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[訪談] AI 在工程的應用_黃杰森教授

黃杰森教授
   受訪人:應用數學系 黃杰森教授
   組別:第 8 組   
 
   訪問組員:   
       B063012057 吳浩瑋   
       B074020043 楊佳真   
       B085040036 黃承澤    
 

黃杰森教授  
   AI 與工程   

1. 請問老師在這次「AI 與工程」演講中,會介紹哪些內容呢? 

主要會談到 AI 中所使用到的平行計算工具和模式,當初從 1990 年代初期的平行計算機發展過程到現在比較新的平行計算機的模式跟應用,也會大概介紹AI 大數據發展的現況跟歷史。

2. 老師的研究領域以及如何把數學和 AI 連結?

我的研究主要是在做計算的方面,AI 是計算的其中一個面向。我認為不管在做什麼樣的研究,一定要考慮的因素有兩個:第一個是理論的發展,第二個是有沒有辦法實現。就 AI 這方面來說,在理論的發展上會用到許多跟數學相關的工具作為輔助,就像以前大家常常講的類神經網路學科,這門學科其實很早就已存在但是硬體無法跟上,所以硬體做了較多的突破才能讓學科的研究繼續往前走,總和上來說,不管做哪方面的學習,都要去了解整個數學架構,並了解怎麼運用目前有的計算工具,才能一步步完成研究。就像有些工程學系的學生不喜歡花太多時間在數學理論的方面,只想做執行的部分,有些則恰恰相反,建議如果有想走這方面的學生,應該要理論和實作並重。 

3. AI 關於工程的應用在網路上搜尋的資料量很少,老師對此有甚麼看法?

一般我們在工程上需要用到的工程結構建構某些結構,譬如像是設計一座橋,我們都是用力學的模型解決這樣的問題。而波音 737max 的建構過程中,有些部分不是用傳統力學來處理,是利用 AI 的方式來做計算,AI 在設計橋的時候,可以依照各種狀況,跑出不同的結果,並不會有一種公式存在,只是把各因子相關性做結合,AI 可以決定因子的相關性的比重,當 737 出問題時,並不能立刻得知問題之所在,因為 AI 並沒有公式,但至於虎克定律則是相當明確。至於金融方面,某股票與哪一個股票有相關,沒有數學公式定義,有的話方程式寫下來很複雜,以 AI 適合去做大量的計算,且效果不錯,但在傳統工程一直以來不是這樣處理。

4. 可進一步說明老師研究領域平行計算的方面嗎?什麼時候開始的呢?

平行計算是我做的其中一種,一般來說,我比較像在解一些物理或是工程的問題,用數學模型把問題描述出來,我們要去解方程式,那這樣方程式的解要怎麼算,怎麼用平行計算機去算出來,可靠度多少,怎麼樣去估計他,我大部分在做這樣的事情。念博士就開始做這樣的研究。 

5. 老師在目前研究領域中所用到的程式語言有哪些? 

很多,C, fortran, R, Scala,像我最近在學 python。

6.  平行計算需要用到的數學有哪些? AI 平行計算會用到的關鍵技術有哪些? 在這方面,其最主要的運用為何?

平行計算去計算數學的問題,顯示卡計算,AI 需要演算法去執行,演算法十分複雜,如果你沒有用平行計算的話,可能算不出結果或需要算很久,顯示卡計算就等同平行計算,AI 與平行計算是脫不了關係的,沒有平行計算 ,AI 就沒辦法執行,不管在何種領域,像是金融、商管等等,只要問題夠複雜,通通都需要平行計算。 

7. 老師有參與過平行計算技術的專案或大型計劃嗎?請分享經驗

我們做的東西比較接近 machine learning,例如分析一卡通資料(分析月租費 1280 元以上是不是合理),他的資料量很大,一年資料就有 100 GB,我們做的東西跟 AI 比較接近是這個部分。 

8. 平行計算是目前大國在秀軍事力量或機器力量的場域?為何如此? 日本在平行計算上發展實力堅強的因素為何?  

因為需要花費大量經費。日本是世界第三大經濟體,若是要發展這領域是沒有問題的,而且日本一直對於這方面領域著墨蠻深,也有自己的電腦工業,對於這領域積極參與,目前維持第一名,緊追在後的是美國跟中國。 

9.  若未來想從事 AI 工程相關的工作,有什麼建議?需具備哪些能力及人格特質?

程式&數學基礎要學好,因為最後還是要算演算法,所以數學底子不能太差 

10. 對於 AI 的崛起,老師對於非資訊本科系的同學有什麼樣的建議呢?

不一定要真的懂或執行,但總要理解該領域發展到甚麼樣程度,就好像不一定要懂相對論,可是你一定要聽過相對論,有沒有辦法用自己的話去描述這個理論,這樣就可以了,如果不是專門在做這方面的工作,因為趨勢是如此,若是基本的內容都不清楚,可能不太好。 

   求學過程   

1. 老師的求學過程?在國外的學習方式跟國內的有哪裡不同?

依照一般的升學方式往上升,而清華大學的教授因為都在國外做過研究回來,所以認為說我們應該出國走走。國外的學生把習題看得比較重,習題也跟上課比較有關聯性,會把題目都做完再去考試,也比較喜歡找教授或助教問問題,同學之間也比較會合力解決課業問題,比較喜歡一起讀書。台灣的學生對習題比較不重視,可能看一看就去考試了,不太會做很多的試題,也比較沒有人找教授或助教問問題,有問題的時候比較愛單打獨鬥,找同學合作機會比較少。

2. 老師在求學過程中是否有遇到過什麼難題,如何解決? 

國外的大學其實當人的比率還蠻高的,我有一個考試考得很糟糕,就覺得很挫折,重要的是如何在挫折中找到屬於你的興趣,你有興趣一定是你擅長的,不擅長的不可能變成興趣,克服挫折的方式就是努力讀書,苦讀上來。

3. 教授是如何挖掘自己的興趣、專長的呢? 

也沒有特別挖掘,這是一個漫長的過程,就是在讀書的過程中不斷摸索,找到自己的興趣。我也是在大三大四的時候才逐漸找到自己的興趣,很少人在高中就確立大學的科系,以及未來要從事的工作,如果在這個過程中發現興趣是好的,起碼可以減少那些迷惘的時光。以我自己舉例,我也有念過很多不同的科目,連數學自己也有分很多組,我自己選擇的是跟電腦比較相近的,因為那個時候我去資工系修了很多的課,覺得這個是自己比較擅長的,再結合一些數學,因為我也不想要像程式設計師那樣子,就是為了系統設計程式,那時候在美國如果我沒有找到教職的話,我再多修一門課就可以拿到一個資訊碩士的學位。 

4. 老師從什麼時候開始發現自己的未來的方向呢?

其實在碩士念完的時候就有打算要做教授,但是是否能做到,並不是自己能決定的,還是要有一些其他的出路做選擇,會選擇當教授,是因為看大學教授都過得不錯,如果給我一次機會重新選擇,我也不確定自己到底會不會選擇教授這條路,一方面是高薪但是比較沒有自由,而你當教授就可以選擇自己想做的研究。  

5. 老師在求學的過程中,如何維持學習數學的熱忱?

其實很難維持對於學習數學的熱忱,因為數學相關科系課程的難度太高,學習上通常有很多困難與挫折,所以要一直維持一定的熱情實屬難事。 
 

   中山時期教學與學生   

1. 到中山來的感受及對學生的感想?學生有什麼樣的缺點、陋習需要改善

以前的學生比較認真、比較乖、比較聽話,在課堂上也沒有太多的意見,而且比現在的學生更耐得住寂寞和辛苦。現在的學生比較活潑,不過也可能是因為現今的社會、所有東西都是追求快速的,所以在比較想要快速得到最後結果的情況下,而變得比較沒有耐心,希望學生能有多點的耐心。現在的學生在課堂上比較會問問題,但出席率比較低一點,雖然我不太介意出席率但是希望學生要找到自己不會的地方,不要因為沒有來上課而學習不完整,學生要意識到自己哪邊是該學會的部分。 

2. 老師開設的線上課程教學風格有什麼不一樣的嗎? 

為了讓課程有趣、不死板,因此有設計玩偶橋段,請同學進行操偶配音。

3. 若有同學詢問您學習數學的看法,老師有什麼建議?

我認為單純學習數學不需要天賦,若是要專精則要,就向學程式也是一樣。若是數學底子不好的人,可能就需要好好思考是不是要走數學相關的科系及領域,我建議不如放棄會比較好。 

 

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