電子報
Marian Verhelst：
從 AI 晶片創新到 STEM 教育推廣 讓更多女孩看見工程改變世界的力量
當人工智慧快速改變全球產業，從生成式 AI、智慧醫療到自駕車與機器人，支撐這場技術革命的，不只是演算法，更是背後高效能、低功耗的 AI 晶片。來自比利時魯汶大學（KU Leuven）與歐洲微電子研究中心（imec）的 Marian Verhelst，正是國際 AI 晶片領域的重要學者。她長期投入 AI ASIC、神經網路加速器（Neural Network Accelerator）、Edge AI SoC 及超低功耗運算架構研究，被視為歐洲 AI 硬體設計的重要代表人物。
然而，在國際學術界眼中，Marian Verhelst 不僅是一位傑出的晶片工程學者，更是一位積極推動 STEM 教育與性別平權的倡議者。她相信，真正改變科技未來的不只是發表更多頂尖論文，而是讓更多年輕人，尤其是女孩，相信自己也能成為工程師。
以低功耗 AI 晶片，打造智慧世界的核心技術
近年來，生成式 AI 帶動全球對 AI 晶片的需求快速成長，但大量運算也伴隨驚人的能源消耗。Marian Verhelst 的研究正是希望解決這項關鍵挑戰。
她長期專注於設計兼具高效能與低功耗的 AI 晶片架構，研究涵蓋 AI ASIC、Edge AI SoC、神經網路硬體加速器、近記憶體運算（Near-memory Computing）、硬體／軟體協同設計（Hardware–Software Co-design），以及 AI 模型最佳化等領域。她希望將人工智慧從大型雲端資料中心延伸到各種終端裝置，讓 AI 能夠直接在智慧手機、穿戴式裝置、無人機、智慧工廠、自駕車及醫療設備上完成即時推論，大幅降低延遲、節省能源，同時提升資料安全與隱私保護。
Marian Verhelst 所帶領的研究團隊，也積極發展可依不同 AI 模型動態調整運算資源的硬體架構，使晶片能依據工作負載自動分配計算能力，提高能源使用效率。這些研究成果已廣泛影響歐洲 AI 晶片設計方向，並成為 Edge AI 與智慧終端裝置的重要技術基礎。
她同時擔任 imec 科學總監（Scientific Director），帶領跨領域研究團隊推動 AI 與半導體技術整合。imec 是全球最重要的奈米電子與半導體研究機構之一，與世界各大晶片公司及研究機構合作密切，其研究成果對國際半導體技術發展具有重要影響力。
工程，不只是科技，更是在改善人類生活
儘管在 AI 晶片研究領域成就卓著，Marian Verhelst 始終關注另一個問題：為什麼仍有許多女孩沒有選擇工程？
她認為，原因並非女孩缺乏能力，而是她們很少真正了解工程師的工作內容。
Marian Verhelst 曾分享，在許多已開發國家，工程師幾乎是一個「看不見的職業」。人們每天都在使用工程師設計的產品，卻很少知道這些技術來自誰，也不了解工程師如何改變世界。相較之下，醫師、律師或教師的工作內容較容易被社會理解，因此更容易成為年輕人的職涯想像。
她曾說，即使是自己的孩子，也曾經不知道工程師到底在做什麼。
因此，她希望改變社會對工程的刻板印象。她認為，工程不只是設計晶片或撰寫程式，更是在解決人類面臨的重要挑戰，包括降低能源消耗、改善醫療照護、發展永續交通、提升通訊品質，以及推動人工智慧造福社會。
她強調，如果女孩能夠看見工程如何改善世界，而不是只看到複雜的數學公式，她們對 STEM 的興趣將大幅提升。
建立女孩接觸 STEM 的第一步
為了將理念化為行動，Marian Verhelst 於 2014 年創立 KU Leuven InnovationLab，希望透過教育改變下一代。
InnovationLab 最大的特色，是採用「Teach the Teachers（培訓教師）」模式。團隊並非直接進入每所學校授課，而是先培訓中學教師，再由教師將最新的 STEM 課程帶回自己的班級。這種模式能有效擴大影響力，也讓更多學生受惠。
課程設計則跳脫傳統教科書內容，而是以真實世界問題為主軸。例如學生可以設計眼控輪椅、研究建築物耐震分析、水資源淨化、能源儲存、高分子材料，以及利用人工智慧分析撲克策略等專題。學生透過實際動手操作，理解工程如何回應社會需求，而非只是學習抽象理論。
為了讓資源不足的學校也能參與，InnovationLab 還提供可借用的 STEM 實驗設備箱，降低推動工程教育的門檻。截至2024年，該計畫已與約 150 所學校合作，培訓超過 650 位教師，並讓超過 13,000 名學生參與 STEM 專題學習，成為比利時具代表性的工程教育推廣計畫。
InnovationLab與AquaFlanders合作的新STEM自來水專案(圖片來源：Innovation Lab臉書)
讓女孩看見「我也可以」
Marian Verhelst 特別強調，吸引女孩投入 STEM，不能只是鼓勵她們多學數學或程式設計，而是要提供能夠產生共鳴的學習情境。
許多研究指出，女孩往往更關心科技如何改善人類生活，因此 STEM 教育應多介紹醫療科技、環境永續、智慧城市、能源管理等應用，而非僅著重技術本身。當女孩理解 AI 能協助醫師診斷疾病、晶片技術能降低能源消耗、工程設計能改善身心障礙者的生活品質，她們更容易產生投入工程領域的動機。
她也認為，女性典範的重要性不容忽視。當年輕女孩能夠看見女性教授、女性工程師與女性創業家站上國際舞台，就更容易相信自己同樣具備追求科技夢想的能力。
因此，她積極參與科學節、公開演講、Podcast、電視節目及各類科普活動，希望讓工程師走進社會，也讓更多女孩在成長過程中看見不同的未來可能。
從晶片創新者到科技教育推動者
Marian Verhelst 的故事，展現了當代工程學者更完整的角色定位。
她一方面持續推動 AI 晶片架構、Edge AI 與低功耗運算技術的創新，協助人工智慧朝向更高效率、更節能、更智慧的方向發展；另一方面，也投入 STEM 教育改革，讓更多女孩認識工程、理解工程，並勇敢選擇工程。
在 AI 成為全球科技競爭核心的今天，未來需要的不只是更強大的晶片，更需要更多元的人才共同參與創新。Marian Verhelst 相信，科技的突破來自不同背景與不同觀點的交流，而提升女性參與 STEM，不只是追求性別平等，更是提升整體創新能力的重要關鍵。
她以自身的研究成就與教育實踐證明，一位世界級工程學者，不僅能設計改變世界的晶片，也能啟發下一代勇敢走進科學與工程的世界。對許多年輕女孩而言，Marian Verhelst 不只是 AI 晶片專家，更是一位告訴她們「妳也可以成為工程師」的重要榜樣。
參考資料