人類正式進入A.I.（人工智能）時代，有沒有想過由A.I.擔任你的樂器導師，隨時指導演奏姿勢？或者由A.I.即席為圖像創作樂曲，給視障人士來一場不一樣的藝術導賞？以上並非科幻情節，而是由一班香港中學生一手一腳設計，結合了藝術元素的A.I.應用方案，從藝術普及、社區關懷和平權上，發現A.I.的無限潛能。
自動監察演奏姿勢 降低自學樂器門檻
中大賽馬會「智」為未來計劃每年都會舉辦「中學智能創意比賽」，鼓勵中學生展現他們的A.I.才能與無限創意。2022年比賽以「『智』慧藝術」為主題，一共吸引了50支隊伍參加，以A.I.科技一新藝術想像。
▲中大賽馬會「智」為未來計劃日前在會展設展，展出團隊開發的A.I.教學硬件「CUHK-JC iCar」，以及多個「中學智能創意比賽」得獎作品。
計劃日前在會展舉行的「學與教博覽2023」展出多個得獎作品，包括贏得最佳人工智能獎、由拔萃女書院隊伍設計的樂器練習智能系統「FLAI」（Follow to Learn An Instrument）。「靈感來自一位想學習低音大提琴的同學。」領隊潘鎮宇老師說，「她打算自學，但發現YouTube上雖然有很多教學短片，卻不能矯正演奏姿勢。」4位同學於是結合了語音識別和動作回饋系統，即時判別使用者的拉弦動作是否正確，改善演奏姿勢，提高自學質素，更找來專業低音大提琴演奏家作顧問，系統準確率超過八成，讓更多人可以低成本享受彈奏樂器的樂趣。
▲潘鎮宇老師表示，過程中看見同學的成長，亦能將人工智能特點應用在造福人類的方面。
▲「FLAI」組件不多，加上一部電腦便可幫助用家改善演奏低音大提琴的姿勢。
以A.I.為名畫編曲 突破聲音導賞限制
欣賞藝術對我們來說是一件尋常的事情，澳門培正中學一班同學卻察覺視障人視在鑒賞藝術時遇到的難處。「他們可以觸摸到立體的雕塑，但對於平面畫作，卻只能夠透過聲音導賞，而且內容比較表面，難以幫助他們想像和投入畫家的情感。」朱嫣然同學表示，最後他們想到以深度學習算法分享用家上載的圖片，提取圖片的內容、情感和背景信息，如畫作顏色、作畫時代等，再由A.I.生成5秒以上的樂曲，協助使用者感受畫作的氛圍。「如果是舊時的經典名畫，如梵高的《星夜》，就會生成古典音樂；我們也試過上載澳門的鳥瞰照片，則會生成節奏和時代感較強的音樂。」林煜翔同學說，成功做到平面圖像和音樂的crossover。
▲（左起）澳門培正中學參賽學生朱嫣然、林煜翔，及領隊李振邦老師，利用開源程式，組建由A.I.為圖像生成樂曲的系統。
英華女學校的同學，同樣留意到音樂的感染力，能紓緩阿茲海默症患者的情緒，並以此為基礎設計了一個多功能的應用程式——AIzhusic，鍛練用家的記憶力和身體協調能力，減緩病情惡化，同時協助潛在患者發現症狀，及早求醫。「考慮到阿茲海默症患者記憶力較差，甚至會忘記身邊的人。」潘雅晞同學說，她們又決定在系統中加入人面辨識功能，用家可以用照片記下親友的臉孔以及生活點滴。她們也希望作品能喚起更多人關注這個日漸普遍的疾病。
▲（左起）英華女學校領隊黃培恩老師，以及學生嚴思琳、徐樂怡及潘雅晞。她們研發的應用程式旨在減緩阿茲海默症病情。
A.I.新手助視障人士體驗圖像創作樂趣
現場還有一部看似是打印機的機械，原來是由荔景天主教中學隊伍創作的模擬繪畫器。只要輸入關鍵字，系統即會利用A.I.生成相關圖片，再根據圖片生成線條畫，視障人士只需戴上特製手套後，即可由機器帶領繪製作品，感受創作和繪畫的樂趣，畫出心目中的作品。組員蔡怡琳表示，她們最初只希望為視藝堂的素描功課找靈感，「只是我們3個人的幻想，而且我們對編程和A.I.的認識亦不多，一直沒有打算做出來。後來發現這個比賽，才決定一步一步製作這部機器。」
▲（左起）荔景天主教中學領隊廖萬昌老師，以及成員李樂宜、錢卓妍和蔡怡琳。
▲戴上手套，即可由機器帶領創作線條畫，讓視障人士「親手」畫出心目中的作品。
3位女孩由零開始創作，「看到機器第一次畫出一幅作品時，我和她們都很興奮。」廖萬昌老師坦言，比賽不止考驗學生，「對老師也是挑戰，圖像生成技術發展不久，我也不在行，嘗試了很多不同工具才成功。」他透露學校自2018年已加入A.I.和機器學習校本課程，可是坊間教學和適合學生應用的資源不多，老師又要追趕不斷創新的技術潮流，認為中大賽馬會「智」為未來計劃和比賽「幫了一個大忙」。
全方位A.I.教材 助學生教師與世界潮流接軌
教育局今年推出「初中人工智能課程單元」，並建議學校每年為學生推行10至14小時A.I.課程。原來這套課程單元，正正蛻變自香港中文大學工程學院及教育學院由香港賽馬會慈善信託基金捐助的「『智』為未來計劃」。計劃首席負責人任揚教授表示，A.I.已成為世界潮流，年輕人畢業後需要和全球人才競爭，必須好好裝備自己，計劃的目標是令A.I.教學常規化，讓學生掌握相關知識與技術，更賦予他們對倫理及社會裨益的認知。教育局「初中人工智能課程單元」正好見證了計劃的成功。
▲任揚教授樂見A.I.成為初中常規課程。
計劃於2019年開展，與6間先導中學合作開發給初中生的A.I.課程，並於2021年正式推出《香港人工智能教育初中課程——教學資源套》，內容涵蓋不同基礎知識，還附有教材、A.I.教學硬件「CUHK-JC iCar」、教學指引及海外教學案例，並設有網上教學版本，至今已有超過12,000名學生受惠，並由專業技術人員為超過400名教師提供科技教育培訓。
▲《香港人工智能教育初中課程——教學資源套》大大減少教師準備教材的工夫。
不過A.I.技術日新月異，任教授透露他們即將在資源套加入生成式A.I.的相關教材，務求讓學生接觸最新技術。計劃亦於去年獲香港賽馬會慈善信託基金捐贈近1億港元開展第二階段，從工程技術，邁進建築、藝術、醫療和可持續發展的層面，「希望學生明白A.I.不止是科學和科技知識，還可以在不同範疇應用。」課程亦會強調A.I.的倫理及影響，「人類是主，A.I.是客，A.I.是很好的工具，但不要給A.I.牽著鼻子走，放棄自身的創意和思考。」
中大賽馬會「智」為未來計劃
網址︰cuhkjc-aiforfuture.hk
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