新任副院長王幼行教授以工程專業守護大自然

「小時候，我曾經以為自己長大後將會到非洲成為專業動物觀察員。」科大新任工學院副院長（本科生教務）王幼行教授說。這位熱愛大自然的土力工程學教授至今在大學校園內發現了63種鳥類和多個樹木品種，更曾巧遇赤麂。他專注於人工智能在土木及環境工程上的應用，以利智慧城市之可持續發展。

王教授自幼與大自然結緣，年輕時選修土木工程，一方面能滿足家人期望，另一方面也符合自己對大自然的興趣。「作為土木工程學的一個分支，『土力工程學』並非與人造的材料相關，而是探索泥土及岩石等天然材料的力學行為，與地震、山泥傾瀉等天然災害的關聯，是研習大地之母的學問。」

王教授在國立臺灣大學取得學士及碩士學位後負笈美國，在喬治亞理工學院攻讀博士。他的博士研究以泥土內力學波傳播時的能源損耗為題，必須在零噪音、無震動的實驗室環境中進行多項實驗。為此，他整整一個學期於最寧靜的凌晨12時至早上6時時段到實驗室埋首工作，接著返回宿舍房間梳洗，再於早上8時上課。努力不懈的認真研習為王教授取得卓越成果，獲喬治亞理工學院頒發獎勵優秀博士生的George F. Sowers獎。

留學美國的經驗大大改變了王教授。他說：「我的博士指導老師Prof. Carlos SANTAMARINA突破傳統的思維令我大開眼界。他看到醫學研究在採用電腦斷層掃描（CT scan）後發展一日千里，於是深受啟發，開始用電磁波掃描泥土和石塊等岩土材料。非破壞性檢測技術現已被廣泛使用，但在1997年時，對於岩土工程來說，這卻是創新的方法。此外，我們也一同研究微觀力學和傳感科技，這些技術當時都是超越傳統的。」

完成博士課程兩個月前，王教授先後獲科大和新加坡南洋理工大學面試。「我很久以前已經聽說過科大的學術佳績，但面試卻表現平平，所以感到十分沮喪。然而，面試翌日，我在大學學術廊偶然碰到聖詩班，他們在高唱《God Will Make a Way》（神要開道路）。優美的歌聲令我心情平靜下來，我也知道科大是我該留下的地方。」

王教授最近獲頒長期服務獎，回望二十年科大日子，當中雖有起有落，但每次他都憑著勇氣和力量迎難而上，克服了大大小小的挑戰。

他的博士指導老師每隔數年便會改變研究方向，王教授也步其後塵，在科大進行了不同範疇的研究工作，努力解決各種實際的問題。他喜歡採用以學生為本的教學法，招募同學一同製造傳感器，用來監察山泥傾瀉，參與同學除了來自不同工程學系，也有部份是參加Robocon機械人比賽的學生。這就是「科大宏博延展大數據研究廳」的開始。王教授是該研究廳的主任，這個創客空間專門研究土力工程物聯網、深度學習及大數據分析於可持續城市發展中的創新應用。

「土木工程師把傳感器安裝在山上，承受惡劣的戶外環境，所以我們的傳感器必須度身訂造，有能力抵禦不同的自然狀況。招募同學後，我們製成了第一代傳感器，當然，這代作品是完全沒用的！」王教授半開玩笑說。隨著團隊繼續探索，同學也日漸成熟，開始負上主導責任。團隊後來獲得數輪政府「創新及科技基金」的資助，逐步完善伺服器和硬件功能，以利大數據的儲存及人工智能運算所需。

團隊又主動向多個政府部門介紹他們的研究工作，並積極了解各部門的問題，最終成功幫助渠務署、土力工程處和香港天文台等，解決了各式各樣的問題。

其中一個項目涉及渠務署，署方當時正就搬遷沙田污水處理廠往岩洞計劃進行研究。由於搬遷工程可能影響城門河、吐露港和彭福公園一帶大小白鷺生態，王教授和團隊於是著手研究，以助署方開展環境影響評估。他們設計和設置了傳感器和攝影機，用來拍下白鷺影像，並以人工智能辨認。團隊透過研究白鷺繁殖行為和孵化期，探索如何在搬遷工程時間表上配合白鷺的生命週期。

為幫助樹木管理辦事處管理市內樹木，團隊設計了樹木傳感器，並使用人工智能進行數據分析。系統可以探測樹木有否傾斜，從而緊密監察樹木健康。他們並在科大「可持續發展智慧校園」計劃內開展了一個名為「Internet of Tree Things」的項目，為大學校園內的樹木安裝傳感器。

研究無彊界

王教授說：「研究應該無遠弗屆。當我把科技應用於解決難題時，我不會限制自己。」其研究所涵蓋的多個領域正是這個理念的實證。

王教授的研究團隊利用光學雷達（LiDAR）和三維點雲裝置量度汽車，監測廢氣排放的污染源，從而幫助監察空氣質素。他並鑽研人工智能建築信息模擬（AI-BIM）技術，設計了一套移動測圖系統，包括360度全景相機、光學雷達和外部電子裝置，全部內置於一個背包內。使用者可以背著這個背包來掃描建築物，以人工智能找出裂縫所在，再向建築信息模擬系統提供最新資料。王教授團隊獲政府創新及科技基金支持，現正研發移動測圖系統的升級版，由機械人承載系統，體現人工智能、機械人和人類專家的整合。

「許多人工智能公司以完全取代人類為夢想，但我認為人工智能科技的發展還未到達那個階段。」隨著變數越來越多，已訓練的人工智能所能預測的準確度會隨之下降，表現也會變差。「當人工智能犯錯時，責任由誰來負？這是道德的問題，與其讓人工智能取代我們，我們應該善用人工智能作一個工具。」

紀錄校園罕有物種

王教授是一位熱愛大自然的工程師，非常享受科大的優美校園環境。某天如常晨運散步時，他遇上了以色列國鳥「戴勝」，這個品種極少在香港現身。他於是決定再次肩負「動物觀察員」的使命，每天都帶著攝像機，先後在校園發現和紀錄了63種鳥類。他甚至在寧靜的一天於校園碰到赤麂，那是一種會發出像狗吠聲音的鹿。他也在校園安裝傳感器來監察樹木健康。為與其他大自然愛好者分享他所拍到的照片，王教授更開設了Instagram專頁@hkustbirds（屬於科大「可持續發展智慧校園」計劃下的另一項目，名為「You Will See a Hoopoe」）和Facebook專頁Amazing HKUST Campus plants 。

很多教授都會為學生畢業後受聘於知名大學或研究所而感到自豪。然而，王教授表示：「我當然會為同學和畢業生這些成就高興。但是，我認為看到他們快樂地生活、享受生命，已是我的最大成就。」談到近期一部以末日為題的Netflix電影《千萬別抬頭》（Don't Look Up）時，王教教說：「面對末日來臨之際，人們最終會選擇做的事情就是與家人共進晚餐，並向上帝祈禱。」他的座右銘來自聖經：「敬畏耶和華是智慧的開端。」

王教授現時為研究生宿舍及賽馬會大樓的舍監，也兩度獲工學院卓越教學嘉許獎，素來被形容為待人以誠、熱心教育的良師。2005年，王教授獲頒美國材料和試驗協會Hogentogler獎，此獎乃是協會轄下的D18土壤及岩石委員會所給予學術文章的最高榮譽。2013年，他獲得母校臺大土木工程學系頒發傑出校友獎。當上副院長後，他會與同為副院長的繆偉豪教授共同管理工學院的本科生事務。他認為任內最重要的兩項任務，是廣納本地和海外的優秀的學生，及統籌三個新本科課程（可持續能源工程學、生物工程學和決策分析學）的正式認證工作。

面對其他大學的熾熱競爭，王教授深信科大的國際排名、交流機會、本科生研究計劃、本科生主導體驗式學習計劃、學生為本的創客空間、師友計劃和輔導服務將繼續吸引優秀學生。其中最富吸引力之一，是新設的「工程學 – 延伸主修人工智能」課程。此課程讓學生可以在工程主修專業以外，有系統地修讀人工智能相關的科目。

他說：「科大擁有國際化的環境；這裡的學術自由確保同學可以為自己的志趣和抱負努力。」其中一個例子，就是由跨學科課程事務處提供的「跨學科自選主修」課程。這是大中華地區唯一一個同類課程，讓同學可以按照自己的志向和興趣，設計專屬的跨學科主修。

雖然本地的學生一般較注重日後事業發展，王教授認為更重要是能幫助同學把目光放遠一點，提升學習的技能。他指出今天最熱門的領域，在數年後也可能不再炙手可熱。他這樣勉勵有志成為工程師的年輕人：「不要為自己的潛能設限，勇敢嘗試所有可能性。」

相關連結：

• 工學院新聞（2021年12月31日）：王幼行教授獲委任為工學院副院長（本科生教務）