新闻及香港科大故事

香港科技大学（科大）研究团队成功开发人工智能（AI）工具GrainBot，能从显微图像中自动提取并量化多种材料的微结构特征。GrainBot旨在应对材料科学领域对数据驱动及自主研究流程日益增长的需求，提供系统化的方法将复杂图像信息转化为可量化数据，从而加速新一代材料的研发进程。微结构的定量分析一直是材料科学多个领域的关键难题。尽管先进显微技术能够获取高质量的材料图像，但其中蕴含的信息往往难以通过可靠且高效的方式进行分析。现有方法多聚焦于识别简单特征或进行图像分类，难以揭示不同微结构参数之间的互动关系，阻碍了研究人员深入理解材料结构与性能的关联，减缓新材料的设计与优化。为突破此瓶颈，由科大化学及生物工程学系副教授周圆圆教授领导的团队设计出GrainBot，为分割、特征测量和结构相关性分析提供一体化解决方案。研究团队利用卷积神经网络实现精确的晶粒分割，并结合自研算法测量晶粒面积、晶界沟槽以及表面起伏凹陷等特征。GrainBot能将显微图像转化为多维度的丰富数值指标，有助研究人员建立大型及标准化微结构数据库，摆脱仅依赖定性观察的限制。研究团队将GrainBot应用于一款高效太阳能电池关键材料——金属卤化物钙钛矿薄膜，以验证工具的效能。透过分析不同底部表面形貌样本的原子力显微镜图像，GrainBot成功建构涵盖数千颗独立晶粒的数据库，每颗晶粒均标注多项微结构参数。配合统计分析，便能找出晶粒普遍分布的规律，以及不同特征之间过往难以量化的关系，例如晶粒尺寸、沟槽几何形状与表面粗糙度等的隐藏关联性。除分析统计外，研究更结合可解释的机器学习模型，以揭示微结构特征的相互影响机制。团队以选定的晶粒测量参数为目标，训练基于梯度提升的决策模型，并运用特征重要性分析与特征影响关系图等解析工具，探讨晶粒表面积与晶界沟槽等参数如何共同影响表面凹深或凸脊高度。

香港科技大学（科大）团队近日在钙钛矿太阳能电池制备上取得突破，研发出一套多源共蒸发沉积配方，可显著提升真空沉积钙钛矿薄膜的晶体质量。这项突破使全真空单结钙钛矿电池，以及钙钛矿-硅迭层太阳能电池，更接近可规模化生产。这项突破性研究成果已发表于《自然 – 材料》期刊，论文题为「晶面导向的全真空沉积钙钛矿太阳能电池」。 近年来，钙钛矿太阳能电池效率迅速提升，因其具备提供低成本可再生电力的潜力而备受关注。目前效率最高的钙钛矿器件多数以溶液「墨水」方式制备；然而，许多工业薄膜产品（从 OLED 显示器到光学镀膜）则采用真空沉积，一种干净、无溶剂，并能在大面积上实现高度均匀的镀膜制程。惟当钙钛矿完全以真空沉积制备时，其晶体往往会以不理想的方式形成，容易在薄膜中形成缺陷，进而影响器件的稳定性。 本研究由科大电子及计算器工程学系、显示与光电子全国重点实验室助理教授林彦宏教授领导的研究团队，与英国牛津大学物理系亨利・斯奈思教授的团队合作完成。研究的第一作者、科大电子及计算器工程学系博士后研究员沈鑫毅博士及其团队成员发现，在热共蒸发过程中引入氯化铅作为「共源」，能有效引导钙钛矿晶体的生长方式。该方法促成高度有序的1.67eV宽带隙钙钛矿，并使大量晶粒呈现（100）晶面「朝上」取向，显示薄膜具备更高结晶度，也能抵御光照与热应力所引起的退化，从而带来更佳的光电特性，以及更强的抗光照与耐热退化能力。 利用这套新开发的沉积配方，团队成功实现了全真空沉积宽带隙钙钛矿太阳能电池的首个经认证性能：在0.25平方厘米器件上，经最大功率点测得功率转换效率达到18.35%。在实验室测试中，器件效率最高可达19.3%，并在更具挑战性的1平方厘米电池尺寸上取得18.5%的效率。 

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。

香港科技大学（科大）与南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）合作推出全球首个深海组学数据库（https://DeepOceanOmics.org/）。作为同类中规模最大的平台，数据库一站式整合及分析极端海洋环境中生物的多组学数据，并提供个性化分析工具，支持跨物种比较与演化研究。平台旨在善用深海生物资源、加深科学界对深海生物多样性及生态系统的理解，从而推动极端环境生物适应机制的全球研究与应用。深海，即海面以下逾1,000 米深的区域，是地球上最庞大且极少被探索的生态系统之一，其生物多样性在高压、缺氧、黑暗、低温及营养匮乏等极端环境下孕育而成。虽然近年研发的高通量测序技术已有助取得大量深海物种的多组学数据，揭示它们在基因、代谢和共生机制等方面的独特适应性，但科学家缺乏统整资源、标准化数据及专用分析工具，阻碍了这些多组学数据的有效整合与探索。为填补这关键的缺口，由科大海洋科学系讲座教授钱培元教授、助理教授吴龙君教授及博士后研究员佘加杰博士领导的研究团队，人工收集并整合了68种深海动物的多组学数据，包含72个基因组、950个转录组、1,112个宏基因组及15个单细胞转录组。数据库涵盖来自冷泉、热液喷口及海山等深海栖息地的七大门类物种，包括软件动物、环节动物、节肢动物、脊索动物、刺胞动物、棘皮动物及多孔动物，并结集了1,413份化石纪录，支持深海生物环境适应策略的演化分析，成为目前物种覆盖最广、数据最全面的深海多组学平台。

香港科技大学（科大）今天与香港中华煤气有限公司（煤气公司）签署战略合作备忘录，设立香港首个氢能创新平台。双方将联合全球学术及业界力量，在科研成果转化等相关领域开展合作，共同推动氢能技术发展与应用，为实践国家「双碳」战略及全球低碳转型注入新动能。双方将联手设立「香港氢能中心」，透过开放创新平台吸引全球顶尖高校、科技团队、创新企业及业界机构加入，围绕五大核心范畴，包括科研成果转化、初创企业孵化、政策标准制定、绿色认证平台，以及专业人才培育开展合作，推动氢能产业高质量发展，构建开放共赢的氢能产业生态系统。 研究项目将聚焦氢气的生产方法、储存和安全、氢燃料电池及氢能发电等领域，同时培养具备研发和工程能力的高质量创新人才，满足氢能产业的发展需要。国家「十五五」规划明确提出推动氢能等领域成为新的经济增长点，香港特别行政区政府去年公布的《香港氢能发展策略》亦强调，推动香港成为国家发展氢能源的示范基地，并协助氢能源产业于「一带一路」地区的发展。科大作为国际知名大学，积极与全球多所院校及业界伙伴深度合作，在新能源领域，尤其是氢能核心技术研发方面具雄厚实力，拥有技术产业化落地的扎实基础。煤气公司作为综合能源企业，积累了丰富的氢能储运与应用实践经验，已形成覆盖天然气掺氢、绿色甲醇、可持续航空燃料等多场景的应用布局。结合科大的学术优势和煤气公司的业界经验，此次合作将助力国家战略与全球气候行动的进一步实践。科大协理副校长（研究）童彭尔教授表示：「科大一直致力推动可持续能源发展，透过成立能源研究院构建跨学科平台，促进可持续能源的前沿研究、技术突破和教育创新。科大学者开发的先进绿氢生产技术、液态分子储氢材料和耐久燃料电池，为推动绿色能源普及化提供了更具成本效益的方法。 我们期待是次合作为香港、大湾区以至国家的氢能发展和产业升级注入新动力。」煤气公司执行董事暨首席财务总裁杨磊明先生表示：「我们将以此次产学研深度协作为契机，持续推动公司的能源科技转型，为国家实现『双碳』战略目标及全球能源可持续发展贡献重要力量。」

香港科技大学（科大）工学院的研究团队在脑成像领域取得重大突破，成功开发出一项全球首创技术，能够以近乎无创方式，对清醒状态下的实验小鼠大脑进行高分辨率图像扫描。这项创新技术毋须对实验动物实施麻醉，使科学家能直接观察大脑在自然运作状态下的组织活动，未来将有助深入探索人类脑部在健康和疾病状态下的运作，为神经科学研究开辟全新路径。人类大脑构造极其复杂，科学家一直试图利用脑成像技术探索其运作机制。然而，现有成像技术如磁力共振成像、脑电图、电脑断层扫描和正电子发射断层扫描等，均难以解析大脑微细结构及工作机制。由于小鼠在基因和生理结构上与人类高度相似，常被用作实验模型，用于研究阿兹海默症、亨廷顿舞蹈症、脑痫症等神经系统疾病的治疗方法，以及多种人类癌症疗法和疫苗效用等。然而，在麻醉状况下，小鼠的血液循环、胶质细胞形态及神经元活动会发生显著改变，实验效果远不如清醒状况理想。此外，小鼠在自然活动时亦会导致扫描图像模糊，令观察大脑细微部位的活动变得十分困难。由科大工学院电子及计算机工程学系教授瞿佳男教授带领团队开发的新技术「数字复用焦点感测与整形」（Multiplexing Digital Focus Sensing and Shaping，简称MD-FSS），建基于团队2022年在《自然 – 生物技术》期刊发表的「 模拟锁相相位检测焦点感测与整形（Analog Lock-in Phase Detection Focus Sensing and Shaping，简称ALPHA-FSS）技术进一步开发而成。 ALPHA-FSS利用三光子显微镜，具备高精度和高校正阶数的优势，能以亚细胞级分辨率观测脑部深层组织。然而，ALPHA-FSS的焦点测量速度仍不足以清晰捕捉清醒小鼠大脑组织的活动状况。此外，小鼠颅骨的厚度和密度亦会显著吸收和散射进入大脑的光线，令双光子显微镜难以穿透颅骨。 即使是大脑表层区域，图像质素也会因此下降，导致成像效果不佳。

香港科技大学（科大）今日宣布推出目前全球最大型的人工智能（AI）多智能体社会模拟沙盒平台——「智能体世界」（Aivilization）。此创新平台旨在研究人类与AI的互动如何塑造虚拟社会，在这个虚拟社会里的「AI居民」（智能体）通过融合互动的方式，自然发展其社会管理架构、经济体系与文化规范。 随着AI快速融入我们的日常生活，了解人类与AI之间的互动与沟通逐渐成为一个重要的研究领域。过往一些模拟项目，诸如「Project Sid」1及斯坦福大学团队的「Stanford Smallville」2（斯坦福小镇）等，亦曾探索过类似主题，其规模分别约为1,000个和数十个智能体组成的AI社区，用以研究和观察AI文明的演变。 科大的「智能体世界」在既有的基础上大幅拓展研究规模，通过巧妙结合互动游戏模式、大规模公众参与以及实时AI实验，让十万个AI角色在为期六周的时间内，同时在虚拟世界内生活、互动和发展。以往的沙盒游戏常面对高昂运营成本以及静态评估框架等限制，令研究受到局限。「智能体世界」成功突破多项技术瓶颈，大幅提升平台表现，为研究人类与AI之间互动开拓更深入的空间。其中主要的创新突破包括：

为满足全球金融业对在金融罪行和法证会计方面的专业人才需求，香港科技大学（科大）与毕马威（KPMG）及澳洲格里菲斯大学（Griffith University）携手合作，于科大会计学理学硕士（MSAC）课程推出「金融罪行与法证会计专修」，为亚洲首个聚焦此关键领域的专修课程。 根据世界经济论坛数据，金融罪行及洗黑钱活动每年为企业、政府及个人造成的损失高达1.45万亿美元。科大会计学硕士新设「金融罪行与法证会计专修」，将提升香港在预防及打击金融罪行方面的人力资本，为构建更安全的金融体系作出贡献。 透过三方签署合作备忘录，此专修将成为亚洲首个于会计硕士课程中，专注于金融罪行与法证会计的学术专项。课程将新设五门全新专业选修科目。 是次合作汇聚三方在会计教育及会计专业的独特优势，由科大设计选修科目的课程框架、格里菲斯大学则结合在金融罪行调查与合规方面的专长开发教材、而毕马威的资深专业人员则担任讲师，通过融合理论与实务，协助学生掌握业界所需的实战技能。学生须修毕所有五门新选修，才可获得此专修资格。 新专修将于2025年秋季学期开放予所有会计学硕士生报读，旨在培养学员的专业技能，为投身金融罪行调查、法证会计、打击洗黑钱及恐怖分子资金筹集等领域作好准备，同时培育业界专才，以推动金融界更健全、更符合道德规范的发展。 科大商学院署理院长许佳龙教授表示：「业界对金融罪行防治专才需求殷切，创新的会计专修正好填补此关键人力资源缺口。这项策略性合作，汇聚顶尖会计教育及行业专才，将有助培育新一代专业人才，助力香港及全球金融业应对迅速转变的挑战。」