新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）研究團隊成功研發出全球首個能模仿人體天然纖毛快速、複雜及三維運動的人工纖毛系統，在仿生軟物料及微型工程領域邁出重要一步。這項突破性研究成果已發表於《自然》期刊，論文題為《三維列印低電壓驅動水凝膠纖毛微型致動器》。纖毛遍布人體，屬微米級毛狀結構，負責清除呼吸道黏液、推動腦脊液循環流動，並協助生殖相關的體內運作。儘管科研界多年來致力模仿其精密機械特性，但在人工系統中重現其逼真高速與協調運動，一直是極具挑戰性的任務。由科大機械及航空航天工程學系助理教授胡文琪教授領導的研究團隊，通過整合多項尖端技術成功破解難題。團隊運用高精度3D打印技術，製作出體積微小且具高度柔韌性的仿生結構，並進一步優化水凝膠的內部結構，以加快離子傳輸速度，使人工纖毛能夠迅速且靈敏地運行。此外，研究團隊自主研發的微型電極系統可對每一根纖毛進行獨立控制，實現高度協調且可程式化的運動模式。結合上述創新成果，人工纖毛於運行速度、動作複雜度及耐用性等方面，均達至前所未有的水平。科大團隊亦牽頭與德國斯圖加特馬普智能系統研究所的合作，引入其在微型機械人領域具國際領先水平的專業知識及實驗驗證技術；同時亦與土耳其科奇大學合作，充分結合其在物理智能及系統層面整合方面的優勢。此外，科大團隊亦與來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院、北京航空航天大學及韓國嘉泉大學的學者共同開展研究。透過跨國協作，研究團隊成功製備能以極低電壓（與一般家用電池相若）驅動的水凝膠微纖毛，其內部帶電粒子可在電場作用下移動，使纖毛產生可控彎曲。研究人員亦可透過調整電信號輸入，產生如生物一般複雜的彎曲及旋轉運動。胡文琪教授表示：「以往的人工纖毛在速度、柔軟度或控制精度上皆有所不足。我們的設計首次將天然纖毛所有關鍵特性集於一身：柔軟、快速、耐用，並能在大規模陣列中同步運動。」他續指：「這項研究為理解纖毛在健康狀態下的運作機制邁出了關鍵的第一步，亦為未來須在微尺度上進行精準流體操控的醫療及工程應用奠定了重要基礎。」

由香港科技大學（科大）綜合系統與設計學部助理教授顧紅曰教授帶領的國際跨學科研究團隊，近日取得一項突破性發現，成功顛覆了三百年來人類對摩擦現象的傳統理解。自阿蒙頓定律提出以來，科學界普遍認為，當兩個表面相互接觸時，施加在其上的載荷越大，摩擦力就會單調地隨之增加。然而，團隊的最新研究首次揭示，摩擦力甚至可以在完全沒有實際物理接觸的情況下產生。這一發現不僅為開發無磨損技術開闢了全新路徑，亦重塑了我們對這個關乎行走以至汽車煞車等日常活動的基本定律之認知。相關研究成果已發表於國際學術期刊《Nature Materials》，論文題為「Nonmonotonic Magnetic Friction from Collective Rotor Dynamics」。是次研究由科大與奧地利因斯布魯克大學及德國康斯坦茨大學的學者聯合開展。研究結果顯示，摩擦力可以在完全沒有任何機械接觸的情況下產生，其驅動機制源自集體磁性動力學。更值得關注的是，摩擦力並非隨載荷持續增加，而是在某一特定距離達到峰值；在該距離下，磁性相互作用呈現受抑狀態並產生磁滯效應。顧教授表示：「這項研究表明，摩擦不僅限於機械接觸引發的現象。即使兩個表面從未實際接觸，摩擦力也可以完全源自身系統內部的集體磁重構。」由磁性引發的摩擦現象

你是否曾好奇，貽貝是如何瞬間將自身牢牢粘附在岩石上，從而抵禦海浪的猛烈衝擊？它們只需不到30秒即可完成這一過程。然而，在實驗室中，模擬這種被稱為「液–液相分離」（LLPS）的分子自組裝過程往往需要數十分鐘甚至數小時。近日，香港科技大學（科大）的研究團隊透過大規模分子動力學模擬和理論分析，成功破解「液–液相分離」（LLPS）的分子自組裝過程的關鍵機制，解開了這個長期困擾科學界的謎題，為即時生物相容性外科黏合劑提供啟示。這項理論突破已發表於《自然通訊》期刊，題為「Mixing protocols determine liquid–liquid phase separation dynamics in polyelectrolyte complex coacervation」。有關研究從根本上改變了我們對帶電聚合物形成複雜結構的理解。研究團隊成員包括科大化學及生物工程學系助理教授陳伸升（共同通訊作者）、其博士生吳宗培（第一作者），以及美國加州理工學院迪克和芭芭拉·迪金遜（Dick and Barbara Dickinson）化學工程教授的王振綱教授。這項最新研究建基在陳教授團隊以往的研究成果。團隊利用一個功能強大的定制模擬平台，同時追蹤超過一百萬個帶電粒子，首次完整模擬了「液–液相分離」的整個過程，並明確模擬了流體動力學和靜電作用力。他們發現，若模擬自然界的「通量路徑」（即分子在目標點混合）可以創建一個電化學「高速公路」，從而以驚人的速度驅動組裝過程。在這種特定的路徑下，「液–液相分離」中的凝聚域隨時間動態增長，其冪律關係為 t2/3，而經典理論預測的冪律關係為t1/3。這種不同的尺度關係帶來了一個驚人的結果：模擬結果表明，利用自然界的方法形成一個半厘米的黏附液滴僅需10秒，而採用傳統的實驗室技術則需要超過47年。

香港科技大學（科大）今日宣布展開一項為期五年的研究項目—「科大華人健康長壽研究」。這項開創性研究以本地華人長者為對象，旨在深入探討「健康長壽」的關鍵因素。研究成果將為制定更精準及個人化的健康管理策略提供科學基礎，並促進社會整體健康老齡化的發展。研究由科大校長、晨興生命科學教授及神經系統疾病全國重點實驗室主任葉玉如教授領導，跨學科團隊獲鵬程慈善基金慷慨支持。研究現正招募500位90歲或以上、能清楚表達知情及同意參與研究的華人長者。該研究將為參加者提供免費的血液檢測及基本健康檢查，研究團隊亦會透過問卷收集其生活習慣等相關資料作綜合分析。香港連續十年蟬聯全球最長壽地區。本地90歲或以上的長者人數由2011年約46,000人，增至2021年約102,000人。這群長壽的長者為研究本地華人人口中健康長壽的特徵及生物多樣性，提供了極為寶貴的研究資源。科學界普遍認為，長壽是由遺傳、環境與生活方式等多重因素共同促成。研究顯示，定期有規律的運動習慣及均衡飲食等可改變的生活方式，與壽命延長密切相關。然而，現有研究多屬觀察性研究，主要基於統計學的關聯性分析，而且不少大型研究的對象為歐洲人群。這些研究雖有助於辨識與長壽或疾病風險相關的因素，但對於健康長壽背後的生物機制，尤其是在華人群體中的情況，仍然有待探討。

香港科技大學（科大）學者領導的研究團隊發現，自2000年以來，赤道附近的海洋溫度改變及其與太平洋地區大氣系統之間的相互作用明顯加速，成為推動北極秋季海冰加速融化的關鍵因素。研究結果顯示，在全球暖化日益嚴重的背景下，地球各區域氣候系統之間的連動性比預期更迅速，亦更為複雜。研究由科大土木及環境工程學系講座教授兼「傑出創科學人」蘇慧教授領導，聯同土木及環境工程學系研究助理教授王岑教授、研究助理教授李亞娜教授、博士生王彥笳及朱奎霖，以及中國科學技術大學、陝西理工大學的合作夥伴共同完成。團隊分析自1979至2023年共45年的氣候資料，以〈Post-2000 faster ENSO phase transitions amplify autumn sea ice loss in the Laptev–East Siberian Sea〉為題在《科學進展》期刊發表。團隊聚焦分析「厄爾尼諾—南方濤動（ENSO）」現象。一般而言，厄爾尼諾現象會導致赤道太平洋中東部海水出現異常偏暖的情況，而拉尼娜則令同一區域的海水異常偏冷；至於南方濤動，則反映太平洋與「印尼—澳洲」地區之間的大氣壓變化，與厄爾尼諾及拉尼娜現象有密切關係，屬於ENSO的大氣組成部分。海洋與大氣之間的相互作用，使ENSO成為影響全球氣候變化的重要因素之一。

香港科技大學（科大）今天舉行科研成果發布會，展出多個於第51屆日內瓦國際發明展（發明展）獲獎的創新發明。科大揚威今屆發明展，62支參展團隊勇奪62項殊榮，包括13個評審團嘉許金獎、20個金獎、20個銀獎及9個銅獎。獲獎數量破歷年紀錄，獎項數量更是全港高等院校之冠。科大得獎發明涵蓋人工智能（AI）、電子、醫療健康科技、低空經濟及材料科學等多個策略科研領域，其中逾六成項目通過AI賦能取得科研突破，彰顯了科大在「AI + X」跨學科創新及成果轉化方面的獨特優勢和雄厚實力。科大副校長（研究及發展）鄭光廷教授表示：「科大一直致力推動科研突破和創新創業，日內瓦國際發明展的輝煌佳績不僅是科大與科大（廣州）強強聯手的成果，更凸顯了科大在醫療健康、AI、先進製造和新能源等領域的領先地位，亦是對科大卓越科研和知識轉移實力的高度認可。隨着與粵港灣大灣區各城市進一步融合，香港正迎來歷史性的機遇。大學作為關鍵的『創新引擎』，可善用北部都會區和河套區等對接國家戰略的重要平台。科大一直秉持『凡事皆可為』的精神，我們會繼續推動卓越研究及具影響力的知識轉移，為香港建設國際創新科技中心作出貢獻，並配合國家『十五五』規劃推動高質量發展，助力國家建設科技強國。」科大協理副校長（知識轉移）金信哲博士表示：「日內瓦國際發明展是年度創科界盛會，為科大科研人員提供了展示創新實力的重要平台，並透過與海外頂尖研究人員交流，促進創新技術突破和國際合作。這些獲獎發明亦充分展現了科大如何將創新研究轉化為實際應用，為居家醫療、建築、交通、環保等領域的全球性挑戰提供解決方案，以科研滿足社會需要，促進經濟發展。」會上，九支榮獲評審團嘉許金獎的科大團隊介紹及展示其獲獎項目，涵蓋醫療健康、低空經濟技術、新能源與機械人、工藝品質控制與數碼藝術範疇。項目簡介如下：醫療健康專為慢性阻塞性肺病患者而設的AI居家健康管理系統項目負責人：綜合系統與設計學部主任；計算機科學及工程學系、電子及計算機工程學系講座教授張黔教授

隨着香港人口急速老化，預計至2039年，65歲或以上長者將佔總人口超過三成，推動認識大腦健康並及早期介入，已成刻不容緩的社會課題。人口結構的變化，反映社會急需有效的策略來應對長者認知能力衰退。其中一個關鍵，是在社區層面推動阿爾茲海默症早期檢測。然而，現時檢測成本高昂、程序具入侵性，加上公眾對早期檢測的意識不足，令相關服務難以普及。關懷社區「長者護腦社區計劃」的推行，正是為了應對這些挑戰。計劃倡導在社區展開及早、主動的介入，致力延緩阿爾茲海默症的徵狀，從而減輕照護者與整體社會的壓力。這項計劃採用全球首創的血液多蛋白標誌物測試技術，將科大的科研成果應用於社區護理。科大校長兼InnoHK香港神經退行性疾病中心主任葉玉如教授指出 ：「這項創新技術整合了與阿爾茲海默症相關多個生物通路的血液蛋白生物標記，以低入侵性的方式實現更早期檢測，為受影響的家庭爭取寶貴診治時間，讓他們能夠及早規劃照顧方案、尋求支援，有望改變腦部健康的發展軌跡。」是次計劃由科大牽頭和負責策劃，在InnoHK香港神經退行性疾病中心的支援下全面推行，並與東華學院合作以協調前線社福機構的運作和社區教育工作。計劃獲利希慎基金、黃廷方慈善基金及陳廷驊基金會慷慨資助。及早檢測  守護健康這次合作旨在建立一個能惠及大眾的早期偵測與介入機制。香港特別行政區政府行政會議成員兼精神健康諮詢委員會主席林正財醫生說︰「科大成功研發的血液檢測技術，能在阿爾茲海默症患者尚未察覺任何病徵之前，便識別其患病風險，是一項重要的科研突破。」他續指︰「透過及早識別高風險人士，我們得以在疾病的極早期階段介入。以往患者察覺出現認知障礙時往往為時已晚——腦內致病蛋白質已造成不可逆轉的傷害。若能在極早期、甚至未出現病徵前識別高風險人士，藥物研發便有機會真正控制病情。」

在科大35周年校慶啟動禮的璀璨燈光下，舞台上演一幕幕糅合前沿科技的表演，觀眾見證機械狗運送象徵啟動時刻的「奇蹟球」、人形機械人迎賓致意、無人機於賽馬會大堂上空翱翔，生動詮釋科大持續探索、勇於創新的精神。這些先進機械人不僅展現科技實力，更訴說着科大人在探索、傳承與創業的故事，也正因如此，我們深信凡事可為，奇蹟可創。活動的一大亮點，是一款配備先進感測技術的機械狗，其感測系統由土木及環境工程學系王幼行教授領導的宏博延展數據研究實驗室（Data-Enabled Scalable Research Lab, DESR Lab）研發。王教授現隸屬鄭家純機械人研究所（CKSRI），其團隊所開發的模組化感測系統，讓機械狗能靈活配置不同感測器，以支援多元化的研究及實地應用場景。這款機械狗專為在複雜的戶外及工業環境中安全運作而設，並已應用於污水處理設施的建築檢查以及城市樹木普查等場景，充分體現了科大致力把前沿科研成果轉化為惠及社會的實際應用。活動中亮相的另一款登場可變形模組化的機械狗D1，是全球首款整機模塊具身智能機器人，由本末科技研發並捐贈予科大鄭家純機器人研究院。該企業由校友兼科大創始人俱樂部成員張笛創立。D1具備無需對接、突破固化機型限制的模組化設計，可靈活轉換為雙足、四足、輪足雙足及輪足四足等多種形態，構建高度靈活的運動系統，從容應對複雜場景；適用於安防巡檢、物資配送及各類高難度任務。其於典禮上的亮相，充分展示科大展現科大在工程創新與創業發展方面相輔相成的獨特生態。