新聞及香港科大故事
2025
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科大學者領導「香港操作機械人」國際科研項目
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。」
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科大研究警告氣候驟變2064年起危及全球穩定
由香港科技大學(科大)帶領的國際科研團隊發表重要氣候研究,預警在全球溫室氣體排放持續高企的情況下,北半球夏季季候風地區將從2064年起經歷極端天氣事件。亞洲及更廣泛的熱帶地區將出現頻繁的「降水驟變」(precipitation whiplash)極端天氣現象,即每隔30至90天,極端暴雨及乾旱便會交替出現,進而引發氣候突變,對糧食生產、水資源管理及潔淨能源供應造成災難性影響。這項突破性研究以《未來北半球夏季季節內振盪現象將加劇全球次季節氣候驟變》為題,已於權威期刊《科學進展》上發表,由科大潘樂陶氣候變化與可持續發展研究中心主任、土木及環境工程學系副教授陸萌茜教授及土木及環境工程學系博士後研究員鄭達勳博士領導,合作團隊包括夏威夷大學、中山大學及南京信息工程大學的科研人員。該研究基於第六階段耦合模式比較計劃(CMIP6)的28個全球氣候模式,運用前沿全球氣候模型對北半球夏季季節內振盪現象(Boreal Summer Intraseasonal Oscillation,BSISO)的變化規律進行預測。BSISO作為主導夏季熱帶地區30至90天尺度上最主要的季節內變率模態,由此形成的降水增加及抑制交替帶對亞洲夏季季候風區域產生重要影響。通過採用非監督式集群分析K平均演算法(K-means Clustering)去處理大規模數據集,研究成功劃分出三種BSISO傳播模式,包括經典的東北向、北極向及東方向移動模式。
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科大及理大共同成立「沿海城市氣候韌性全國重點實驗室」
獲國家科技部正式批准、由香港科技大學(科大)與香港理工大學(理大)共建的「沿海城市氣候韌性全國重點實驗室」(實驗室)今日舉行成立儀式。實驗室致力推動香港、國家及全球沿海城市提升基礎設施韌性,強化氣候風險預警與應急能力,並推動可持續發展,應對氣候變化帶來的挑戰。大會並一連兩日舉辦國際研討會,匯聚全球頂尖專家和學者,共同探討如何加強全球沿海城市的氣候韌性。活動於理大唯港薈舉行,由科大校長葉玉如教授、理大校長滕錦光教授、科大副校長(大學拓展)、實驗室主任及中電控股可持續發展學教授吳宏偉教授、理大常務及學務副校長黃永德教授、理大建設及環境學院院長、實驗室主任及潘樂陶韌性基礎設施研究院院長李向東教授,以及實驗室學術委員會主席岳清瑞教授主禮。葉玉如教授表示:「我們衷心感謝中央政府與香港特別行政區政府高瞻遠矚、堅定不移的支持,促成這所開創性的『沿海城市氣候韌性國家重點實驗室』正式成立。這項重要合作充分展現香港匯聚頂尖學府的科研力量,共同應對當前全球最迫切的挑戰。此實驗室不僅是一項科研佈局,更是國家層面的戰略舉措。實驗室將聚焦城市防災與基建韌性等前沿領域,透過開拓創新方案,進一步鞏固香港作為國際創新科技樞紐的地位,助力國家在科學發展與可持續道路上,穩步向前、扎實邁進。」滕錦光教授表示:「『沿海城市氣候韌性全國重點實驗室』的成立,既深度契合《國家適應氣候變化戰略2035》的總體佈局,也回應香港特別行政區政府對氣候韌性城市發展的重視,意義深遠。這不僅印證了國家對科技自立自強、追求科學卓越與推動可持續發展的堅定追求,更充分彰顯了香港世界級大學優勢互補的協同效應,透過戰略性合作推動國家創新和全球科學進步。理大衷心感謝中央政府與特區政府的遠見卓識和鼎力支持,未來將持續把科研成果轉化為具影響力的解決方案,全力把實驗室打造成為韌性城市建設的『核心引擎』,為社會安全、城市韌性與可持續發展提供有力支撐。」
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科大研究團隊打破柔性複合材料的力學對稱性 開創機械智能新方向
由香港科技大學(科大)物理系許欽教授與機械及航空航天工程系胡文琪教授聯合領導的研究團隊,近日在柔性複合材料領域取得重大突破,研發出一種具高度可編程性且具非對稱力學響應的新型柔性複合材料系統。團隊成功將「剪切─堵塞」相變機制融入高分子聚合物基體,為實現機械智能系統提供了關鍵的材料基礎,邁出了發展新一代智能材料與裝置的重要一步。在軟體機器人、仿生組織及柔性電子等前沿工程領域中,能夠對外部刺激作出特異性響應的材料,是實現智能功能的關鍵。然而,傳統設計多依賴具有非線性結構或複雜幾何構造的超材料,這些離散結構往往對缺陷和斷裂極為敏感,限制了其工程實用性。有別於傳統方式,許教授和胡教授的研究提出了一種全新設計範式,利用「剪切─堵塞」相變物理機制發展出柔性複合材料,展現出獨特的科學優勢與工程潛力。這項研究的主要科學與工程突破包括:• 多維度方向控制:研究團隊製備的柔性複合體在剪切與法向兩個方向上同時展現出非互易性力學行為,實現對不同加載路徑的方向的靈敏響應,並且具備非對稱材料形狀記憶特性,可進行多維度方向控制。• 可編程且高韌:有別於傳統脆弱的剛性超材料,柔性複合材料不僅具有高度可編程的力學特性,同時具備出色的抗斷裂能力,展現出高韌性。透過調控其內在的「剪切─堵塞」相變過程,可以精確控制材料性質,從而自主製訂所需力學響應,以滿足不同應用需求。• 活性智能新材料:研究團隊進一步將「剪切─堵塞」結構與空間調變的磁性分布相結合,創造出能自主運動的「軟體活性固體」。這種活性智能新材料可用作仿生軟體機器人,在狹小環境中靈活移動;也可以作為智能閥門,在微流控系統中實現選擇性流控。從科學角度而言,該研究創新地結合顆粒物理學與高分子材料科學,建立了具有非互易力學性質的新型軟物質體系;在工程應用方面,研究團隊為製備各類具有方向特異性響應的柔性複合材料提供了一種既高效且通用的設計策略,此研究不僅為實現機械智能奠定了基礎,更為新一代智能及節能材料的開發開闢了全新途徑。
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香港科大學者開發高分辨率腦成像技術 首次實現小鼠大腦實時觀測 為人類大腦及神經疾病研究帶來突破
香港科技大學(科大)工學院的研究團隊在腦成像領域取得重大突破,成功開發出一項全球首創技術,能夠以近乎無創方式,對清醒狀態下的實驗小鼠大腦進行高分辨率圖像掃描。這項創新技術毋須對實驗動物實施麻醉,使科學家能直接觀察大腦在自然運作狀態下的組織活動,未來將有助深入探索人類腦部在健康和疾病狀態下的運作,為神經科學研究開闢全新路徑。人類大腦構造極其複雜,科學家一直試圖利用腦成像技術探索其運作機制。然而,現有成像技術如磁力共振成像、腦電圖、電腦斷層掃描和正電子發射斷層掃描等,均難以解析大腦微細結構及工作機制。由於小鼠在基因和生理結構上與人類高度相似,常被用作實驗模型,用於研究阿茲海默症、亨廷頓舞蹈症、腦癇症等神經系統疾病的治療方法,以及多種人類癌症療法和疫苗效用等。然而,在麻醉狀況下,小鼠的血液循環、膠質細胞形態及神經元活動會發生顯著改變,實驗效果遠不如清醒狀況理想。此外,小鼠在自然活動時亦會導致掃描圖像模糊,令觀察大腦細微部位的活動變得十分困難。由科大工學院電子及計算機工程學系教授瞿佳男教授帶領團隊開發的新技術「數字復用焦點感測與整形」(Multiplexing Digital Focus Sensing and Shaping,簡稱MD-FSS),建基於團隊2022年在《自然 – 生物技術》期刊發表的「類比鎖相相位檢測焦點感測與整形」(Analog Lock-in Phase Detection Focus Sensing and Shaping,簡稱ALPHA-FSS)技術進一步開發而成。ALPHA-FSS利用三光子顯微鏡,具備高精度和高校正階數的優勢,能以亞細胞級解析度觀測腦部深層組織。然而,ALPHA-FSS的焦點測量速度仍不足以清晰捕捉清醒小鼠大腦組織的活動狀況。此外,小鼠顱骨的厚度和密度亦會顯著吸收和散射進入大腦的光線,令雙光子顯微鏡難以穿透顱骨。即使是大腦表層區域,圖像質素也會因此下降,導致成像效果不佳。
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科大工學院研發超高效紅色量子棒QR-LED 大幅提升屏幕色彩鮮豔度及亮度
由香港科技大學(科大)工學院領導的研究團隊在量子棒發光二極管(QR-LED)技術上取得重大進展,為紅色QR-LED創下了破紀錄的高效率水平。這項創新有望徹底改變下一代顯示與照明技術,為智慧型手機和電視用戶帶來更生動、更優質的視覺體驗。發光二極體(LED)早於數十年前已應用於電子產品,直至近年量子材料出現,催生出量子點LED(QD-LED)和量子棒LED(QR-LED)。與目前主流的LED技術相比,QD-LED能夠提供更高的色純度(顏色鮮豔程度)和亮度。然而,光取出效率是主要障礙,因為它為外部量子效率(EQE)設定了根本性的上限,從而阻礙了性能的進一步提升。QR-LED所採用的量子棒是一種細長形的納米晶體,具有獨特的光學特性。通過改良設計,可優化光的發射方向,從而提高光取出效率。然而,QR-LED面臨兩大技術挑戰:一是材料在吸收光子後,其光致發光量子產率(即發射和吸收光子數量的比率)較低;二是薄膜質量較差,容易引起漏電流現象。為突破現有局限,由科大電子及計算機工程學系副教授Abhishek K. SRIVASTAVA教授所帶領的研究團隊,通過精細的合成工藝成功提升了QR-LED的光學性能,並實現了紅色和綠色量子棒在尺寸分布和形狀上均一,令光致發光量子產率顯著提升至92%,這些特性對於優化QR-LED性能至關重要。過往的研究一直忽視了不規則量子棒薄膜所引起的漏電流現象,以及該問題對QR-LED外量子效率的負面影響。為此,團隊構建了一個等效電路模型,以深入分析傳統QR-LED結構中的漏電流問題及其器件的工作原理,從而開發具針對性的解決方案以抑制電流洩漏。通過對QR-LED器件結構進行優化改造,團隊在提升載流子注入效率的同時,顯著抑制了漏電流的現象。採用新技術後,經優化後的紅色QR-LED實現了高達31%的外量子效率,亮度達110,000 cd m⁻²,創下了紅色QR-LED研究的新紀錄。為驗證該技術的通用性,團隊以相同方法應用於綠色點棒狀量子棒,同樣取得滿意結果:外量子效率20.2%,並實現了250,000 cd m⁻²的超高亮度。有關成果不僅證明了團隊的創新方法有效,也展示了其在不同顏色和形狀量子棒的龐大應用潛力。
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香港科大馮諾依曼研究院團隊發佈創新AI圖像生成和編輯器 突破創作瓶頸 表現優於現有模型
人工智能(AI)圖像編輯及生成模型獲廣泛應用於圖像創作,然而其對抽象概念如感覺和氛圍等理解精準度一直存在局限,且多依賴純文字指令,較難準確表達複雜圖像意思,亦無法捕捉風格、材質或光影等效果。由香港科技大學(科大)馮諾依曼研究院院長兼計算機科學及工程學系講座教授賈佳亞教授帶領的團隊成功開發名為「DreamOmni2」的AI圖像生成和編輯器,不僅擁有卓越的多模態指令編輯和實體物件生成能力,更在抽象概念的理解和生成方面有重大突破,讓AI不僅能「看圖」,更能「理解圖意」,多方面表現優於同類型開源和閉源模型,為AI創作開啟無限可能。直擊缺陷:解鎖抽象概念的創作潛能近年,圖像編輯及生成模型的發展進入爆發階段,新品頻出,但暫時仍未有任何模型能徹底克服實際操作上遇到的兩大缺陷。其一是文本指令的局限性,純文字指令難以準確描述人物特徵、抽象紋理等細節。其二是抽象概念的缺失,現有模型僅能處理有形實體,如人物、物件,無法有效應對髮型、妝容、紋理、光影效果或風格等抽象概念,極大程度上限制了創作空間。DreamOmni2則可解決有關難題,成功執行兩大全新任務,包括根據用家輸入的抽象或實體概念,執行多模態指令編輯和生成,真正成為「全能創作工具」。全面性能測試:超越現有開源與閉源模型在多模態指令生成任務中,DreamOmni2能基於圖片中的實體進行圖像生成,例如提取圖一的畫作掛在臥室牆上,將圖二盤子的材質套用在圖三的水杯,並將水杯放置在桌子上,以生成符合用家要求的新圖像(圖示一)。在多模態指令編輯任務中,DreamOmni2的表現亦非常優秀,例如將圖中帽子的顏色變成與另一張圖毛衣相同的配色(圖示二)。