、深海冒險以及太空探索領域。

香港中文大學機械與自動化工程學系的張立教授領導的研究團隊,上周宣佈研究出以磁性導航的納米機械人,能進入人體進行不同集群形態轉變活動,為生物醫學界帶來新希望。據張立教授透露,納米機械人加入AI的自動學習及模仿功能的話,可執行的任務更多,應用範圍更廣。納米等如頭髮直徑千分之一,比起Kilobot,這個機械人跨出了一大步,然而,兩者發展方向都沿於對大自然現象的觀察和想像力。

第一台ENIAC電腦彷如一層豪宅之大,今天我們預期的微型智能機器,將真的如細胞般微小,同時又有如細胞般學習和模仿能力,驚嘆的是,這個進步前後只花了七十年左右。推動科技進步是來自人類的想像力,而想像力是來自跨學科、跨科學,以上故事讓我們會更加理解, STEM教育究竟係搞邊科。




黃秉華

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