新闻及香港科大故事

香港科技大学（科大）研究团队日前成功研发具备全手臂触觉感知及自适应操控能力的具身感知驱动机械臂系统（Embodied Sensorimotor Robotic Arm）「EmArm」。EmArm将柔软的光学触觉皮肤嵌入机械人骨架内部，结合实时决策算法，使机械臂能感知及分析上臂和前臂接触的信息，赋予机械臂仿真人类触觉感知的能力，以灵活操控不同对象，并能辨识不同的触碰方式（如搔痒或轻拍等），实时作出情绪反应；透过实时决策避开障碍物，为具身智能机械人发展开辟崭新研究路径。是次研究由科大电子及计算器工程学系教授、郑家纯机器人研究院副院长申亚京教授及其Mevita Robotics Lab团队带领。其他作者包括：科大博士后研究员唐一峰博士（第一作者）、李根博士、任豪博士、在读博士生印天慈、凌征榕、赵浩翔、张蕊佳、前实验室成员张铁山教授（现职深圳大学）及杨柳教授（现职天津南开大学）。研究成果已于国际研究期刊《Nature Sensors》发表，论文题为「Embodied sensorimotor integration for whole-arm tactile sensing and adaptive robotic manipulation」。感知保真度高达97.9% 无缝整合高精度驱动能力 研究团队受人体结构「骨骼－肌肉－皮肤」启发，将大面积的柔软光学触觉皮肤嵌入EmArm的机械骨架之中，成功实现高强度操作与柔软触觉感知一体化。EmArm的上臂和前臂覆盖着超过71,000平方毫米的柔软触觉皮肤，并透过内部亚毫米级的摄影机，分析机械臂受力的分布情况。

由香港科技大学（科大）物理系及赛马会高等研究院教授渡辺悠树教授率领的研究团队，联同东京大学求幸年教授及研究生渡边濑名，建立了一套可广泛应用于不同自旋磁性系统的通用理论框架，用以预测两种物质状态何时存在本质区别，何时实质上属于同一物相。这项突破性成果不仅为物质相分类确立了一套通用的理论框架，亦解答了极端高压条件下水冰行为长期以来备受争议的科学问题。研究成果以「任意自旋值的经典焦绿石自旋冰系统中的拓扑相变及其热力学命运」为题，已于《Physical Review X》学术期刊发表。物质不同相态之间是否存在清晰界线，往往取决于其对称性。以液态水和水蒸气为例，两者一般被视为不同物质状态，但其实拥有相同的基本对称性，即其分子没有偏好的位置或方向。因此，在超越特定临界点后，液态水与水蒸气可连续地互相转换，构成单一的热力学相（示意图一）。冰则截然不同：冰中的水分子排列成规则晶格并占据固定位置，打破了液体和气体所保留的对称性。由于两者的对称性不同，因此冰与液态水之间必须以真正的相界线相互分隔。研究团队遂将此原理应用于高压冰，包括冰VII、冰VIII和冰X（示意图二）。这三种冰具有相同的氧原子骨架结构，但氢原子的排列方式有所不同：冰VII中的氢原子随机分布；冰VIII中的氢原子呈有序排列；而冰X中的氢原子则位于相邻氧原子的正中间。尽管存在这些差异，若就时间平均而言，冰VII和冰X仍保留相同的基本晶体对称性。因此，科学家一直未能确定两者是代表截然不同的物质相，还是同一物质相的不同表现形态。

香港科技大学（科大）海洋科学系讲座教授钱培元教授领导的研究团队与国际合作伙伴在深海化能共生体系应对环境变化的机制研究中取得重大突破。研究揭示，深海共生生物的代谢灵活性，加上宿主对共生菌群的精细调控，能共同维持宿主的能量稳态，这提供了重要的原位证据，以理解深海冷泉化能共生体系如何在能源供应波动下保持韧性，并凸显了此分级适应机制在维持冷泉生态系统稳定性中的关键作用。研究由科大、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）（广州海洋实验室）、中国海洋大学、中国科学院海洋研究所及加拿大卡尔加里大学协作完成，是获联合国认可的两项国际大科学计划「CliMetS」和「MOCSI」框架下的重要成果。研究成果近日已发表于国际知名期刊《Science Advances》，论文题为「In situ evidence of tiered adaptations buffering a chemosynthetic clam holobiont against environmental sulfide fluctuations」。在深海热液喷口、甲烷冷泉等化能合成生态系统中，硫化氢是支撑生物群落的重要能量基础，但其浓度因深海构造活动、渗漏强度及沉积物厌氧甲烷氧化等过程而产生显著波动。长久以来，科学界对深海共生生物如何适应此类动态环境，以及宿主与共生生物如何协同维持整个生态系统稳定，一直缺乏来自原位实验的直接证据。

香港科技大学（科大）研究团队联同美国亚利桑那州立大学及香港理工大学（理大），研发出一套崭新的可持续海水制氢系统。此系统能直接利用海水生产氢气，同时更能将水电解过程产生的废热转化为制氢所需的纯化水资源，实现「制氢、制水及热管理」的协同运作。此创新技术有望减少氢能对淡水资源的依赖，为淡水资源匮乏的地区发展可持续氢能提供崭新方向。研究由科大土木及环境工程学系商启教授、科大土木及环境工程学系博士后研究员及科大环境工程学博士毕业生Gabriela Scheibel CASSOL博士带领。团队包括美国亚利桑那州立大学Paul WESTERHOFF教授，以及理大博士后研究员（科大土木工程学博士毕业生）及研究通讯作者宋英豪博士。相关成果已发表于国际研究期刊《自然通讯》，论文题为「Thermally symbiotic integration of osmotic membrane distillation and electrolysis for direct seawater hydrogen production」。创新「热协同」设计  提升海水转化效率利用可再生能源生产氢气，被视为迈向低碳能源体系的重要发展方向之一。然而，传统水电解制氢技术需要高质量的纯化水资源，为淡水资源匮乏的地区构成额外挑战。虽然海水蕴藏丰富且供应稳定，是极佳的替代水源，但当中的盐分及其他成分容易引发副反应，并加速电解槽膜和催化剂老化，从而限制海水直接电解制氢技术的实际应用。

自香港科技大学（科大）创校三十五年以来，郑氏家族及周大福慈善基金始终关心和支持大学发展，双方在科研创新等领域长期紧密合作。如今，随着郑家纯机器人研究院（广州）在科大（广州）正式冠名揭牌，这份深厚情谊从清水湾延伸至广州南沙。这不仅是科大与郑氏家族及周大福慈善基金长期合作在广州校园的进一步延伸，也是两地校园持续深化科研协同、共同推动机器人领域创新发展坚定决心的重要体现。8月26日，郑家纯机器人研究院（广州）揭牌仪式在科大（广州）举行。周大福慈善基金主席郑家成先生、理事纪文凤女士、理事古堂发先生、慈善基金秘书长李耀宗先生、周大福慈善基金会秘书长鲁奇女士；科大校长叶玉如教授、校长特别助理及协理副校长（大学发展及校友事务）任婉雯博士、郑家纯机器人研究院院长施凌教授；科大（广州）校长倪明选教授、副校长（研究）李世玮教授、具身智能研究所署理所长黄强教授、郑家纯机器人研究院（广州）负责人赵航助理教授、大学教育基金会秘书长李楠先生等嘉宾齐聚广州校园，共同见证郑家纯机器人研究院（广州）正式冠名揭牌。

香港科技大学（科大）带领的研究团队近日在电池储能技术上取得重大突破，有望大幅延长智能电话及电动车电池的寿命。团队以人体软骨为灵感，研发出创新的「仿生软骨纳米涂层」，可从源头有效抑制电池正极物料的老化与损耗。新技术不仅能让电池在经历千次充放电后仍维持极高容量，更为下一代高稳定性镍基锂电池的产业应用开辟崭新路径。是次研究由科大化学及生物工程学系讲座教授陈国华教授带领，团队成员包括科大化学及生物工程学系研究助理教授兼科大博士毕业生刘强博士，以及化学及生物工程学系博士后研究员刘雨桐博士。部分工作是刘雨桐博士在香港理工大学（理大）攻读博士期间完成。该研究已于国际顶尖学术期刊《自然─纳米技术》上发表，论文题为「透过记忆聚合物纳米涂层在易碎电池正极活性物料中实现应力的动态去局域化」。「人类软骨」启发高能量电池技术突破锂离子电池广泛应用于智能电话、电动车及各类电子产品。随着全球对高能量电池的需求与日俱增，高镍正极材料被视为电池发展的重要方向。然而，这类材料在充电及放电的过程中，会因为锂离子的频繁嵌入及脱出，而导致体积变化，并产生显著的内部应力，继而导致「晶间开裂」（intergranular cracking），长远影响电池容量和使用寿命。

香港科技大学（科大）今天发布由「天韵相机」（MUSICO）拍摄的首批香港遥感影像，展示香港科研团队参与国家航天工程的重要成果，并以此庆祝中华人民共和国成立七十七周年。「天韵相机」是由科大牵头研制的全球首款轻小型、高解析度、高精度二氧化碳与甲烷点源协同探测仪。目前，该仪器已于天宫太空站持续执行在轨科学任务超过三个月，其间顺利完成了多项系统测试、校准及定标工作。今次发布的香港影像及影片，分别由仪器配备的二氧化碳、甲烷、氧气及气溶胶四个探测仪取得，清晰呈现香港及周边地区的地貌特征。即使太空站以每秒约7.7公里的高速围绕地球运行，「天韵相机」仍能稳定获取高质量、百米解析度的遥感数据，充分验证了仪器卓越的成像能力。团队已完成主要在轨测试及精度校准，正式进入常规科学运行阶段。科大土木及环境工程学系系主任兼讲座教授张利民教授表示：「在国庆日前夕，发布由『天韵相机』拍摄的首批香港影像别具意义，亦是献给祖国和香港的一份特别礼物。这不仅标志着香港自主研发的科研载荷成功在天宫太空站开展科学任务，更展现香港科研力量积极融入国家航天事业发展。能够从太空俯瞰香港的面貌并测量温室气体浓度，我们深感荣幸，也更加体会到科研工作服务国家发展和社会需要的重要意义。」科大土木及环境工程学系讲座教授兼太空科学与技术研究院院长苏慧教授表示：「自黎家盈博士和队友成功为『天韵相机』完成安装并启动该仪器以来，我们持续进行仪器定标、校准、及数据分析工作。过去数月，仪器已获取全球超过450个目标地区的影像，数据总量达4.3 TB。由于香港及华南地区夏季多云多雨，要捕捉高质量影像并不容易。适逢国庆前夕天气条件理想，让我们得以透过『天韵相机』俯瞰香港。当首批清晰的香港影像从天宫太空站传回地面时，整个研究团队都感到无比振奋。天韵相机作为香港自主研发的科研载荷，正如『太空之眼』，守护着我们的家园，为国家乃至全球的气候治理贡献香港力量。」

由香港科技大学（科大）化学及生物工程学系助理教授Hnin Yin Yin NYEIN教授率领的研究团队，成功研发了一款名为「HELP」（Heteromodal Epidermal Liquid-metal Patch）的异质模态表皮液态金属贴片。这款柔软、仿生皮肤的可穿戴式贴片结合先进的液态金属技术，能同步监测人体呼吸与心脏活动。凭借其舒适、非侵入性的设计，HELP贴片有望推动居家健康监测的发展，为慢性呼吸系统及心血管疾病患者提供持续、临床级居家健康监测的全新技术方案。研究成果已于《科学进展》期刊发表，论文题为「Intermetallic-anchored epidermal EGaIn patch with analog constriction gates for cardiorespiratory monitoring」。研究由Nyein教授带领，团队成员均来自科大化学及生物工程学系，包括第一作者李玥博士（前博士后研究员及科大博士毕业生），以及五位共同作者——林于珺（前研究助理及科大工学士毕业生）、何安玮（博士生）、王雪洁（博士生）、王旭（哲学硕士生）及崔强胜（前博士后研究员及科大博士毕业生）。慢性呼吸道疾病，包括气喘、慢性阻塞性肺病（COPD）及阻塞性睡眠呼吸中止症（OSA），是全球健康恶化与住院治疗的主要原因之一。目前，这些疾病的诊断与管理高度依赖在专业临床环境下进行的检查。例如，肺功能测试需使用肺活量计，而睡眠障碍诊断则需进行夜间多项生理睡眠检查（PSG）。PSG检查需在患者身上黏贴数十条有线传感器，过程繁复且不舒适。由于这些诊断设备体积庞大、成本高昂，且需由专业医护人员操作，因此并不适合日常居家使用。这导致许多关键的夜间呼吸变化及疾病恶化征兆，往往无法被及时察觉。