【人物專訪】對於跨領域研究教學的熱情永遠不滅——專訪鄭士康教授

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人機關係的變化:虛擬身分與現實生活的奇幻交會?
2024.5/18(六)14:00

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臺灣大學電機工程學系 鄭士康 名譽教授|來源:講師提供

採訪、撰文|周書瑋

審定|鄭士康 教授

臺大電機系一直是臺灣電資研究的學術火車頭,從數年前的大數據到近幾年來快速發展的人工智慧,電機系的教師們始終扮演舉足輕重的角色,帶領臺灣的學術研究走向國際。今天的專訪邀請到臺大電機系鄭士康教授,分享他的學術之路、包羅萬象的研究領域,以及給對有志投入人工智慧研究的年輕學子的建議。

 

來來來臺大,去去去美國

1979年從臺大電機系畢業後,鄭士康順利進入研究所,一年後決定直攻博士,三年後順利拿到博士學位並成為副教授。問起為什麼會在臺灣直接攻讀博士?1980年代,臺灣流行著「來來來臺大,去去去美國」,許多臺大學生畢業後會赴美進修博士學位,獲得學位後就留在美國發展,但鄭士康考慮到家裡環境較不允許,且他相信留在臺大只要夠努力,程度肯定不會輸給出國深造的同學,加上赴美學子歸國意願低造成臺灣師資缺乏,政府開始鼓勵學生留在臺灣直接讀博士,讓臺灣自己培養師資。在這樣的環境和自我期許下,鄭士康成為臺灣第一位完成直攻博士的學生,也是獲得直接由大學授予博士學位的第一人,同期其他一起進修的「土博士」們日後也紛紛成為臺灣各大學電資相關科系的教學研究骨幹。

博士班後期,鄭士康考上教育部公費留考,但因不久就取得博士學位,就改為公費出國博士後研究,前往美國伊利諾大學香檳分校研習,這也為臺大電機系立下「土博士升等前要出國歷練」的不成文規定。歸國後,正逢臺灣經濟起飛,學術研究環境大幅改善,吸引海外學子回流,臺大電機系師資的質和量都大幅提升,從早期二十多位教授,如今增加到一百多位教授,教學研究都在國際間享有盛名。

 

千變萬化、包羅萬象的研究領域和教學創新

1980年代,鄭士康的博士論文研究主題為電磁問題的數值解法。出國進修後,則側重於結合幾何光學與物理光學的高頻電波散射數值計算分析,研究成果被應用於國防和電波傳播,期間獲得國科會傑出研究獎,指導博士生馬自莊所發表的文獻,更被權威期刊網站評選為十年內高被引用率論文。

1999年赴史丹佛大學電腦音樂與聲學研究中心研究半年後,鄭士康的研究領域擴展到樂器聲音模擬、聲音訊號機器學習和生理聽覺系統的物理模型。這一系列聲音相關研究讓他瞭解到統計分析和大數據(機器學習與人工智慧的前身)的重要,也讓他對「人腦如何處理聲音訊號」乃至「大腦運作原理」產生好奇。這份好奇心催生了由他獨力開授的「計算認知神經科學」課程,並在退休前四、五年,和臺北市立聯合醫院仁愛院區及臺大心理系合作,指導對機器學習有興趣的學生,開始失智症患者辨識和陪伴機器人的研究。

鄭士康除了投入不同領域的研究,教學上也有諸多創新,像是在2006年出版教學多年、編排獨特,比較容易入門的電磁波講義,以及在臺大開放式課程網開設電磁理論和計算機程式設計線上課程,讓更多學生能夠探索電資領域的不同面向。此外,他教授的「計算機概論」,透過作業和期末專題提供學生自我發揮的空間,讓人耳目一新的的教學方式,讓他獲得2004年臺大教學傑出獎。

雖然包羅萬象的研究帶給鄭士康許多樂趣,但是學術研究之路也並非一帆風順。攻讀博士時,鄭士康的論文研究卡住一兩個月遲遲無法解決,卻在某天晚上偶然發現,原來是程式打錯字母造成的錯誤,困擾許久的問題因而迎刃而解;還有一次是程式輸出和文獻結果不一致,兩個月後某個在電腦機房徹夜修改推敲後的黎明,猛然發現算出的圖形一致,確定論文可以投稿了,如今想起這份狂喜感動,依然會心頭一振。最瘋狂的一次,是一項結合電磁理論計算與數位訊號處理概念的創新研究,他寫滿了將近二十本筆記,每本約一百六十頁,同時和領域裡其他專家切磋討論,共投入七年時間才完成,並在國際研討會及期刊發表。研討會時,有波蘭學生跑過來表示感謝,說他碰到相似的問題卡關許久,但新發明的方法幫助他順利解決。隨後幾年,這位波蘭學生就以此為基礎,發表了好幾篇後續研究的論文。

「不是每個嘗試都會有好的結果,因此要知道停損點。遇到停損點不是放棄,而是思考如何簡化問題、尋找問題的核心,必要時以既有結果為基礎,轉換研究方向。」鄭士康說他之所以能在某些研究上堅持下去,是因經過多次嘗試,完全掌握背景知識和情況,認定有高度成功可能且成果會有用,才排除萬難,得到有趣的成果。

 

給想投入人工智慧研究的年輕學生的建議

對於有志投入人工智慧研究的年輕學子,鄭士康認為「能應用於不同領域解決問題的能力」格外重要,這些素養包括好奇心、數學邏輯推理、化繁為簡和程式軟體設計能力。此外,軟實力培養也不可忽視,像是表達和溝通能力、做事和學習方法訓練,尤其是教學相長的人際互動能力,畢竟要和人工智慧互動,必須先學會如何和真人互動。面對快速發展的科技,想像力是讓年輕人跟上時代腳步的重要能力之一。鄭士康鼓勵學生多閱讀科幻小說和不同領域的科普書籍及YouTube介紹影片,像他在開始神經科學研究和統計教學前,也是藉由閱讀相關科普書籍自學,瞭解各領域的演進歷史和當前發展。鄭士康也提到不同筆記法,像是康乃爾、心智圖和卡片學習法。善用不同筆記和學習方法,特別是電子筆記軟體以及搭配的讀書方法,能幫助學生在閱讀科學文獻後,快速整理吸收所學,進而活用到不同領域。

面對快速崛起的人工智慧,由於ChatGPT已被證實會產生幻覺和錯亂的組合,提供錯誤或不實的資訊,學生必需精確掌握基礎知識及演算推理能力,才能偵錯查證,並避免過度依賴人工智慧的答案。鄭士康鼓勵學生多涉略不同領域、瞭解不同科學觀念,加強自己辨識人工智慧真偽的能力。

 

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