新闻及香港科大故事

香港科技大学的研究人员开发了一种新的集成技术，用于将III-V族化合物半导体器件与硅高效集成，为低成本、大容量、高速和高吞吐量的光子集成提供了基础，有助改革数据通信的发展。 有別於使用电子的传统集成电路或微芯片，光子集成电路使用光子或光粒子。光子集成结合了光和电子学以加速数据传输。當中，硅光子学（Si-photonics）处于这场革命的最前沿，它能够创建同时处理大量数据的高速、低成本连接。 虽然硅能够实现无源光学功能，但它难以实现有源功能，例如，生成光（激光器）或检测光（光电探测器）——两者都是关键的数据生成与读出组件。因此，需要将III-V族半导体（使用来自周期表第III族和第V族的材料）集成到硅衬底上，以实现完整的功能并提高效率。 然而，尽管III-V族半导体能够很好地完成有源功能，但它们无法自然地与硅结合。在新兴跨学科领域学部研究助理教授薛莹和研究教授刘纪美的带领下，研究团队找到了一种能够让III-V族器件与硅高效结合的方法，从而解决了这项挑战。 他们开发了一种名为横向纵横比捕获（LART）的技术，这是一种新颖的选择性直接外延法，可以在绝缘体上硅（SOI）上，横向选择性生长III-V族材料，而无需厚缓冲层。 尽管根据现有文献，尚无任何集成方法能够以高耦合效率和高产量方式来解决III-V族有源功能与硅无源功能结合这一挑战，但团队的LART方法有效地实现了面内III-V族激光器，从而使III-V族激光器与硅可以在同一平面内耦合，因而高效。 薛莹教授指出：“我们的方案解决了III-V族器件与硅的失配问题。该方案实现了III-V族器件的优异性能，让III-V族与硅的耦合变得简单高效。” 过去几十年，在大数据、云应用和传感器等新兴技术的推动下，数据流量呈指数级增长。集成电路（IC，也称为微电子）技术通过缩小电子器件的尺寸并提高其运行速度，实现了符合摩尔定律（Moore’s Law）的指数级增长——微芯片上的晶体管数量大约每两年翻倍。然而，数据流量的持续爆炸性增长，已将传统电子器件推到了极限。

由香港科技大学（科大）领导的一支国际研究团队，以人工智能技术（AI）研发出一个机器学习模型，能有效促进全球农田的氨减排。该研究发现，目前农田所排放的氨气量（ ammonia ） （ NH3 ）不但较预期为低，更发现采用优化的施肥管理能降低农田氨排放总量达38%，有助全球各地制定合适的减氨策略，并为落实联合国「永续发展目标」当中有关确保粮食安全、消除饥饿，以及促进永续农业的目标带来新希望。 多种农业及工业过程所释放的氨，会污染空气和水质，影响生态环境及人类健康。虽然氨并非温室气体，但进入土壤或大气后，会形成一氧化二氮等化合物，成为强效温室气体，引致气候变化。 三大主要农作物包括水稻、小麦和玉米皆释放的氨气，已占全球农田氨排放总量的一半。随着人口及粮食需求的持续增长，实现农田氨减排成为了全球可持续发展亟待解决的难题之一。然而，现时全球欠缺准确的数据统计，各国很难实施适合本国具体情况的有效减排策略。 有见及此，科大理学院数学系兼跨学科学院环境及可持续发展学部讲座教授冯志雄教授，联同南方科技大学（南科大）郑一教授，领导研究团队收集并分析全球不同地区於1985年至2022年间的田间观测数据，并制成数据库。 团队利用AI及相关数据，研发出一个能预测农田氨排放率的机器学习模型，并分析气候、土壤特质、农作物种类，以及灌溉、施肥及耕作等人为管理因素对氨排放的影响。该模型更能按不同地区的情况，建议最合适的施肥管理方针。例如，研究发现，由於温度最影响亚洲地区小麦种植产生的氨排放率，面对全球暖化带来的影响，76%位于亚洲的小麦田，可透过施用高效肥（enhanced-efficiency fertilizers ）去降低氨排放量。

科大校长叶玉如教授（右六）、香港赛马会慈善事务部主管（丰盛耆年及长者服务）王兼扬先生（左五）、科大首席副校长郭毅可教授（左四）及其他科大高层管理人员与三位科大“杰出创科学人”教授：周晓方教授、解亭教授及苏慧教授（左三至五）一同为三个赛马会创科实验室揭幕。 香港科技大学（科大）获香港赛马会慈善信托基金慷慨捐助港币三千万元，成立三个赛马会创科实验室，将分别由三位科大“杰出创科学人”教授领导，推展数据科学、再生生物学及气候变化领域的研究。 科大今天举行实验室开幕典礼以感谢马会慈善信托基金的支持。出席典礼的主礼嘉宾包括科大校长叶玉如教授、科大首席副校长郭毅可教授和香港赛马会慈善事务部主管（丰盛耆年及长者服务）王兼扬先生。

香港科技大学（HKUST）的研究人员开发出一种受人类听觉系统启发的感测器阵列设计技术。透过模仿人耳根据音位分布来区分声音的能力，这种新型感测器阵列方法可能优化感测器阵列在诸如机器人技术，航空，医疗保健和工业机械等领域的应用。 传统的感测器阵列面临布线复杂凌乱、有限的可重构性以及连接网路缺乏对物理损伤的抵抗力等挑战。为解决这些挑战，香港科技大学机械及航空航天工程学系副教授杨征保研究团队，透过为每个感测单元分配唯一的正弦波频率，并利用感测单元讯号调制正弦波幅度,这类似于人耳中的耳蜗毛细胞处理不同频率的声音。将这些不同频率的调幅讯号迭加到单一导体上，最后使用快速傅立叶变换演算法来解码这个迭加的时域复合讯号，便可解析出整个感测器阵列的感知物理量。这种设计允许将传统行列配置阵列中的大量输出线减少到单根线，而不牺牲原有的功能。这种新颖的方法允许解码系统并行处理所有感测单元的讯息，与现有的用于感测器阵列解码的时分复用方案完全不同。 该研究的感测器连接网路采用冗余设计，以确保即使阵列的连接网路部分受损，也能保持正常运作。这种设计特性受到内耳毛细胞和神经元之间多个突触连接的启发，如果一条路径失效，将提供备份路径。这种冗余设计不仅增强了系统的抗损伤能力，而且使得更强大的可重构性成为可能，这是在诸如响应式机器人或自适应可穿戴设备等快速变化的应用中特别有用的特性。另外，感测器阵列的乐高式模组化设计也可能降低维护成本，因为相比传统的多线感测器阵列提出的方案更易于修复。 研究者提出的感测器阵列技术提供了多种潜在的应用。其灵活性和稳健性使其非常适合整合到曲面和在恶劣的环境中工作。它可以适应不同表面的形状和多模感知需求，同时提供即时数据。研究团队已经在两个主要应用中展示了此感测器阵列设计的优势——一个是压强感测器阵列，另一个是压强-温度多模感测器阵列。后者可用于监测义肢中关键的参数，从而提高患者的舒适性和安全性。团队也介绍了该技术在监测飞机机翼应变分布的应用潜力，这可能有助于开发更安全、更节能的飞机。

香港科技大学（科大）与Absolute Pure EnviroSci Limited（APEL）共同建立联合实验室，就创新的健康和环境技术进行研发及成果转化，当中包括一种高效持久的环保防虫喷雾，能驱除床虱并灭活高达99.9%的高传染性病毒，细菌和难以杀灭的孢子；以及用于测量环境污染对人类健康所构成风险的人造类器官(artificial organoids)，可为香港以至大湾区建立健康监测系统提供重要的数据支持。 在香港特别行政区环境及生态局副局长黄淑娴女士、科大副校长（研究及发展）郑光廷教授、义合控股有限公司（义合）主席詹燕群先生以及APEL主席钟伟强博士的见证下，科大化学及生物工程学系兼环境及可持续发展学部杨经伦教授与APEL董事杨学光博士今日签署成立科大-AP EnviroSci Ltd环境科学健康与环境创新联合实验室（联合实验室）备忘录。其他莅临庆祝联合实验室成立的嘉宾包括广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院副院长杨子峰教授、义合行政总裁甄志达先生，以及中国香港体育协会暨奥林匹克委员会义务副秘书长黄宝基先生。 联合实验室获义合旗下附属公司 APEL提供2,000万港元启动资金，将同时研发可用以支持水资源管理、减少并转化厨余，以及透过提升空调以至发电厂能源效益来支援脱碳等可持续发展方案。 用于驱除床虱的先进配方，源于科大于全球爆发新冠疫情初期、最早研发的其中一款新型多层次杀菌涂层技术（MAP-1），能持久对抗新冠病毒（SARS-CoV-2）。这个驱除床虱配方已通过中国内地和瑞士两个实验室的认证，证实具有100%驱虱能力。香港运动员亦将在2024年巴黎奥运会期间使用这款环保防虫喷雾，以应对欧洲日益严重的床虱问题。该配方亦可在不改变材质的情况下掺入棉、麻等纺织物，为包括病人、长者及婴儿等衣物服饰，提供持久的抗病毒防护。 

香港科技大学（科大）领导的研究团队成功研发出一种光学等离子体镊子控制的表面增强拉曼光谱（SERS）平台，利用光的开关控制，以单分子水平探测混合物中不同的胰岛类淀粉蛋白质物种，揭示pH影响下胰岛类淀粉蛋白的异质结构，以及与第2型糖尿病相关的淀粉样聚集机制背后的秘密。 单分子技术能够分辨每个分子的信息，通过去除整体取平均的模式获得被传统宏观表征方法掩盖的细节，革新我们对复杂性和异质性较高体系的认知。目前，单分子的实验条件通常要依靠高度稀释和/或分子固定的方法来实现，因为受到光学衍射极限的限制，探测体积难以进一步减少。然而，某些生物分子体系参与的各种相互作用在很大程度上受到浓度的影响。例如，人类胰岛淀粉样多肽（Amylin，hIAPP）是一种天然无序蛋白，缺乏稳定的二级结构，但是会受到浓度、酸碱度等环境因素调控从而产生聚集的倾向，在2型糖尿病患者中形成各种各样的寡聚体中间体和淀粉样纤维。 这些分子机制仍然未明，因为目前很难从动态转变的混合物中检测到稀有、瞬态和形式各异的淀粉样多肽物种，所以需要开发更先进的单分子研究方法。 最近，由科大化学系助理教授黄晋卿教授领导的研究团队取得了重大突破，成功开发了一种新颖的单分子平台，结合光学等离子操控和SERS测量技术，可以减少以往受到光学衍射限制的检测体积，并增强分子讯号，从而能够在生理浓度下高通量地表征受酸碱度影响的淀粉样多肽物种。

香港科技大学研究团队揭示了一种鲜为人知的蓝藻病毒的高分辨率结构。这项研究有助增加对病毒侵染机制的理解，为更加准确预测气候变化创造了更有利的条件。

香港科技大学（科大）与清华大学今日首度携手举办「2023人工智能合作与治理国际论坛」，为期两天的论坛汇聚逾50位世界知名人工智能（AI）专家、学者、业界翘楚、政府及国际组织代表，探讨生成式AI等前沿技术所带来的机遇及挑战，期望共同构建一个完善的AI 全球治理框架。 近年生成式AI快速发展，开创了AI研发的新时代，不过在应用方面出现了不少安全上的考虑，欧美各国亦陆续提出制定监管生成式AI的法规。作为AI治理领域中一场重要的国际会议，今次论坛不但得到联合国开发计划署和联合国教科文组织等多个国际组织的支持，亦吸引了来自内地、欧盟、新加坡、巴西、南非及马来西亚等相关政府部门的代表、多位中国工程院和中国科学院的院士，以及来自英、美、法、德等国家的AI业界顶级专家和知名科创企业的高层管理人员参与。各人就如何应对AI在引领变革时所带来的挑战，作出精彩的演说和讨论。 论坛主礼嘉宾包括中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室(中联办)副主任卢新宁女士、中华人民共和国外交部驻港副特派员方建明先生、香港创新科技及工业局局长孙东教授、科大校董会主席沈向洋教授、科大校长叶玉如教授、清华大学副校长王宏伟教授、清华大学人工智慧国际治理研究院院长薛澜教授、马来西亚科学技术创新部副秘书长YBhg. Datuk Ts. Dr. Mohd Nor Azman Hassan博士，以及中联办教育科技部部长王伟明博士。