大數據、人工智能等新一代信息技術是開發城市大腦的驅動力，更是全球先進城市推動智慧應用的關鍵技術支撐。澳門大學智慧城市物聯網國家重點實驗室城市大數據與智能技術研究團隊以應用為牽引，從基礎研究入手，設計能滿足實際需求的高效基礎演算法，著力提升智慧城市的計算思維，以萃取準確和有用的數據，助力更明智的決策。
演算法支撐智慧城市應用
從政府決策與服務到衣食住行，再到城市的產業佈局和規劃等，如今都在大數據支撐下逐步智慧化。城市大數據與智能技術研究團隊聚焦解決大數據分析與處理技術底層依賴的相關數學模型、分析原理與計算方法等科學問題，對大數據加工處理，萃取準確和有用資訊，使決策和產品更符合人的需求，助力城市落實以人為本的建設理念。
如今，運算科學是國家科技核心競爭力的重要標誌，也是澳大近年銳意發展的學科領域。解決許多重大科學問題時都高度依賴基礎演算法與可計算建模的發展水平。研究團隊積極開展多項高效能的基礎演算法研究，深入探索智慧城市的多源數據融合技術。團隊已在基於大數據驅動的知識圖譜（Knowledge Graph）構建方法和基於深度學習的智能多媒體信息處理系統的開發上取得突破。
構建城市知識圖譜
知識圖譜能將網路上的信息、數據等聚集為知識，使信息資源更易於計算、理解，從而實現對知識的快速回應和推理。研究團隊利用影響城市運行、不斷變化的數據流，構建動態的信息系統，以形成城市知識圖譜，為城市管理者提供「一張圖」的綜合監管。
長期研究大規模數據處理的數據科學中心代主任、實驗室副教授余亮豪帶領團隊於2022年7月結合澳門實際情況，融合時空大數據和知識圖譜技術，建立實時高效的「新冠疫情熱點分析系統」。該系統借助實驗室的城市基礎大數據平台，針對疫情數據的多樣性及數據量，利用知識圖譜分析病毒株的傳播鏈與時空之間熱點關係圖，深入探索疫情的起源及趨勢，為澳門抗疫貢獻力量。
在分析演示系統上，研究團隊提出的熱點算法較目前的算法庫快10至100倍。另外，礙於時間複雜度，分析工作的反響時間難以達至實時。因此，團隊開發了一系列優化技術，降低搜索空間和計算複雜度，達至接近實時演示需求。多項成果已於多個國際數據工程會議發表。
建全澳最大型智能超算中心
澳大的第三代高性能計算集群 (Coral) 由130台伺服器組成，提供超過4,200個計算核心及37個圖形處理核心，並配備八台超大記憶體計算節點，合共提供24TB記憶體。大學同時建成全澳最大型的「智能超算中心」，內含管理與計算伺服器群組、雲計算平台軟件、高速網路設備、大容量存儲服務器、英偉達DGX-2，強大算力滿足研究團隊面對龐大的海量數據流、參數量將達萬億級的人工智能高強度運算時的需求。上述關鍵的基礎設施能大幅度提升人工智能運算速度，有效支撐智慧應用對於城市大數據分析和處理的需求。
圖像篡改檢測系統
智慧城市信息基礎設施以雲計算為中心的方式向集約化發展，其數據高度共用加大了安全風險。為破除網路信息傳播的安全漏洞，電腦及資訊科學系、實驗室副教授周建濤近年帶領團隊開發更敏銳的圖像篡改檢測系統，與日新月異的反取證技術博弈。
團隊2021年提出新的人工智能偵測算法，能在0.5秒內對被篡改圖像的偽造區域定位，於國際安全人工智能挑戰賽擊敗1,500多支隊伍，分別在「篡改」與「檢測」賽道奪得冠軍及季軍，其成果能供司法界辨識篡改影像。團隊後獲阿里巴巴邀請和贊助開發更強大的偵測工具「假圖粉碎機」，2022年開放予大眾試用，以產學研合作助力解決智慧城市的安全問題。
隨著雲計算迅速發展，各種資料獲取存放裝置廣泛使用，這對多媒體工具技術與社交網路安全提出更高要求。有見及此，團隊就社交網絡多媒體安全的關鍵技術，包括受信道干擾性強、魯棒泛化性差、安全可信性低等問題，率先建立了社交網絡信道分析機制，研發出高魯棒多媒體取證技術，以及具數據隱私保護的特徵學習算法。該項目成果獲澳門科學技術獎自然科學獎三等獎，更獲海內外學者反複引用與應用。
探索新一代關鍵數字科技
基於澳大與中國科學院深圳先進技術研究院聯合實驗室的優勢，團隊針對新一代關鍵數字科技，不斷探索城市大型數據集的關聯性與模式，拓展人工智能領域的創新性研究。團隊的基礎演算法研究，將對智慧城市的應用領域，如智慧能源、智能交通、城市公共安全與災害防治，起著關鍵技術支撐作用，促使城市實現最合理的資源配置與自我調節。
文 / 余偉業、實習校園記者張嘉禾
圖 / 何杰平，部分由受訪者提供
英文翻譯 / 關詠琪
來源：《澳大新語》第27期
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