【人物專訪】世代進步的推手:高效能計算——專訪許文翰

●11/30 許文翰老師主講:「計算工程與科學的推手—高效能計算」點此報名

採訪、撰文|魏妤亘

「高效能計算」,一個不被大眾所熟悉的專業名詞,在台灣,僅有極稀少的人在此學術領域鑽研,事實上,它卻與近年熱門的AI(人工智慧)共有著密不可分的關係,並蘊有在各應用領域都能成為推手的驚人潛力。

●與流體力學緣分的開端

大學時期,許文翰教授就讀台灣大學海洋工程學系,數學和物理上的傑出表現,讓他有機會在碩士期間就去到美國西北大學攻讀「工程科學與應用數學」研究所。當時系上的老師們各個身懷絕技,幾乎都是美國國家院士,在短短一年時間就讓許文翰教授將數學的基礎打得紮實。懷抱著將理論數學付諸應用的壯志,他接著來到同樣位於美國的普渡大學機械工程學系攻讀博士。

原先許文翰教授所設定的博士研究主題與自己所期盼的理論數學應用有關,主要聚焦在波音707機艙的火災逃生路線規畫,然而,研究過程並非一帆風順,中途實驗設備延遲交付的問題導致他無法等待下去。就是在這人生轉彎處,讓他再次轉換來到流體力學研究的領域,這當中不僅包含大量數學與物理的計算,更經常涉及跨領域的研究。

順利畢業後,他在顧問公司待了一年的時間,而後因著結婚而回來台灣,也回到母校系任教。待在台大的30多年歲月,許文翰教授的研究從一開始單純和流體力學有關,而後加入電磁波領域的研究。

●看見「高效能計算」的實體

以數學理論基礎進行工程問題的應用,一直是許文翰教授所擅長的。訪談過程中,他舉了一個簡單的例子進行說明。假設深澳電廠要規劃排出廢水的出水口位置與方式,在環保的規範下,必須進行溫度控制,那麼要如何進行實驗的模擬?如此這般,這類的工程設計,通常並非模擬環境造出一個假設性的出水口,而是使用「大量計算」來達成模擬之目的。

現今,「高效能計算」早已在許多領域被廣泛地應用,但是大部分人並不曉得。舉例來說,在好萊塢特效電影的製作中,有些是拍攝實體,亦有許多場景如流淚、火燒等,是在混合了高效能計算後所加上去的特效。此外,雲端計算上嶄新的應用──「5G + 8k」,則可窺見高效能計算的願景與強大潛力。

不僅如此,高效能計算也被應用在新興的「精準醫療」(Precision medicine),又稱個人化醫療領域。在許文翰教授進行的研究之一,就是透過機器學習,重建病人肺部的電腦斷層與核磁共振影像,接著使用高效能計算進行腫瘤快速辨識。在人口眾多的國家,此技術能夠處理大量需要辨識與診斷的影像,在精緻度相當高的狀況下得以大力地輔助醫師們。

最後一個許文翰教授所提及,涉及並牽動相當程度經濟影響的應用就是「工業4.0」。所謂的工業4.0指的是透過機器學習出來的深度規劃,不僅能夠做到高度自動化,此一工具亦可在過程中主動排除障礙。

●與外表冷酷內心卻炙熱的法國合作

博士期間,許文翰教授收到一封來自法國大院士Olivier Pironneau的來信,熱情地邀請他去到巴黎第六大學交流一段時間。雖然想要前往,但是恰逢親人生病的他沒能赴約。這個遺憾一直被許文翰教授放在心上,直到2000年趁著休假期間,他終於去巴黎第六大學與法國科學院中的LJLL實驗室待了一整年。與法國院士們接觸的經驗相當有趣,他(她)們並非高高在上,而是真實的學者並追求新知。「有人說法國人很冷酷,其實不然,他們外表雖冷酷但是內心卻是炙熱的。」,與法國人相處多年後,許文翰教授有了這樣的心得。

這一趟學術旅程,成就了許文翰教授與法國LJLL實驗室近20年合作的契機。從八年前開始,他推動了台灣大學與巴黎第六大學博士雙學位制度,目前已有兩位博士學生透過這個計畫畢業。並且,在教授的實驗室中,平均維持大約半數為外籍生的狀況,在本地生與外籍生的接觸過程中帶來了許多思想之激盪。

2011年,許文翰教授獲頒「台法科技獎」(Taiwan-France Science and Technology Award),一個一年僅頒給一位台灣人與共同合作的法國人的獎項。獲頒這個獎的地位與法國科學院院士雷同,頒獎地點在巴黎塞納河旁的法國科學院,得獎人會穿上法國古代的服裝,接受這項殊榮。

和許文翰教授合作研究的學者是法國的一位醫生Dr. Marc Thiriet,他們合作了許多與「醫學」有關的研究題目。透過使用流體力學的知識和科學計算的途徑,逐漸揭開中國千年來「針灸」機制的秘密,亦幫助揭開許多醫學上未知的機制。

●給予年輕世代的建議

現今,高效能計算已經常應用在各種不同的領域,許文翰教授鼓勵年輕學生能夠盡早接觸機器學習,若發覺有興趣時可以提早地規劃此一研究生涯。此外,他也建議父母們多多嘗試讓孩子們在年幼時就開始接觸程式語言的學習。

●11/30 許文翰老師主講:「計算工程與科學的推手—高效能計算」點此報名.

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