简介
主持人：香港电台公共事务组
每个星期六，我们会邀请一位科学家，介绍在其研究范畴内一个正在影响世界未来发展、我们不可不知的趋势，以专业和视野来培养具前瞻的预测与洞察力。
监制: 林嘉瑜
制作: 张璟莹
最新
运筹学在交通和医疗管理的运用
嘉宾:香港大学工业及制造系统工程学系助理教授郭永鸿
「 大家好，我是郭永鸿，是香港大学工业及制造系统工程系助理教授，亦是现任香港运筹学会主席。我的研究包括运筹学、优化和大数据分析，而主要的应用是物流、交通和医疗管理。」
学者指，运筹学在学术界被称为管理科学，它的应用有悠久历史，和其他很多不同的工科技术一样，起源于战争的时候。
「在第二次世界大战开始时，运筹学成为一个正式的科目，英国请了一批科学家去优化战争时的决策，提高胜算和减少伤亡。在第二次世界大战之后，运筹学开始应用在不同的领域，包括制造业、物流、交通、能源和医疗等。
运筹学其中一个最常用的工具是优化，一个现实生活例子，其实可以用数学的模型去表示，首先要定义决策的变量、目标函数和约束条件。一个常见的例子就是最短距离路径问题，大家都应该用过导航，在这个问题上，首先我们有了城市的网络，然后决策是会不会经过一条街， 如果经过的话会是1 ，不经过的话会是0，目标的函数是所有经过的街道的距离加起来， 约束条件会是路径要符合城市网路的规则，当有数学模型之后，我们可以用算法去解决问题，例如线性规划或Dijkstra algorithm去求解，所以当大家有GPS定位，再用自己位置和终点去找路径，其实已经解决了一个优化的问题。在大数据和人工智能的快速发展下，尤其是在智慧城市的框架下，运筹学家不停研发一些对社会有帮助的应用。例如公共交通工具，以前坐巴士可能付车费的时候，很多时候用硬币， 很多时候坐车的讯息是没有被记录到的，但现在利用电子支付技术的场景下，公共交通工具公司其实可以了解不同时间、不同车站乘客的流量，他们在哪里上车、哪里下车，亦可用他们过往的交通时间，去作整体公交时间表的编制、车辆调度，而实时的数据亦都可以作为实时车辆调动、调班，乘客亦都可以透过手机软件，重新编制自己的交通计划， 这些全都是大数据结合优化的应用。
在医疗方面，传统的病人病历用纸和笔去记录，现时数字化下，不同的医疗讯息，好像医疗仪器对病人采集的数据、图像的分析，都可以作讯息数据化。医疗系统可以为病人建设个性化的数学模型，从而用数学去优化医疗计划，而医院亦都可以从病人的数据，甚至医院的地理位置、 日期 、天气等讯息，去作医疗系统需求的预测，从而可以优化医院的病床、人手的分配，甚至药物的库存等。 」
随着社会各类机构需要储存和分析的数据量越来越多，科学家亦要研究如何提高算法的速度。
「在未来十年或更长的时间，大数据、人工智能和优化会继续对世界有一个重大、正面的影响，但我们都要留意当中的挑战。数据量持续地增长，不单对储存量的需求越来越大，所需的电脑计算能力亦会越来越大，可能有人认为电脑设备的发展会更加厉害，但其实我们现在去做优化的不同问题的参数、决策都有所增加。在我们学术界有一件事叫做维数诅咒，是一个学术界和业界都发现到的问题，令到计算未必可以在合理的时间完成，所以其实科学家都需要研发提高算法的速度。而现实生活中，事件亦经常出现随机性，通常我们做优化的时候，都会想优化目标的平均值，但可能当事件随机发生的时候，会出现一定的风险，要怎样优化我们的目标，但同时间可以令风险降低，也是另一个我们现在着眼的问题。 最后在数据驱动优化的框架之下， 很多时候最优的决策，会偏向于某一群利益的相关者。在这个情况下，我们如何制定算法、优化模型，可以令到我们的优化决策可以更公平，这些都会是我们未来需要去着眼的问题。」
重温
提升有机太阳能电池光电转换效率助减碳
主持人：香港电台公共事务组
嘉宾: 香港理工大学理学院院长、智慧能源研究院副院长、化学科技讲座教授黄维扬教授
「我是黄维扬，现任香港理工大学应用生物及化学科技学系讲座教授，同时也是理学院的院长。我目前主要从事新型高性能光功能材料的设计、制备及光电应用方面的研究，尤其针对这些材料的发光性质，以及材料稳定性的科研工作，并实现了高性能的多种发光颜色的有机发光二极管。最近我们也实现了利用过渡金属配合物提升有机太阳能电池的光电转换效率。」
现时市面上新款的电视机，不少屏幕都用到OLED技术，OLED是有机发光二极管，是一种新型发光器件，OLED技术正在以多种方式改变我们的生活。
「OLED显示屏能自主发光，提供更高的对比度，我们能看到更清晰、更真实的图像，同时制备成本更低。OLED屏幕在宽阔的视角下，依然能够保持原本的颜色和对比度，就算数个人从不同角度观看萤幕时，他们所看到的图像效果都是一样的。OLED在显示黑色或者暗色时，能源耗电量将进一步降低。OLED的超薄、柔性还可以实现新型「电子报纸」、「 电子书籍」，颠覆和改变传统报刊和书籍，显著降低纸的用量，实现可持续发展。OLED还可以与人工智能相结合，实现可穿戴虚拟显示，改变目前信息显示模式。发光材料是OLED的核心材料之一，也是我们的研究重点。最近，针对最难研发的深蓝光发光材料，我们通过分子设计，得到了高性能具有热激活延迟萤光特性的新型深蓝色发光材料，这种材料具有多重共振效应，它的发光宽阔度非常窄，用这种深蓝光材料制备的OLED实现了超过35%的外量子效率，为目前世界最高效率之一。
光电相关的科研的成果，不单可以为我们带来更理想的观影体验，如何提高太阳能发电系统的光电转换效，亦是这个领域的科学家的研究重点。
传统单晶矽电池的制备具有制备工艺复杂、高污染等问题。与单晶矽电池相比，有机太阳能电池具备制备工艺简单、超薄、柔性、环保等优势。我们发现在金属配合物可以有效地将活性层中的电子和空穴高效分离，提升有机太阳能电池的光电转换效率，这工作有助于早日实现「双碳」目标。最近，我们也实现了基于新型金属配合物掺杂的有机太阳能电池光电转化效率超过19%。有机太阳能电池的超薄、高柔性特点可以与可穿戴电子设备集成，利用太阳光实现可穿戴电子设备自主供电。」
科学家期望在未来，通过开发新的有机光电功能材料，协助应对能源危机。
「对于这两种光电器件来说，未来的研究趋势我觉得主要包括以下几点，首先是需要从高性能活性材料的分子设计和器件结构设计两个方面继续提高光电转换效率；另外要提高他们的稳定性及使用寿命，例如我们之前承担的创新科技署创新及科技基金的项目就是针对高稳定、长寿命的蓝光发光材料的研制；另外，有机半导体电子技术还促进了新兴应用的发展，例如柔性显示屏和可弯曲的电子设备。这为未来的技术创新提供了新的可能，随着可穿戴设备的出现和可折叠智慧手机的普及，需要研究更薄、更灵活的活性材料，以便适应新型显示和电源需求；最后，未来在实现活性材料的低毒性或无毒性，可有助于降低环境污染和实现可持续发展。总括来说，我们的研究主要试图通过开发新的有机光电功能材料，实现可持续能源转换技术，应对能源危机，为解决未来世界的能源问题作一点贡献。」
