由城市规划走向太空观测，以卫星与 AI 重塑香港的科研视野城市入夜，万籁俱寂之际，关美宝教授的大脑却愈加活跃。凌晨三点半，是她一天之中思路最为清明的时刻。此时萤幕上跃动着的是一帧帧卫星影像、流动数据，以及一连串亟待回应的追问。她笑言，每天习惯只睡四个半小时，年轻时在美国念书，甚至曾经靠一小时睡眠支撑一整天；而这些深夜时分，正是留给她处理“只有自己能做的事”的黄金时间。

“我最具挑战性的思考工作，通常在破晓前完成；那时世界寂静，思路也最为清晰。”中大太空与地球资讯科学研究所（太空所）所长兼崇基学院院长关教授说道。

忽然，一则提示声划破静谧。萤幕上即时传来一张由“港中大一号”卫星拍摄的地球观测图像。这颗卫星由她与团队历时三年多设计及研制，已于2026年2月乘载捷龙三号火箭，从南中国海海域升空入轨。它与2024年9月发射、用以灾害监测及支援可持续发展工作的“香港青少年科学创新号”相互接轨，共同构成香港首个低轨卫星星座，掀开本地太空观测新一页。

新卫星的诞生，标志着一套崭新的空间基础设施开始运作。两颗卫星分工协作，大幅扩展观测覆盖范围，缩短数据更新时间。遇上天灾或城市突发事故时，它们可自上而下迅速生成评估结果，把传统需要以小时计算的延误，压缩成近乎“即时”的洞察。

太空中的“AI大脑”

硬件固然重要，故事却不止于此。关美宝团队关正推动“天基运算”（in-orbit computing）的发展，将人工智能（AI）模型直接部署于卫星上运行，而非把原始影像传送回地球处理。此项技术使卫星在轨道上即可侦测洪水、山泥倾泻或工业火灾等情况。

灾害突如其来，分秒必争。有了在轨AI，原本需时数小时甚至更久的图像下载与分析流程，可压缩成几近即时的警报。例如进行洪泛范围描绘、城市损毁评估等工作，“港中大一号”能直接在轨生成评估结果，而不仅仅是回传原始像素数据。

这背后是一场工程与电脑计算的硬仗。AI模型向来耗电、耗算力，而小型卫星上的能源与记忆体皆极其有限。关教授与电子工程专家紧密合作，精简演算法与程式码，重新设计运算架构，务求在不透支电池、不牺牲稳定性的前提下，让卫星在轨思考，快速作出回应。

中大太空所亦正建构一套碳排放监测系统，整合卫星、地面感测器及数码孪生技术——即以数据驱动的虚拟模型，重现真实世界中的物件、系统或过程。该系统的目标并非仅依赖宏观的全国性数据，而是把排放量测缩小至街道及社区层面。配备监测仪器的流动车辆进一步补充精细数据，而中大是此系统的早期试验场地。

同一套工具亦可在灾害发生前提供预警。透过分析历史卫星数据，关教授的团队已能在斜坡失稳或地陷事件发生前数月，识别出细微的前兆信号。现时，研究所正以近乎实时的方式，监测包括香港国际机场及港珠澳大桥在内的关键基建设施。

求索之路

天赋、纪律与择善固执，交织成一套关教授多年来深信并身体力行的基本本能。对她而言，学习从来不只是吸收老师所教的内容，而是要走在前面，提出属于自己的问题，并追随内心的好奇心不断探索。

在中大就读时，她主修地理与资源管理，同时选修中文、数学、社会工作及社会科学课程。真正的转折点，则是在东京国际基督教大学交流的一年。

在那儿，一位地理学教授收她为唯一的门生，每周长途跋涉，以英语与她进行一对一指导。他带她认识经济地理、港口与城市发展，并邀请她加入其研究所，成为一众资深学者中唯一的外来者。“那一刻，我的眼界忽然被打开了，”她忆述，“城市不再只是地图上的标示，而是有生命、有呼吸的存在。”

城市规划成了她的人生志业。她满怀理想，赴加州大学洛杉矶分校修读规划学。然而，之后在美国从事相关工作时，她发现规划往往向市场力量低头，而非以公共利益为先。分区规划屈服于重建资本，理想在私营部门的压力下逐步崩裂。“我们曾以为可以改变世界，”她说，“但世界自有它的安排。”

自学程式的另起炉灶

她没有向挫败感低头，这位初出茅庐的程式员毅然转向。既然规划实务受限，科技或许能带来自由。在毫无正规电脑科学训练的情况下，她自学成才，加入一所大型医院的资料库部门，担任电脑分析员。起初同事对她心存怀疑，她默默重写那些别人无法修复的核心系统。上司随后以大幅加薪及每周五放假作为回报；其他科技公司亦纷纷抛出橄榄枝，提出股权与高级职衔相邀。

她领悟到一个关键事实：掌握复杂系统并不一定需要传统资历，她可以为自己开拓一条道路。

这样的体悟，引领她走进当时仍属新兴的“地理信息科学”领域。她在博士研究中，把资讯系统与地理学两者紧密结合，用空间数据来理解世界、解析城市。事后看来，这是一次极具前瞻性的选择。随着各地政府及学界逐渐意识到空间信息的战略价值，对GIS专业的需求水涨船高。她的博士论文尚未完成，已有多所大学上门招揽；科技企业亦开出高薪与管理层职位，希望她加入。

“我总会克服”

关教授最终选择留在学术界。但踏进美国大学体制后，她很快认清另一层现实：所谓“唯才是用”的制度，对一位亚裔女性往往有着不成文的门槛。

“像我这样的人，往往被寄予更高期望，”关教授说。“他们从不明文写下，但你能感受得到。”她意识到，唯有付出双倍甚至三倍心力，才能获得公正评价。于是她真的做到了——一篇接一篇论文，一个接一个项目，一场接一场主题演讲，逐步建立起一份约150页的成果档案。“每一行都是真材实料，”她说，“毫无虚饰，拒绝花样，只有踏实付出。”

既然制度有所倾斜，她便告诉自己：那就以速度与实力超越它。

在封关前赶回家

2019年，在海外工作多年的关美宝作出一个不少人眼中的“逆向”决定——回到香港，一方面是出于对年迈母亲的牵挂，希望能陪伴在侧。不久之后，疫情席卷全球，边界封锁，实体会议停摆，学术交流转移到网上。对她而言，这反而换来多年来少有的长时间相处。“某个意义来说，我是幸运的。”她说。

留港发展，让这位教授得以开展一项宏大的建设计划。在香港中文大学，她开始塑造一个跨学科的太空与地球资讯科学研究所，汇聚地理学家、工程师、电脑科学家、临床医学专家与公共卫生领域学者。

她构想中的香港，是一个可提供高阶地球观测服务的枢纽城市。借着中大和本地及国际伙伴的合作，卫星数据不单用于科研，更应转化成灾害应对、城市规划、公共健康以至碳中和路径上的实际支援。

中大太空所其中一项最具前瞻性的计划，是推出香港政府资助的地球观测卫星。首枚卫星于 2024 年9月升空，第二枚“港中大一号”则于 2026 年2月发射。这两枚卫星标志着一个既定卫星星座计划的起点，未来将用于监测森林覆盖、内陆水体、城市热岛效应及灾害区域。她的团队亲自设计并研发两枚卫星，并因应环境与人类健康议题，度身订造相关感测器。

为年轻人打开宇宙之门

谈起年轻人，关教授的语气格外雀跃。“不少青少年过早把自己的志向局限于几条传统路径之内。”她说。“太空科学与地球观测，可以重新打开他们对世界的想像。”

为此，她协助设计了一个结合航空航天与地球资讯学的本科课程，并经常邀请中学生到中大太空所参观。她期望有一天，太空与地球系统能与物理及地理并列，纳入中学课程——并非要人人成为太空科学家，而是让学生明白，宇宙远比他们所想更为广阔。

中大持续建立稳固的跨学科研究伙伴关系，将卓越的学术成果转化为具体的社会影响。这一点在关教授以AI驱动的卫星项目、林汉明教授于太空进行的大豆实验，以及任伟教授运用“激光外差光谱仪”开展的火星探索研究中均可见一斑。正如关教授所指出，这种充满活力的跨学科太空研究，既配合国家“十五五”规划，也支持国家发展成为航天强国的宏大目标。