新聞及香港科大故事

Academic-entrepreneur Professor KO Ping-Keung came to HKUST in 1993 as Visiting Professor in the Department of Electronic and Computer Engineering after working at the University of California, Berkeley, as Director of the Microfabrication Laboratory from 1984-1993, and Vice-Chairman of the Department of Electrical Engineering and Computer Sciences from 1991-1993. He served as Dean of the HKUST School of Engineering from 1995-2000 and in 2002 received the prestigious IEEE Solid-State Circuits Award. He has since become an innovator and angel investor in China’s chip industry and is a Professor Emeritus at HKUST. In 2024, Prof. Ko was awarded a HKUST Honorary Fellowship in recognition of his long-standing service and commitment to the University’s development.

Prof. Philip CHAN Ching-Ho joined the School of Engineering in 1991 as a founding member. He served as Head of the School of Engineering’s Electrical and Electronic Engineering Department from 1995-2002 and Dean of the School from 2003-09. He was Director of the Nanosystem Fabrication Facility from 1997-2003. From 2010-20, he held the positions of Deputy President and Provost at Hong Kong Polytechnic University. He became Professor Emeritus in HKUST’s Department of Electronic and Computer Engineering in 2010.

Electronic and Computer Engineering (ECE) drives computation, energy, information, and communications technologies that are at the core of a vibrant, interconnected global economy. It is the innovation engine behind 5/6G wireless networks, robotics, Internet of Things (IoT), micro-displays for augmented/virtual reality, power systems for electric vehicles and data centers, and artificial intelligence running on integrated circuits fabricated on semiconductor chips, all of which have fundamentally impacted our society. By constantly adapting to an ever-changing world, electronic and computer engineers turn challenges into possibilities.

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊研發出創新磁力驅動平台，僅需一個步驟，便可製作類似精子結構（類精子）的微型機械人，在精準藥物輸送應用上具備優秀的活動能力和高效性能。團隊突破傳統微流控裝置無法處理精密3D結構的限制，成功簡化這些微型機械人的製作過程，有望將這項技術更廣泛地應用於生物醫學領域。 這種類精子「微型機械人（又稱為微游動器）」主要用作在人體內複雜的環境穿梭，幫助精準藥物輸送及微創手術。與傳統的微流控技術相比，類精子微型機械人在液體環境的游動效率較高，但要大量製造，並實現高效驅動和可控藥物釋放一直是個難題。 科大電子及計算機工程學系副教授申亞京領導的研究團隊受鰩魚精子的活動機制所啟發，開發出一部利用外在磁場驅動的漩渦湍流輔助微流控（VTAM）平台，能以一步到位的方法製成類精子微型機械人。這些新設計的類精子微游動器具有可控制推進的靈活尾部及有效載藥的核殼頭部，成功在不同黏度的流體環境中達至高效推進。 申教授表示：「VTAM平台成功以便捷的方法製造複雜的3D多形態結構，實現傳統層流設備無法做到的技術。為了實踐應用，我們致力進一步優化製造過程，以確保微游動器的一致性和穩定性。我們亦期望能進行體內測試，驗證這些微游動器在臨床環境中的實際效果。」 團隊研發的突破性VTAM平台結合了傳統十字形微流控晶片和旋轉磁力攪拌器所形成的漩渦容器。微流控晶片產生的磁性藻酸鹽液滴，通過毛細管轉移到氯化鈣溶液漩渦容器。這些液滴在漩渦流的作用下爆裂，令其內部的磁性藻酸鹽溶液暴露，並被漩渦流抽出，形成類精子的不對稱結構。在抽出尾部後，由於與氯化鈣溶液中的鈣離子發生交聯反應，微游動器便能在幾毫秒內凝固成形。通過此方法製成的微游動器具有可生物降解的核殼頭部和柔軟尾部，其形態亦可透過渦流轉速和溶液濃度進行調節。 為了進一步提高這些新型微游動器的藥物輸送性能，研究團隊在其表面塗上一層酸鹼性敏感膜，讓微游動器能在不同酸鹼值的環境下均達到緩慢並受控的藥物釋放效果。研究證實在不同環境條件下，有塗上該薄膜的微游動器表現出色，藥物釋放效果亦顯著高於未塗上該薄膜的微游動器。研究團隊其後將微游動器導入生物體模擬環境，並在特定位置釋放藥物，進一步印證這種新型微游動機械人在生物醫學上極具應用潛力。

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊最近成功研發了一個新型人工複眼，不僅於小範圍區域的靈敏度較市場產品高出兩倍以上，成本亦更低。新技術有望革新機械人視覺系統發展，並可提升機械人的導航、感知及決策等能力，為人機協作開拓更大的商業應用與發展潛力。 這個創新系統模仿生物複眼的視覺功能，應用範圍極廣，例如可以配合無人機，協助提升其於灌溉，或災難事故現場偵測搜救等工作的效率和精準度。而高靈敏的人工複眼亦能更廣泛及準確地偵測並連結毗鄰的機械人，促進機械人或無人機群的合作。長遠而言，人工複眼技術將能有效提升及改善無人駕駛的安全性，亦可加快智能化交通系統的應用，推動智慧城市發展。 新型複眼的研發由科大電子及計算機工程學系和化學及生物工程學系講座教授范智勇及其研究團隊領導，標誌著仿生視覺系統領域上的重大進展。一直以來，機械人專家參照昆蟲複眼這種具有廣闊視野和動態捕捉功能的特性，利用可變形的電子設備，為機械人製造人工複眼。然而，基於變形過程的複雜性和不穩定性、幾何形狀的限制，以及光學元件與探測器單元之間潛在的不匹配狀況等技術問題，透過這種方法製造的複眼系統，較難整合到如機械人或無人機等自主平台。

由香港科技大學（科大）工學院領導的一支研究團隊，研發了一種基於液態金屬的仿捕蠅草智能捕食機制的電子邏輯元件。該元件本身具有記憶和計算能力，無需其它輔助電子器件即可如捕蠅草般智能地回應各種刺激序列。這項研究探討的智能策略及邏輯機制為理解自然界中的「智能」帶來嶄新視角，也對「具身智能」的發展提供了啟發。 捕蠅草的獨特捕食機制向來是生物智能領域的一個研究焦點。這個機制令捕蠅草能有效區分各種外部刺激，如單次、雙次刺激，進而區分如雨滴等的環境干擾（單次刺激）及昆蟲（雙次刺激），以確保成功捕獲獵物。此項功能主要是由於捕蠅草的觸毛具有類似記憶和計算的特徵，讓它可以感知刺激和產生動作電位（細胞因受刺激而產生的電信號改變），並在短時間內記著刺激。 由科大電子及計算機工程學系副教授申亞京領導，以及其畢業於香港城市大學的前博士學生楊媛媛博士（現為廈門大學副教授）共同組成的研究團隊，以捕蠅草內部電信號累積/衰減模型為基礎，提出了一種基於液態金屬絲延伸/縮短形變的液態金屬邏輯模組（簡稱LLM）及元件。該元件以氫氧化鈉溶液中的液態金屬絲為導電介質，基於電化學及電毛細效應控制液態金屬絲的長度，進而依據陽極和門極所施加的電刺激調控陰極輸出。研究結果顯示，LLM本身可以記憶電刺激的持續時間和間距，計算多次刺激累積的信號，並表現出類似捕蠅草的超卓邏輯功能。 為展示他們的研究，申教授及楊博士搭建了一套LLM智能決策器件、仿觸毛機械開關、仿葉片柔性電驅動器的人工捕蠅草系統，成功複製並實現了捕蠅草的捕食過程。此外，他們還展示了LLM在功能電路集成、濾波、人工神經等方面的應用前景。這項研究不僅為模擬植物的智能行為提供了見解，也為後續的生物信號模擬器件及具身智能系統研發提供了可靠的參考。 申教授表示：「當提到『人工智能』，一般人想到的都是模擬動物神經系統的智能。然而，在自然界中，很多植物也可以通過特定的材料、結構組合，展示出一定智能。這個研究方向有助我們理解自然界的『智能』，並為構建『類生命智能』提供新的視角和思路。」

2020 年初第一波新冠疫情爆發時，胡錦添教授與他帶領的香港科技大學（科大）機械人競賽團隊學生果敢地決定繼續他們的工作。他們謹守防疫限制和規定，把團隊細分成幾個小組，全天24小時輪流在實驗室工作。當「全港大專生機械人大賽2020」（Robocon 2020）由6月延期至9月舉行時，團隊成員已早著先機，比其他在疫情高峰時暫停備戰的隊伍走前了整整五個月。最終科大機械人競賽團隊先於香港賽事摘下冠軍，再在 ABU Robocon Festival 2020 中獲亞太區亞軍，又一次展現了他們堅毅不屈、勇往直前的團隊精神。

香港科技大學（科大）的研究團隊開發出一個由雙鐳射非線性光學顯微鏡構成的先進平台，以研究肌衛星細胞在肌肉再生過程中的動態。透過這項突破性技術，團隊發現了肌衛星細胞在肌肉修復中的新行為機制，有助進一步推動研發針對肌肉相關疾病的標靶治療策略。 骨骼肌的再生過程依賴肌衛星細胞與各種細胞成分之間的複雜協作。當肌肉受傷時，隨著肌衛星細胞的激活，髓系細胞會遷移到傷口處。以往有研究已發現在肌肉微環境中靜止肌衛星細胞的形態異質性，這些細胞透過建立特異的細胞黏附和空間排列，以維持其靜止狀態。然而，由於缺乏適合的活體動物成像技術，研究人員難以分析肌衛星細胞與髓系細胞之間的相互作用。 近日，科大電子及計算機工程學系教授瞿佳男的團隊開展跨學科合作，研發出一個雙鐳射多模式非線性光學顯微鏡平台，可對活體骨骼肌中各種細胞類型和結構進行高解析度成像，並由科大生命科學部教授鄔振國的團隊提供肌肉生物學和再生過程方面的專業知識。利用這項創新成像技術，他們的聯合研究為控制肌肉再生的複雜過程提出新見解。當中有趣的是，這項研究顛覆了普遍認為非肌源性細胞是激活肌衛星細胞的主要驅動因素的想法。團隊發現肌衛星細胞具備一種內在能力，可以在不依賴非肌源性細胞外部信號的情況下，感知和回應再生信號。 研究亦分析了髓系細胞，尤其是巨噬細胞，在調節肌衛星細胞行為中的作用。團隊發現巨噬細胞對肌衛星細胞的激活並非必需，不過在肌肉再生過程中，巨噬細胞為肌衛星細胞的增殖和分化發揮關鍵作用。巨噬細胞的減少導致再生過程中肌衛星細胞分裂受損和肌肉纖維化增加，顯示它們在促進有效肌肉再生方面具有階段依賴性的作用。 此外，研究探討了非肌源性細胞與肌衛星細胞之間的即時相互作用。這兩種細胞類型之間的持續物理接觸對於肌衛星細胞的激活或細胞分裂並非必要，反而是非肌肉細胞的旁分泌信號似乎能調節肌衛星細胞的增殖，這反映了非肌肉細胞分泌因子在協調肌衛星細胞再生過程中的重要作用。 瞿教授表示：「利用先進的成像技術，這項研究為肌肉再生中複雜的細胞相互作用提供了全面的學術探討，揭示肌衛星細胞行為的新方向。我們的研究結果有助了解肌肉再生過程中的複雜動態，對未來研發肌肉相關疾病的標靶治療策略具有重大意義。」