新闻及香港科大故事

香港科技大学（科大）工学院学者于计算神经工程领域取得重大突破，团队开发了一个基于强化学习的神经脉冲生成模型，能够准确预测神经讯号，从而形成一条「人工信息通道」，有效绕过大脑受损区域，重建因疾病或损伤而中断的神经功能性连接。这项开创性研究有望为因中风、脊髓损伤等导致功能障碍的患者，提供革命性的神经复康新思路。 研究结果已于国际顶尖期刊《自然计算科学》上发表，论文题为「一种利用行为强化重建神经功能连接的生成式脉冲预测模型」。大脑不同区域之间通过神经元释放的电脉冲，即神经脉冲，进行信息编码与传递。当神经系统疾病或损伤破坏这些传输通道时，便会导致运动、认知等方面的严重功能障碍。神经假体是通过构建一条人工信息通道，将神经信号从上游脑区传递至下游脑区，绕过受损部位，以恢复丧失的运动和认知功能。然而，其核心挑战在于如何仅根据上游讯号，实时预测下游神经活动模式，从而最有效恢复行为功能。为此，由科大电子及计算机工程学系副教授王怡雯教授带领的团队提出了基于强化学习的跨脑区神经脉冲预测模型。传统方法根据下游神经元纪录来评估神经通道的功能完整性，但这在通道受损的患者中并不适用。相反，团队开发的模型以「行为是否成功」作为反馈讯号来引导训练，并将上游神经元的活跃脉冲实时转换为下游神经元的预测讯号，从而在原本联系中断的脑区之间重新建立通讯。王教授表示：「新模型的核心理念，是让其如大脑般一样通过『试错』来学习跨区域间的映射关系。这使我们能为神经通道受损的患者构建一条『信息小径』，从而有效重建脑区之间的功能性连接。」团队通过科大计算认知工程实验室进行大鼠运动控制通道测试来收集数据，并验证了模型的有效性。结果显示，新模型生成的「人工脉冲讯号」成功经由解码器驱动小鼠做出目标行为，其成功率显著优于传统方法。此外，生成信号的编码特性和健康大脑中观察到的自然神经调制特性亦高度相似。另外，新方法具有强大的适应能力，能在不同解码器设置下保持高性能，只需极少校准，便可迅速适应新试验对象，大大增强模型的临床转化潜力。 

香港科技大学（科大）与浙江大学医学院附属第一医院、附属第二医院及附属邵逸夫医院早前签订战略合作备忘录，就科研合作、人才培养、医学教育、国际交流等方面开展紧密合作，共同培育具备国际视野及前沿创新能力的临床科学家和医学人才，加速高水平的临床科研成果应用及转化，促进两地医疗健康事业实现高质量的可持续发展。科大和浙江大学的合作源远流长，双方在学术交流和科研协作上成果丰硕。为配合科大建设香港第三所医学院的发展蓝图，大学近年积极加强与浙江大学在医学领域的联系，并于去年与浙江大学医学院达成战略合作关系，共同推进医学教育、科研突破及临床实践的深度融合。为进一步落实相关合作，科大校长叶玉如教授及首席副校长郭毅可教授早前率团到访杭州，与浙江大学校长马琰铭教授会面交流，进一步探讨两校在医学健康及人工智能等领域的深度合作、共建联合研究平台、携手培育面向未来的顶尖创新人才，为科大的医学发展注入强大动力。访问期间，科大代表亦考察了浙江大学医学院三所附属医院，并与医院管理层会面，商讨发展愿景，了解当地教研医院最新发展，以及签署合作备忘录。科大代表团先后与浙江大学医学院附属第一医院院长梁廷波教授及党委书记顾国煜教授、附属第二医院院长王建安教授、附属邵逸夫医院院长蔡秀军教授及党委书记徐国斌教授等进行深入交流。透过发挥科大在人工智能、数据科学、工程学和基础科学领域的雄厚科研实力，以及三所附属医院的世界领先医学技术和丰富临床经验，双方未来将就以下范畴开展合作：

香港科技大学（科大）工学院机械及航空航天工程学系副系主任及副教授李建邦教授及博士生朴廷镇带领的团队，开发了一个人工智能（AI）驱动的增强现实平台。该平台通过虚拟实验为学生提供沉浸式学习体验，让他们能够自主进行实验练习，深入掌握机械及航空航天工程的重要概念和理论。此创新方案早前于被誉为教育界「奥斯卡」的2025年QS全球教学创新大奖中，荣获「沉浸式体验学习」组别银奖。在机械及航空航天工程领域，包括研究飞行器气动力学的风洞测试，通常需要大型专业设备才能完成。为了让学生更容易接触这类实验，科大团队以三维扫描技术将校内风洞实验室进行数码重建，建立了以AI驱动的扩增实境实验室，并采用数字孪生技术来提升实物与虚拟模型之间的虚实交互体验，令学生仿如置身实验场景中。学生只需使用智能手机或平板电脑，毋须任何专业设备，即可随时进行虚拟风洞实验。平台内置的AI导师功能可为学生提供个性化指导，引导他们逐步完成实验，确保学生充分理解实验的设置程序和背后理论; 系统另设有互动问答，以助深化学习成效。平台不但为学生提供灵活实验课前预习，提升他们的学习信心，更可生成学习报告，供授课老师了解学生的常见错误和术语使用情况，以提供适切指导。自2023年起，此平台已率先于机械及航空航天工程学系多个课堂中试行，每年约有100名学生使用。李建邦教授对获颁国际奖项深表荣幸，认为是对团队工作的肯定。他表示：「此创新平台革新了传统实验课堂，将重心从基础知识的传授及例行作练习，转向为更互动性的实验探索和讨论，不仅有助提升教学质素，亦为学生提供创新学习工具，可使用各种虚拟大型专业设备进行实验。目前，我们已与多间本地专上院校合作，建立了不同类型的虚拟实验，冀日后能扩展至业界，加强其在不同行业安全及维护培训的应用。」

由香港科技大学（科大）工学院辖下环球社会中心举办的年度大型活动「STEAM同乐日」（STEAM Day@HKUST）于1月22日至24日在科大校园举行。活动今天举行开幕典礼，为130项精彩活动和节目揭开序幕，燃点逾5,000名参加者对科学、科技、工程、艺术和数学（STEAM）的兴趣和好奇心。活动今年踏入第三届，随着规模不断扩大，现已成为科大最大型科普活动，为中小学生提供宝贵学习体验，让他们通过互动和实践方式探索STEAM。今年活动设四大主题，包括生命与环境；物质、能量与变化；地球与太空；以及科学、科技、工程与社会，活动内容和设计与2025-26学年的小学课程改革相配合。是次活动通过不同形式，包括游戏摊位、工作坊、实验室参观、STEAM项目和机械人展示、机械人比赛、STEAM手作体验，主题涵盖不同学科，包括AI聊天机械人应用程序开发、电子电路构建、DNA提取、桥梁建设、攀绳机械人、动物组织学、金融工程、供应链、遗传学、虚拟/扩增实境技术、纸飞机的飞行原理等。活动吸引近200所小学、中学、特殊学校及其他机构参与。开幕典礼主礼嘉宾包括科大副校长（研究及发展）郑光廷教授、协理副校长（教学）冯志雄教授、工学院院长罗康锦教授、工学院环球社会中心总监胡锦添教授、西贡民政事务助理专员林苡晴女士、 西贡区议会区议员刘启康先生及邱少雄先生，以及教育局首席教育主任（创新科技教育及质素保证）林威廉博士。郑光廷教授致辞时表示：「作为全球领先的人工智能和数据科学顶尖学府之一，科大在推动中小学STEAM教育方面一直走在前沿，其贡献对促进香港以至国家的人才培育至关重要。自创校以来，人工智能一直是科大的策略研究重点之一。 近年来，大学积极加强在人工智能领域的研究和教育，包括投资基础设施、招聘人才以及开办新课程。”

香港科技大学（科大）工学院的研究团队率先研发出一款运用机械键来制备用于锂电池的准固态电解质，首次将机械互锁分子（MIM）应用于共价有机框架（COF）中，可实现高性能电池运行，并利用互锁体系独特的化学性质，以打造出安全、稳定且电能容量更高的锂电池。传统液态电解质存在诸多风险，包括易燃、锂负极不稳定、枝晶生长以及不稳定界面层的形成。固态电解质提供了更安全的替代方案，其中醚类聚环氧乙烷（PEO）常用于锂离子的配位和传导。然而，由于其复杂的网络结构和不明确的传输路径，这些聚合物的离子导电率一般较低，因此需要进一步优化设计。机械互锁分子已广泛应用于分子机器如分子梭等，但在储能领域的研究仍有不足。冠醚作为机械互锁分子的关键大环化合物，与锂离子结合时能展现出强烈的主客体作用和良好的离子迁移性。若能将这些互锁分子整合到高结晶度、多孔的 COF 中，研究人员便可以利用其特性实现高效的锂离子传导，并有效提高负极的稳定性。有鉴于此，在科大化学及生物工程学系副教授金允燮教授带领下，研究团队设计了一种 MIM-COF 准固态电解质。该电解质能利用可响应力学作用或配位变化的机械键作为功能单元，而 COF 则将其动态特性放大至宏观层面，从而推进了 MIM 在能源器件多孔框架中的集成应用。团队所制备的 MIM-COF 准固态电解质具有优异的室温离子电导率（3.20 × 10⁻³ S cm⁻¹）和锂离子迁移数（0.60）。根据电脑计算的研究发现，冠醚的动力学和 Li⁺ 结合位点，与实验结果相互印证，并为未来电解质设计提供指引。在实际测试中，采用该准固态电解质和磷酸铁锂复合正极（LiFePO₄ composite cathode）的全锂电池在室温和 0.5C 倍率下初始放电容量为 113 mAh g⁻¹，充电和放电过程循环 600 次后容量维持在 95% 左右。在 60℃ 和 2C 倍率下，循环 300 次后容量则维持在 85% 左右，库仑效率达到 99.99%，结果反映此准固态电解质在提升锂电池稳定性与寿命方面极具应用潜力。金教授指出：「我们基于已有的 MIM 研究，对电池中自锁冠醚的运动进行了分析，可望启发更广泛的自锁组分应用。我们的目标是进一步优化这些大环化合物，以开发先进的电池材料。」

香港科技大学（科大）工学院团队成功开发全球首台能实现低至-12°C的零下弹卡冷冻装置。是次突破标志着绿色弹卡冷冻技术应用进一步扩展至全球冷冻业的重大里程碑，更实现了零排放的绿色冷冻，为促进冷冻业的低碳转型提供切实可行的方案，为应对日趋严峻的气候变化作出贡献。 研究成果已于国际期刊《自然》发表，论文题为「低温相变合金实现零下弹卡制冷」。随着全球暖化问题加剧，制冷需求急速增加，冷冻技术占全球电力消耗量比例相当高。 其中，主流蒸气压缩制冷系统极度依赖氢氟烃等具有高全球变暖潜能值的制冷剂。基于形状记忆合金的弹卡冷冻技术是广获学界及业界关注的环保替代方案，具零排放、高能效的特点，毋须使用传统制冷剂，而是利用形状记忆合金在循环应力作用下相变潜热的释放与吸收来制冷。这项技术不但为冷冻业脱碳提供新路径，同时减少碳排放，加强全球应对气候变化的能力。冷冻业的市场规模与空调业相若，然而，现有弹卡装置仅可应用于室内空调制冷，因此将技术扩展至冷冻业的应用至关重要。由科大机械及航空航天工程学系讲座教授孙庆平教授带领的团队，在弹卡冷冻技术取得新突破。新技术特点体现于材料、传热流体及制冷结构的精心设计：（一）低相变温度合金：团队选用高镍含量（51.2 at%）的二元镍钛合金，通过成分调控将奥氏体结束温度（Af）温度降至-20.8°C。该合金在低至-20°C环境下仍能表现出优异超弹性和显著相变潜热，其绝热温变峰值在0°C时可以达到16.3°C，有效工作温窗宽达48.5°C。（二）抗冻结传热流体：采用30 wt%的氯化钙水溶液作为传热物质。该溶液凝固点低，低温运行时仍能保持流动性，避免冰晶堵塞，同时与镍钛合金表面保持良好湿润性，降低接触热阻，提升传热效率。

线粒体功能障碍与神经退行性疾病、代谢综合症等多种慢性疾病及癌症息息相关。然而，要在不损害细胞，且毋须使用荧光染剂的情况下，从细胞内精准提取线粒体，一直是科学界面对的重大挑战。香港科技大学（科大）跨学科学院综合系统与设计学部助理教授顾红日教授带领的团队，与机械工程及生物医药专家合作，成功开发全球首款整合传感器和执行器的细胞作仪器——自动化机械人纳米探针。该款探针能在活细胞中自主导航，整个过程毋须使用荧光染剂，即可精准提取单个线粒体作研究和移植之用，未来有望用于改良慢性疾病及癌症治疗策略。从看见到感知线粒体的大小仅比细菌略大，存在于每一个活细胞中，并负责维持生命所需的核心化学反应。传统细胞显微手术在提取线粒体时，需要先注射荧光染剂标记目标，再以强光照射样本并根据发光位置导航，整个过程高度依赖人手作。然而，强光会导致细胞出现「光漂白」现象，照射产生的热效应及光化学反应亦可能对细胞造成损伤，荧光染剂更可能干扰后续分析。因此，研究团队将技术由过往的「看见」线粒体，转变为开发一种能够「感知」线粒体的新方法。团队研发的玻璃纳米探针，其尖端装有两个纳米电极，能捕捉线粒体代谢的副产物——活性氧和活性氮讯号。结合自动化作平台，探针可在细胞内实时追踪这些信号。一旦信号强度超过特定阈值，探针的微型介电泳「纳米镊子」便会产生非均匀电场，将百纳米范围内的线粒体锁定，使探针在干扰性最低的情况下提取亚微米级的线粒体。 技术的关键在于共定位机制，当探针的传感器在某个位置检测到代谢信号，执行器就能在同一位置提取细胞线粒体。提高细胞作精度系统操作流程的精准度同样重要。研究团队将纳米探针整合到机械人操作系统，并记录每个步骤的标准化作，包括靠近目标细胞、检测细胞表面、穿透细胞膜、追踪电化学电流、启动介电泳捕获，以及安全撤出。此流程能有效降低侵入性，并对同一细胞进行多次采样。由于系统具备自动定位能，能提供清晰和标准化作，毋需依赖人手微调即可提升准确度。

香港科技大学（科大）去年通过遴选，获中国国家航天局委任牵头「嫦娥八号」国际合作项目——月面多功能操作机械人暨移动充电站（名为「香港操作机械人」）。该项目将汇聚海内外航天领域的学者与专家，共同研制配备移动充电设备、能执行灵巧操作的多功能月面操作机械人，旨在为国家月球探索任务作出重要贡献。为支持这一国际合作项目，香港特别行政区政府已在InnoHK科研平台上成立「香港太空机械人与能源中心」，由科大主导，负责推动跨院校与跨地域合作。科大「香港操作机械人」将与本地、内地及海外多所大学及航天科研机构共同研发，致力于推动航天技术全生命周期——从概念设计、研发、制造到测试与系统集成的前沿创新。作为国家探月工程第四期任务的一部分，「嫦娥八号」探测器计划于2029年前后发射，国家将来在月面上建设国际月球科研站。届时，「嫦娥八号」将着陆于月球南极，并携带包括「香港操作机械人」在内的国际月面机械人科考家族，执行科学探测任务。该款由科大跨学科团队研发的机器人，凝聚了顶尖跨学科团队的前沿科技精髓，将在国家重大航天任务中承担关键角色，以其卓越的自主功能及精确度，在适应月球极端环境方面发挥极致的作用。科大副校长（研究及发展）郑光廷教授表示：「中国航天事业发展迅速，在深空探索领域的成就举世瞩目。香港凭藉『背靠祖国、联通世界』的独特优势，结合雄厚的科研实力，正积极融入国家航天发展大局。科大通过参与国家『嫦娥八号』探月任务，以及承担创新及科技支援计划下『特别徵集（航天科技）』资助的『从中国空间站监测温室气体排放点源』研究项目，为国家航天事业的国际化进程提供助力。科大充分发挥在人工智能、机械人、材料科学及热控工程等领域的科研优势，全力推动航天科技成果的转化与应用。此举不仅能提升香港在航天科技领域的国际竞争力、创造显着经济效益，更将进一步巩固香港作为国际创新科技中心的地位。」