新聞及香港科大故事
2023
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Digitalizing Disasters to Counter Climate Change(只供英文版本)
In the face of increasing extreme rainfall events that often trigger further dangers, School of Engineering civil engineers are setting out to develop a pioneering city-scale slope digital twin to boost forecasting, prevention, and mitigation of Hong Kong’s number one natural hazard: landslides.
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科大研究人員揭示幹細胞微環境如何控制幹細胞分化為特定組織細胞 為實現幹細胞治療邁進一大步
香港科技大學(科大)的研究人員發現了幹細胞微環境如何控制幹細胞分化為各種功能性細胞,這對於未來利用幹細胞治療各種人類疾病具有重要意義。
人體幹細胞擁有獨特的能力,可以複製和分化為特定的組織細胞,從而支持人體正常發育和維持組織功能運作。基於這種特性,幹細胞具有潛力將受損或患病的細胞替換為健康的細胞,用於治療柏金遜症、阿爾茲海默症及1 型糖尿病等疾病。
雖然幹細胞具有治療人類疾病的潛力,但開發幹細胞療法並不簡單。其中一個挑戰在於如何有效地將幹細胞分化為具有不同功能的細胞,以替換退化組織中的受損細胞。幹細胞周圍的組織(即幹細胞微環境)對幹細胞分化成功能性細胞起著控制作用,但科學家對其中的分子機制了解有限,這使得這一任務更加困難。
近日,科大生命科學部主任及講座教授解亭所帶領的團隊首次發現,幹細胞微環境利用一種稱為「間隙連接」(Gap junction)的蛋白通道,將幹細胞微環境內的第二信使(Secondary messenger)cAMP傳送到幹細胞及其子代細胞,以控制其分化過程。作為細胞內最重要的第二信使,cAMP負責調節多個細胞功能,包括幹細胞的分化。
本身亦為嘉里理學教授的解教授選擇果蠅卵巢作為實驗模型,研究了兩種幹細胞微環境如何分別控制幹細胞自我復修和分化過程。
透過了解幹細胞微環境的調節機制,有助我們引導幹細胞分化為適當的細胞類型,以移植到已退化的人體組織。另外,退化性疾病一般會破壞幹細胞微環境和幹細胞,因此了解幹細胞微環境的調節機制也有助於重建幹細胞微環境,以移植並幫助幹細胞分化為功能性細胞。
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科大團隊研發開創性技術 自組裝高性能生物壓電薄膜
香港科技大學(科大)領導的研究團隊研發出新技術,可以使氨基酸在大面積上有序地自行組裝一層薄膜。團隊發現該生物薄膜具備高壓電性能,或可在未來用以製成具生物相容性和可降解性的生物醫學微型裝置,例如心臟起搏器和可植入體內的傳感器。
從壓電效應——動能與電能間的相互轉換——中產生的生物電在生命系統中具有生理意義,例如人類行走時脛骨產生的壓電電荷會促進骨骼再生,而呼吸時肺部產生的壓電電荷亦有助血紅蛋白與氧氣結合。
目前,大部分的壓電材料都是低可塑性、脆弱的,有些甚至含有毒物質(例如鉛和石英),所以不適合植入人體體內。生物壓電材料具有天然的生物相容性、可靠性和環境可持續性,因此是最合適的替代品。然而,以一致的排序方向大規模操縱生物分子使其正常運作,80年來一直是一個國際學術難題。
為解決這一長期挑戰,由科大機械及航空航天工程學系副教授楊征保領導的研究團隊,最近研發出一種自組裝技術,透過協同的納米限域技術和原位極化(見圖),製造生物壓電薄膜。它使生物分子能夠在大面積自行組裝,並且呈相同方向。更重要的是,團隊在使用新技術下發現β-甘氨酸薄膜具有的壓電應變系數,高達11.2pmV-1,是目前所有生物壓電薄膜中性能最高。
團隊自組裝的生物壓電薄膜,能夠從肌肉伸展、呼吸、血流和微小身體運動的機械應力中產生生物電。薄膜無需電池,在任務完成後能從體內自然分解。
楊教授表示:「我們的研究發現,整個β-甘氨酸薄膜展現出高壓電效應和傑出的熱穩定性。它的出色輸出性能、天然生物相容性和生物可降解性,在高性能生物機械電應用,例如可植入體內的傳感器、生物可吸收的無線充電裝置、智能晶片和生物電子等具有重要意義。」
在未來,團隊將繼續研究如何提升薄膜的柔韌性以配合生物組織,以及大規模以低成本生產生物壓電薄膜。此外,團隊亦會進行動物實驗,將研究成果進一步應用於生物醫學。
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科大與慧科聯手推出本港首個前瞻性旅遊指數 人工智能分析訪港意欲 支持旅遊業復甦
2023年8月3日 – 隨著香港及內地恢復通關,本港旅遊業迎來復甦。香港科技大學工商管理學院(科大商學院)與慧科訊業有限公司(慧科)聯手推出香港首個利用人工智能展望旅遊業短期走勢的前瞻性旅遊指數–「慧科–香港科技大學旅遊指數」(慧科科大旅遊指數),協助行業持份者制訂前瞻性政策及商業部署,支持旅遊業的長遠發展。慧科科大旅遊指數為科大商學院旗下商業及社會資訊分析研究中心,以及慧科旗下Wisers AI的合作項目。指數應用分析內地旅客訪港意欲的預測模型,相關模型利用自然語言處理及機器學習等前沿人工智能技術構建,可以分析內地社交媒體平台、網上旅行社及旅遊論壇的逾1,000萬條數據1,以助預示主要旅遊行業數據的變化,支援旅遊業界及相關機構擬訂前瞻性策略發展規劃。目前主要旅遊業統計數據的整理需時約兩個月,例如一月份數據一般於三月出台,行業勢態相關數據有所滯後,為旅遊業規劃業務帶來一定挑戰。作為短期行業市況的指標,旅遊指數針對整體旅遊業前景、到港內地旅客人數、酒店入住率及酒店房價等主要旅遊業數據,提供當月以及未來兩個月的預測值2,以助業界掌握旅遊業短期走勢。慧科科大旅遊指數的數據會於每月 10 日更新,過程中亦會參考歷史數據以及 20 多項影響旅遊業市道的因素,包括分析社交/網上媒體帖文後得出的旅遊意願及取態概況。
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取代還是互補?科大研究揭示人類與人工智能互動的複雜性
人工智能(AI)近來備受矚目,在AI迅速發展下,如何使其促進我們日常工作生活仍是一個許多科學家關注的複雜問題。最近,香港科技大學(科大)的研究團隊對AI應用於教育方面,進行了一項展望性研究,探究了AI可以如何讓評分更合理,同時觀察了在擁有AI同伴的情況下,人類參與者的行為。團隊發現,部分老師們樂於有AI的參與,但直到要決定人類或AI可擔當主導地位時,則發生爭論,相關情況非常類似人類互動過程中,一個新成員進入其他人的專業領域時的情形。
這項研究由科大計算機科學及工程學系博士生鄭成博和四名團隊成員,在副教授麻曉娟的指導下進行。他們開發了一個名為AESER(Automated Essay ScorER,自動作文評分器)的AI作文評審成員,並將20名英語教師分成十個小組,以研究AESER在小組討論環境中的影響。AI與人類教師交換意見、協商、問答,甚至參與最終決策投票。基於受控式「綠野仙蹤(Wizard of OZ Testing)」實驗研究方法,AESER的行為受深度學習模型和一名人類研究員的共同左右,在線上會議中與其他參與者交換觀點並討論。
實驗結果符合研究團隊關於AESER能促進評分客觀性,並提供獨特觀點的預期。但他們也同時發現了潛在問題。首先,AI可能引起從眾行為。AI的參與會促使形成「多數派」,扼殺一些討論。其次,AESER的發言被認為是相對僵硬,甚至固執。當參與者發現他們永遠無法「贏得」爭論時,他們會感到沮喪。此外,許多參與研究的教師認為,AI更適合成為助手,而不應該讓AI的觀點和人的觀點擁有相同的權重。
麻曉娟副教授指出:「目前在某種程度上,AI在它的人類合作者眼裡是『固執』的,這有好有壞。一方面,AI是固執的,所以它敢於坦率地表達自己的觀點。另一方面,當人類無法有效地說服AI改變觀點時,會感到挫敗。而不同的人均對AI持不同的態度,有些人認為它是一個獨立的智慧個體,而有些人則認為AI是來自大數據集體智慧的聲音。因此,權力和偏見等問題值得再仔細討論。」
研究團隊下一步計劃擴大實驗範圍,收集更多資料,為AI如何影響團隊決策提供更精確的洞察。團隊還希望引入大語言模型(LLMs),例如將ChatGPT加入到研究當中,冀為群體行為領域帶來新發現和見解。