新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）工學院學者於計算神經工程領域取得重大突破，團隊開發了一個基於強化學習的神經脈衝生成模型，能夠準確預測神經訊號，從而形成一條「人工資訊通道」，有效繞過大腦受損區域，重建因疾病或損傷而中斷的神經功能性連接。這項開創性研究有望為因中風、脊髓損傷等導致功能障礙的患者，提供革命性的神經復康新思路。研究結果已於國際頂尖期刊《自然計算科學》上發表，論文題為「一種利用行為強化重建神經功能連接的生成式脈衝預測模型」。大腦不同區域之間通過神經元釋放的電脈衝，即「神經脈衝」，進行資訊編碼與傳遞。當神經系統疾病或損傷破壞這些傳輸通道時，便會導致運動、認知等方面的嚴重功能障礙。神經假體是透過構建一條人工資訊通道，將神經訊號從上游腦區傳遞至下游腦區，繞過受損部位，以恢復喪失的運動和認知功能。然而，其核心挑戰在於如何僅根據上游訊號，實時預測下游神經活動模式，從而最有效恢復行為功能。為此，由科大電子及計算機工程學系副教授王怡雯教授帶領的團隊提出了基於強化學習的跨腦區神經脈衝預測模型。傳統方法根據下游神經元紀錄來評估神經通道的功能完整性，但這在通道受損的患者中並不適用。相反，團隊開發的模型以「行為是否成功」作為反饋訊號來引導訓練，並將上游神經元的活躍脈衝實時轉換為下游神經元的預測訊號，從而在原本聯繫中斷的腦區之間重新建立通訊。王教授表示：「新模型的核心理念，是讓其如大腦般一樣通過『試錯』來學習跨區域間的映射關係。這使我們能為神經通道受損的患者構建一條『資訊小徑』，從而有效重建腦區之間的功能性連接。」團隊透過科大計算認知工程實驗室進行大鼠運動控制通道測試來收集數據，並驗證了模型的有效性。結果顯示，新模型生成的「人工脈衝訊號」成功經由解碼器驅動小鼠做出目標行為，其成功率顯著優於傳統方法。此外，生成訊號的編碼特性和健康大腦中觀察到的自然神經調製特性亦高度相似。另外，新方法具有強大的適應能力，能在不同解碼器設置下保持高性能，只需極少校準，便可迅速適應新試驗對象，大大增強模型的臨床轉化潛力。

香港科技大學（科大）與浙江大學醫學院附屬第一醫院、附屬第二醫院及附屬邵逸夫醫院早前簽訂戰略合作備忘錄，就科研合作、人才培養、醫學教育、國際交流等方面開展緊密合作，共同培育具備國際視野及前沿創新能力的臨床科學家和醫學人才，加速高水平的臨床科研成果應用及轉化，促進兩地醫療健康事業實現高質量的可持續發展。科大和浙江大學的合作源遠流長，雙方在學術交流和科研協作上成果豐碩。為配合科大建設香港第三所醫學院的發展藍圖，大學近年積極加強與浙江大學在醫學領域的聯繫，並於去年與浙江大學醫學院達成戰略合作關係，共同推進醫學教育、科研突破及臨床實踐的深度融合。為進一步落實相關合作，科大校長葉玉如教授及首席副校長郭毅可教授早前率團到訪杭州，與浙江大學校長馬琰銘教授會面交流，進一步探討兩校在醫學健康及人工智能等領域的深度合作、共建聯合研究平台、攜手培育面向未來的頂尖創新人才，為科大的醫學發展注入強大動力。訪問期間，科大代表亦考察了浙江大學醫學院三所附屬醫院，並與醫院管理層會面，商討發展願景，了解當地教研醫院最新發展，以及簽署合作備忘錄。科大代表團先後與浙江大學醫學院附屬第一醫院院長梁廷波教授及黨委書記顧國煜教授、附屬第二醫院院長王建安教授、附屬邵逸夫醫院院長蔡秀軍教授及黨委書記徐國斌教授等進行深入交流。透過發揮科大在人工智能、數據科學、工程學和基礎科學領域的雄厚科研實力，以及三所附屬醫院的世界領先醫學技術和豐富臨床經驗，雙方未來將就以下範疇開展合作:

香港科技大學（科大）工學院機械及航空航天工程學系副系主任及副教授李建邦教授及博士生朴廷鎭帶領的團隊，開發了一個人工智能（AI）驅動的擴增實境平台。該平台通過虛擬實驗為學生提供沉浸式學習體驗，讓他們能夠自主進行實驗練習，深入掌握機械及航空航天工程的重要概念和理論。此創新方案早前於被譽為教育界「奧斯卡」的2025年QS全球教學創新大獎中，榮獲「沉浸式體驗學習」組別銀獎。在機械及航空航天工程領域，包括研究飛行器氣動力學的風洞測試，通常需要大型專業設備才能完成。為了讓學生更容易接觸這類實驗，科大團隊以三維掃描技術將校內風洞實驗室進行數碼重建，建立了以AI驅動的擴增實境實驗室，並採用數字孿生技術來提升實物與虛擬模型之間的虛實交互體驗，令學生仿如置身實驗場景中。學生只需使用智能手機或平板電腦，毋須任何專業設備，即可隨時進行虛擬風洞實驗。平台內置的AI導師功能可為學生提供個人化指導，引導他們逐步完成實驗，確保學生充分理解實驗的設置程序和背後理論；系統另設有互動問答，以助深化學習成效。平台不但為學生提供靈活實驗課前預習，提升他們的學習信心，更可生成學習報告，供授課老師了解學生的常見錯誤和術語使用情況，以提供適切指導。自2023年起，此平台已率先於機械及航空航天工程學系多個課堂中試行，每年約有100名學生使用。李建邦教授對獲頒國際獎項深表榮幸，認為是對團隊工作的肯定。他表示：「此創新平台革新了傳統實驗課堂，將重心從基礎知識的傳授及例行操作練習，轉向為更互動性的實驗探索和討論，不僅有助提升教學質素，亦為學生提供創新學習工具，可使用各種虛擬大型專業設備進行實驗。目前，我們已與多間本地專上院校合作，建立了不同類型的虛擬實驗，冀日後能擴展至業界，加強其在不同行業安全及維護培訓的應用。」

由香港科技大學（科大）工學院轄下環球社會中心舉辦的年度大型活動「STEAM同樂日」（STEAM Day@HKUST）於1月22日至24日在科大校園舉行。活動今天舉行開幕典禮，為130項精彩活動和節目揭開序幕，燃點逾5,000名參加者對科學、科技、工程、藝術和數學（STEAM）的興趣和好奇心。活動今年踏入第三屆，隨着規模不斷擴大，現已成為科大最大型科普活動，為中小學生提供寶貴學習體驗，讓他們通過互動和實踐方式探索STEAM。今年活動設四大主題，包括生命與環境；物質、能量與變化；地球與太空；以及科學、科技、工程與社會，活動內容和設計與2025-26學年的小學課程改革相配合。是次活動透過不同形式，包括遊戲攤位、工作坊、實驗室參觀、STEAM項目和機械人展示、機械人比賽、STEAM手作體驗，主題涵蓋不同學科，包括AI聊天機械人應用程式開發、電子電路構建、DNA提取、橋樑建設、攀繩機械人、動物組織學、金融工程、供應鏈、遺傳學、虛擬／擴增實境技術、紙飛機的飛行原理等。活動吸引近200所小學、中學、特殊學校及其他機構參與。開幕典禮主禮嘉賓包括科大副校長（研究及發展）鄭光廷教授、協理副校長（教學）馮志雄教授、工學院院長羅康錦教授、工學院環球社會中心總監胡錦添教授、西貢民政事務助理專員林苡晴女士、西貢區議會區議員劉啟康先生及邱少雄先生，以及教育局首席教育主任（創新科技教育及質素保證）林威廉博士。鄭光廷教授致辭時表示：「作為全球領先的人工智能和數據科學頂尖學府之一，科大在推動中小學STEAM教育方面一直走在前沿，其貢獻對促進香港以至國家的人才培育至關重要。自創校以來，人工智能一直是科大的策略研究重點之一。近年來，大學積極加強在人工智能領域的研究和教育，包括投資基礎設施、招聘人才以及開辦新課程。」

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊率先研發出一款運用機械鍵來製備用於鋰電池的準固態電解質，首次將機械互鎖分子（MIM）應用於共價有機框架（COF）中，可實現高性能電池運行，並利用互鎖體系獨特的化學性質，以打造出安全、穩定且電能容量更高的鋰電池。傳統液態電解質存在諸多風險，包括易燃、鋰負極不穩定、枝晶生長以及不穩定界面層的形成。固態電解質提供了更安全的替代方案，其中醚類聚環氧乙烷（PEO）常用於鋰離子的配位和傳導。然而，由於其複雜的網絡結構和不明確的傳輸路徑，這些聚合物的離子導電率一般較低，因此需要進一步優化設計。機械互鎖分子已廣泛應用於分子機器如分子梭等，但在儲能領域的研究仍有不足。冠醚作爲機械互鎖分子的關鍵大環化合物，與鋰離子結合時能展現出強烈的主客體作用和良好的離子遷移性。若能將這些互鎖分子整合到高結晶度、多孔的COF中，研究人員便可以利用其特性實現高效的鋰離子傳導，並有效提高負極的穩定性。有見及此，在科大化學及生物工程學系副教授金允燮教授帶領下，研究團隊設計了一種MIM-COF準固態電解質。該電解質能利用可響應力學作用或配位變化的機械鍵作為功能單元，而COF則將其動態特性放大至宏觀層面，從而推進了MIM在能源器件多孔框架中的集成應用。團隊所製備的MIM-COF準固態電解質具有優異的室溫離子電導率（3.20 × 10⁻³ S cm⁻1）和鋰離子遷移數（0.60）。根據電腦計算的研究發現，冠醚的動力學和Li⁺結合位點，與實驗結果相互印證，並爲未來電解質設計提供指引。在實際測試中，採用該準固態電解質和磷酸鐵鋰複合正極（LiFePO₄ composite cathode）的全鋰電池在室溫和0.5C倍率下初始放電容量為113 mAh g⁻¹，充電和放電過程循環600次後容量維持在95%左右。在60℃和2C倍率下，循環300次後容量則維持在85%左右，庫侖效率達到99.99%，結果反映此準固態電解質在提升鋰電池穩定性與壽命方面極具應用潛力。金教授指出：「我們基於已有的MIM研究，對電池中自鎖冠醚的運動進行了分析，可望啟發更廣泛的自鎖組分應用。我們的目標是進一步優化這些大環化合物，以開發先進的電池材料。」

香港科技大學（科大）工學院團隊成功開發全球首台能實現低至-12℃的零下彈卡冷凍裝置。是次突破標誌着綠色彈卡冷凍技術應用進一步擴展至全球冷凍業的重大里程碑，更實現了零排放的綠色冷凍，為促進冷凍業的低碳轉型提供切實可行的方案，為應對日趨嚴峻的氣候變化作出貢獻。研究成果已於國際期刊《自然》發表，論文題為「低溫相變合金實現零下彈卡製冷」。隨着全球暖化問題加劇，製冷需求急速增加，冷凍技術佔全球電力消耗量比例相當高。其中，主流蒸氣壓縮製冷系統極度依賴氫氟烴等具有高全球變暖潛能值的製冷劑。基於形狀記憶合金的彈卡冷凍技術是廣獲學界及業界關注的環保替代方案，具零排放、高能效的特點，毋須使用傳統製冷劑，而是利用形狀記憶合金在循環應力作用下相變潛熱的釋放與吸收來製冷。這項技術不但為冷凍業脫碳提供新路徑，同時減少碳排放，加強全球應對氣候變化的能力。冷凍業的市場規模與空調業相若，然而，現有彈卡裝置僅可應用於室內空調製冷，因此將技術擴展至冷凍業的應用至關重要。由科大機械及航空航天工程學系講座教授孫慶平教授帶領的團隊，在彈卡冷凍技術取得新突破。新技術特點體現於材料、傳熱流體及製冷結構的精心設計：（一）低相變溫度合金：團隊選用高鎳含量（51.2 at%）的二元鎳鈦合金，通過成分調控將奧氏體結束溫度（Af）溫度降至-20.8℃。該合金在低至-20℃環境下仍能表現出優異超彈性和顯著相變潛熱，其絕熱溫變峰值在0℃時可以達到16.3℃，有效工作溫窗寬達48.5℃。（二）抗凍結傳熱流體：採用30 wt%的氯化鈣水溶液作為傳熱物質。該溶液凝固點低，低溫運行時仍能保持流動性，避免冰晶堵塞，同時與鎳鈦合金表面保持良好濕潤性，降低接觸熱阻，提升傳熱效率。

線粒體功能障礙與神經退行性疾病、代謝綜合症等多種慢性疾病及癌症息息相關。然而，要在不損害細胞，且毋須使用螢光染劑的情況下，從細胞內精準提取線粒體，一直是科學界面對的重大挑戰。香港科技大學（科大）跨學科學院綜合系統與設計學部助理教授顧紅日教授帶領的團隊，與機械工程及生物醫藥專家合作，成功開發全球首款整合傳感器和執行器的細胞操作儀器——自動化機械人納米探針。該款探針能在活細胞中自主導航，整個過程毋須使用螢光染劑，即可精準提取單個線粒體作研究和移植之用，未來有望用於改良慢性疾病及癌症治療策略。從看見到感知線粒體的大小僅比細菌略大，存在於每一個活細胞中，並負責維持生命所需的核心化學反應。傳統細胞顯微手術在提取線粒體時，需要先注射螢光染劑標記目標，再以強光照射樣本並根據發光位置導航，整個過程高度依賴人手操作。然而，強光會導致細胞出現「光漂白」現象，照射產生的熱效應及光化學反應亦可能對細胞造成損傷，螢光染劑更可能干擾後續分析。因此，研究團隊將技術由過往的「看見」線粒體，轉變為開發一種能夠「感知」線粒體的新方法。團隊研發的玻璃納米探針，其尖端裝有兩個納米電極，能捕捉線粒體代謝的副產物——活性氧和活性氮訊號。結合自動化操作平台，探針可在細胞內即時追蹤這些訊號。一旦訊號強度超過特定閾值，探針的微型介電泳「納米鑷子」便會產生非均勻電場，將百納米範圍內的線粒體鎖定，使探針在干擾性最低的情況下提取亞微米級的線粒體。技術的關鍵在於「共定位」機制，當探針的感測器在某個位置檢測到代謝訊號，執行器就能在同一位置提取細胞線粒體。提高細胞操作精確度系統操作流程的精準度同樣重要。研究團隊將納米探針整合到機械人操作系統，並記錄每個步驟的標準化操作，包括靠近目標細胞、檢測細胞表面、穿透細胞膜、追蹤電化學電流、啟動介電泳捕獲，以及安全撤出。此流程能有效降低侵入性，並對同一細胞進行多次採樣。由於系統具備自動定位能，能提供清晰和標準化操作，毋需依賴人手微調即可提升準確度。

香港科技大學（科大）去年通過遴選，獲中國國家航天局委任牽頭「嫦娥八號」國際合作項目——月面多功能操作機械人暨移動充電站（名為「香港操作機械人」）。該項目將匯聚海內外航天領域的學者與專家，共同研製配備移動充電設備、能執行靈巧操作的多功能月面操作機械人，旨在為國家月球探索任務作出重要貢獻。為支持這一國際合作項目，香港特別行政區政府已在InnoHK科研平台上成立「香港太空機械人與能源中心」，由科大主導，負責推動跨院校與跨地域合作。科大「香港操作機械人」將與本地、內地及海外多所大學及航天科研機構共同研發，致力於推動航天技術全生命週期——從概念設計、研發、製造到測試與系統集成的前沿創新。作為國家探月工程第四期任務的一部分，「嫦娥八號」探測器計劃於2029年前後發射，國家將來在月面上建設國際月球科研站。屆時，「嫦娥八號」將着陸於月球南極，並攜帶包括「香港操作機械人」在內的國際月面機械人科考家族，執行科學探測任務。該款由科大跨學科團隊研發的機器人，凝聚了頂尖跨學科團隊的前沿科技精髓，將在國家重大航天任務中承擔關鍵角色，以其卓越的自主功能及精確度，在適應月球極端環境方面發揮極致的作用。科大副校長（研究及發展）鄭光廷教授表示：「中國航天事業發展迅速，在深空探索領域的成就舉世矚目。香港憑藉『背靠祖國、聯通世界』的獨特優勢，結合雄厚的科研實力，正積極融入國家航天發展大局。科大通過參與國家『嫦娥八號』探月任務，以及承擔創新及科技支援計劃下『特別徵集（航天科技）』資助的『從中國空間站監測溫室氣體排放點源』研究項目，為國家航天事業的國際化進程提供助力。科大充分發揮在人工智能、機械人、材料科學及熱控工程等領域的科研優勢，全力推動航天科技成果的轉化與應用。此舉不僅能提升香港在航天科技領域的國際競爭力、創造顯著經濟效益，更將進一步鞏固香港作為國際創新科技中心的地位。」