項目編號：C1009-22GF
項目名稱：6G無線通信的一項使能技術
項目統籌者：陳志豪教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
隨著第五代（5G）移動通信系統的部署，6G研發的競賽正在迅速升溫。今天難以想像的創新和應用將被推出，並改變我們的生活方式和社會運作。在這個項目中，我們的目標是建立一個太赫茲（THz）通信鏈路測試平臺，以便對6G不斷變化的要求、挑戰和標準化做出靈活的回應。為了滿足超寬頻寬的要求，我們提出開發THz輻射積體電路（IC）來調製基帶信號。我們採用存算一體化，自訂阻性隨機存取記憶體設備和內容定址記憶體硬體，以縮短通信延遲，支援超快資料密集基帶處理。通信鏈路的速度將通過多輸入多輸出（MIMO）技術得到提高。超表面將被設計用來操縱輻射場以增強通信範圍和輸送量。成功開發和集成所提出的技術將使我們處於6G顛覆性技術研究的最前沿。
項目編號：C1014-22GF
項目名稱：一種清潔能源發展悖論的升級改造解決方法
項目統籌者：劉錦茂教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
本項目將從報廢的太陽能電池板和風力渦輪機葉片中回收廢玻璃和再生碳纖維，並將這些材料作為纖維增強鹼激發水泥基複合材料（FRAC）的關鍵成分。該過程將包括五個主要任務：（1）制定一套過程控制策略，從報廢的太陽能電池板和風力渦輪機葉片中回收玻璃和碳纖維；（2）開發一套廢棄物驅動的FRAC設計，機理和表徵的知識體系；（3）評價FRAC的強度發展過程並優化其力學性能；（4）檢驗FRAC的長期耐久性和浸出性；（5）評估其對環境和經濟的影響。本項目將通過開發一種把廢棄物轉化為有價值且環保的建築材料的新方法，推進廢棄物升級再造的科學前沿發展。同時，將有助於香港實現其可持續發展目標，進而支援氣候行動計劃2030+。
項目編號：C1017-22GF
項目名稱：通過人工創新方法達到真正蜘蛛牽引絲性能的基礎研究
項目統籌者：胡金蓮教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
蜘蛛牽引絲具有優異的綜合力學性能包括高強度，高韌性等特點，在航空航天，軍事，醫療等領域具有重大潛力。因為蜘蛛好鬥的天性，無法通過養蠶繅絲的方式大規模收集蜘蛛絲，因此，目前主要通過在異源載體中表達重組蜘蛛絲蛋白的方式來批量製備人造蜘蛛絲。然而當前的人造蜘蛛絲在潮濕環境中，氫鍵網絡易受損，濕強度降低，這大大限制了人造蜘蛛絲的應用。而且人們對於從蜘蛛絲蛋白溶液到固態蜘蛛絲的流程和分子組裝機理尚未完全清楚。本項目旨在蜘蛛絲中引入共價鍵以穩固分子結構並提高人造蜘蛛絲的濕穩定性。同時，本項目將輔以低劑量原位透射電鏡（Low Dose in-situ TEM）和分子動力學模擬來研究成纖過程中蜘蛛絲蛋白分子的自組裝行為。本項目的順利實施將有助於高性能人造蜘蛛絲的大規模生產，並為其他蛋白質材料提供迭代設計方案。
項目編號：C1024-22GF
項目名稱：RNA轉運的分子機制及其在神經元中空間分佈的特異性
項目統籌者：黎國安博士
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
神經元包含稱為軸突和樹突的長分支突起。為了改變這些突起中的蛋白質組成，神經元需要一種專門的機制來將特定的mRNA長距離傳輸到這些遠端位點。RNA由多種RNA結合蛋白包裝成顆粒，並由稱為驅動蛋白的運動蛋白沿著細胞骨架攜帶。不同的mRNA可以獨立運輸並異質分佈，但人們對特定mRNA是否以及如何定位於神經元連接（突觸）知之甚少。此外，它們在完整大腦內運輸的多樣性程度仍未得到探索。在此研究計劃中，我們將採用跨學科的方法，包括先進的細胞和體內成像、基因組編輯、化學生物學和質譜法，以全面研究神經元中mRNA傳輸的特異性，並破譯其潛在機制。RNA運輸功能障礙與特定疾病有關，從自閉症到神經退行性變。我們的研究可能有助於了解各種腦部疾病的特定運輸缺陷。
項目編號：C1029-22GF
項目名稱：保障元數據安全的高效可信網絡關鍵技術研究
項目統籌者：王聰教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
過去十年，我們見證了端到端加密技術（End-to-end Encryption，E2EE）在眾多在線服務中的廣泛普及。雖然加密保護了流量負載，但如今的E2EE平台並不保護通信元數據，包括通信方的身份、通信時間、頻次和流量大小等。這些元數據通常表現出加密流量負載的獨特特徵，帶來潛在隱私洩露威脅。由於潛在攻擊者不僅可以收集通信元數據，並可能主動干擾網絡流量，如何保護通信元數據及其所帶來的隱私問題，則顯得尤為重要。在本項目中，我們將開發新的安全和隱私增強技術，推動現代E2EE平台的前沿進展，並為未來打造保護通信元數據隱私安全的 E2EE 通信系統，建立基礎理論與體系架構。這項研究擬應對當今社會對隱私安全不斷增長的需求，並服務於已部署E2EE的眾多面向企業或消費者的在線平台。
項目編號：C2003-22WF
項目名稱：RNA的NAD端帽：機理和功能
項目統籌者：夏亦薺教授
院校名稱：香港浸會大學
項目摘要
生物利用複雜的機理對基因表達作精密的調控。其中一個機理是對RNA分子進行各種修飾。RNA端帽的形成是RNA修飾的一個主要類型。真核生物的mRNA的5’末端一般帶有一個甲基鳥苷（m7G）結構作為端帽。這一端帽對基因表達起關鍵的作用，而原核生物的RNA以前被認為不帶端帽。最近幾年在細菌與真核生物中發現一些RNA的5’端帶有NAD帽子，表明存在一種由NAD端帽化介導的新的基因調控方式。但對於NAD端帽過程的控制機理和具體功能還所知甚少。
我們以前開發了多種方法來鑑定帶NAD端帽的RNA（NAD-RNAs）。我們的發現顯示NAD-RNAs很可能起調控基因表達的作用。在這一研究計劃中，我們將利用大腸桿菌和擬南芥植物作為模式生物來闡明調控NAD端帽化的分子機理。我們將利用分子生物學和遺傳學等方法來了解一些NAD-RNA的分子功能機理，特別是在轉錄調控中的作用機理。這一研究項目將由分子生物學、分析化學、結構生物學、和細胞生物學領域的科學家進行多學科的合作來完成。
項目編號：C2013-22GF
項目名稱：深海西伯加蟲環境適應以及多樣性的基因組啟示
項目統籌者：邱建文教授
院校名稱：香港浸會大學
項目摘要
西伯加蟲是廣泛生活在深海的環節動物的一個科，但人們對其系統發育位置以及共生關係如何促成它們在適應深海環境知之甚少。本研究旨在提供優化的環節動物系統發育框架，揭示西伯加蟲科四個主要譜系中的基因組足跡，包括如何與共生體協調新陳代謝以滿足其營養需求，它們進化的驅動因素，以及不同譜系如何適應，以便利用不同的化學合成環境。我們還旨在構建一個具有使用者友好介面的環節動物綜合基因組資料庫，以促進環節動物基因組資源的使用。
項目編號：C4006-22GF
項目名稱：嶺南文化與世界：廣東文人文化景觀的建構及轉變（1821-1949）
項目統籌者：黎志添教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
晚清民國（1821–1949）是近代中國大變革時期，本研究項目在這一時期的廣東文人紳商中選取一百五十位關鍵人物，旨在從他們的生平經歷考察嶺南文化的建設及變遷。
本項目突破了單一學科的桎梏，超越「地方/全球」、「東方/西方」的簡單二元對立，挑戰主流話語對嶺南文化「傳統－現代」線性發展的描摹，得以宏觀映射嶺南文化景觀，並充分展現了該時期嶺南文化的複雜多元及其內在互動。此處「嶺南文人」的概念，不僅指廣東這一地理範圍中的傳統士大夫，還包括香港、澳門等鄰近粵語地區及海外粵語移民社區的不同人物，涵括藝術、文學、語言、音樂、宗教、教育、物質文化、科學等多個方面。這樣，便可將「嶺南」置於中華傳統和世界輸入文化的交匯點，強調其在本土和世界文化史、知識史中的獨特作用。
得益於久經試煉的跨學科研究團隊、合作機制及研究設計，本項目的研究範圍廣泛而精深，成員英才薈萃，匯集了人文學科各領域的學者。透過合作出版、研討會、學術會議、開放式數據庫、公共系列講座和展覽的形式，本項目積極推進跨學科對話，並整合研究成果。不同層面的產出構成了本項目的史學價值與成就，同時，在這個學科壁壘分明的時代中，亦可聯結各學科的學者，並以數字化的方式向公眾呈現成果，數據庫也將成為未來研究人員及普羅大眾的資源門戶。
最後，本項目回應了新近《粵港澳大灣區發展規劃綱要》中粵港澳相聯繫的號召，體現了粵港澳地區近代以來不可分割的緊密聯繫，更將嶺南文化推向世界舞台，展現了嶺南研究的合作模式，提高了世界其他地區對嶺南人民及嶺南文化價值的認識。
項目編號：C4012-22GF
項目名稱：認知靈活性的機制：從核心大腦區域到神經網絡分析
項目統籌者：容永豪教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
認知靈活性是指根據不斷變化的環境和自我目標調整我們的思想和行為的能力。它通常表現為採用不同的策略來解決手頭的問題或一次處理多個任務的能力，即多任務處理。認知靈活性不僅對於生存至關重要，對於獎勵最大化也至關重要，被視為智力的基石，是人類和其他哺乳動物等高等動物的標誌。認知靈活性的減少或缺乏存在於多種腦部疾病中，包括自閉症、強迫症、精神分裂症、抑鬱症、中風和阿爾茨海默氏症和帕金森氏症等神經退行性疾病。儘管包括我們自己在內的大量工作支持認知靈活性涉及構成高級控制網絡的皮質和皮質下區域的多個大腦區域之間的相互作用，但對該迴路的基本組成部分以及神經機制知之甚少。我們建議利用囓齒動物模型來解決這些關鍵問題。我們在初步研究中表明，小鼠在各種策略轉換和多任務行為測試中表現出靈活性。基於不同的測試和實驗、分析和建模方法，我們建議（1）識別不同認知靈活性任務共有的核心大腦區域，（2）闡明有助於認知靈活性的局部迴路的神經活動以及其通過訓練得到改善，（3）分析核心腦區之間的連通性及其在柔性行為展示過程中的動態，揭示控制迴路的運行模式和原理，以及（4）使用計算神經網絡模型探索認知靈活性的網絡機制。這個合作研究項目的一個特別優勢是我們採用了綜合方法，可以利用實驗和理論神經科學家的專業知識和協同作用。研究結果將提供一套全面的有價值的實驗數據以及一個理論框架，這對於推進我們對認知靈活性的大腦機制的理解至關重要。
項目編號：C4024-22GF
項目名稱：基於多組學數據、放射學和組織病理學圖像的多模態深度學習推進結直腸癌分型以實現精準腫瘤學
項目統籌者：王鑫教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
結直腸癌（CRC）是一種在臨床表現和生物學特徵方面均具有高度異質性的疾病，因而導致患者的疾病進展和治療反應存在顯著差異。為剖析結直腸癌複雜的異質性，我們之前對共識分型系統（CMS） 的建立做出了重要貢獻。自發表以來，CMS已被廣泛用作穩健的分類系統，為各種臨床前和臨床研究奠定了基礎。
儘管CMS的臨床用途廣泛，但其應用受到幾個關鍵障礙的限制。由於現有基於基因表達譜的CMS分類器既昂貴又耗時，因而絕大多數結直腸癌研究無法受益。此外，中國結直腸癌新發病例佔全球總數的近四分之一，然而目前尚不清楚CMS分類系統是否適用於中國患者。
本項目將基于多組學、放射學和組織病理學的多模態深度學習來鑑定更俱生物學一致性和臨床相關性的結直腸癌分子亞型。項目完成時，擬議的研究將貢獻更為穩健的分類體系，以促進生物醫學研究和臨床應用，建立可用於臨床轉化的通用分類框架，並基於多個臨床研究提供其預後和藥物敏感性預測價值的直接證據。本項目的成功實施將推進結直腸癌分型的臨床轉化，有助於最終實現患者的精準治療。
項目編號：C4074-22GF
項目名稱：自適應3D打印技術：設計、製造、建模與優化
項目統籌者：廖維新教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
3D打印（增材製造）技術已被視為一種有前景的技術，特別是用於製造具有非常複雜或定制設計特徵的結構–這些特徵往往無法通過傳統方法製造。自適應3D打印技術可以通過自適應優化的工具路徑，在微觀/中觀尺度上實現具有自適應設計的機械性能的模型設計和製造。功能分級材料是典型的自適應設計的結構，其特徵在模型內部隨位置變化。通過3D打印工藝製造的帶有形狀記憶合金和形狀記憶聚合物的結構也可以實現自適應特性，可以在其他物理刺激的幫助下進行變形，即4D打印–額外的自由度允許結構以設計和預測的方式隨時間變化。此外，激光掃描路徑圖案在控制3D打印製造部件的質量方面起著重要作用。儘管如此，仍有許多挑戰性的問題需要解決。在這個合作項目中，我們提出了創新的自適應3D打印技術，旨在實現自適應結構設計、自適應掃描路徑的生成、數據驅動建模和基於人工智能的掃描路徑優化，這將進一步擴展了3D打印技術的功能，實現通過提供額外維度的功能分級自適應結構設計、創新的掃描路徑生成框架、創新的建模和優化方法以及具有智能功能的應用。
項目編號：C5031-22GF
項目名稱：用於波前光學表徴的智能自適應剪切干涉測量技術
項目統籌者：張志輝教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
光學表徵是指對特定光學參數進行測量來描述光學系統或材料的可接受程度，它在不同的工業領域中具有廣泛應用。例如在視光及眼科學領域，屈光度分布、散光度和散光軸位的測量；在激光加工領域，激光品質因子、遠場發散角和束腰半徑等的測量；在超材料領域，折射率分布的測量；在先進光學鏡頭成像質量評價中，調製傳遞函數（MTF）、焦距、畸變等的測量。盡管有一些設備和儀器可以在特定條件下進行單個光學參數的測量，但仍然缺乏一種方法和設備可以在同一系統上進行多光學參數的測量。
本合作項目旨在開發一種基於波前測量的新穎智能自適應剪切幹涉測試（smart self-adaptive shear interferometric，SSASI）方法和系統，用於評價光學系統質量和材料光學特性。項目負責人為超精密加工與計量學講座教授、超精密加工技術國家重點實驗室主任、香港理工大學工業及系統工程學系張志輝教授。本項目中開發的SSASI系統具備多光學參數的測量能力，並可靈活的定製化二次開發。本項目中，項目負責人帶領的科研團隊將與不同機構開展前沿科學合作研究，包含與香港理工大學視光學院視覺科學研究中心（Research Centre for SHARP Vision，RCSV）合作，對用於近視防控的離焦鏡片進行光學表徵；與香港中文大學合作，研究激光光束評價和整形；與香港城市大學合作，對超表面進行光學表徵。本項目的研究成果還將有助於提升高科技公司產品的關鍵光學零部件的表面質量，有助於精密計量，材料科學，光學工程和測量技術的科學進步。
項目編號：C5051-22GF
項目名稱：用於節能建築圍護結構的亞環境日間輻射冷卻塗層
項目統籌者：戴建國教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
建築物用電佔香港總用電量的90%，並為本地製造超過60%的碳排放。建築圍護結構與外界環境接觸會產生較大的溫度波動而影響室內空間的熱舒適性，對建築物的空調致冷有至關重要的影響。保護性表面塗層廣泛應用於建築圍護結構，以提高建築耐久性並延長其使用壽命。近年來，日間被動輻射冷卻技術作為一種零電致冷的建築節能手段受到了廣泛關註，並代表一種升級傳統表面塗層的顛覆性技術。
本項目擬開發一系列用於建築屋頂/牆面的新型多功能白色和彩色被動輻射致冷塗層（PRCC）以及一種用於窗戶的智能透明輻射致冷塗層。屋面/牆面PRCC將由無機地質聚合物（一種零熟料的低碳水泥）製成，並具有低於環境溫度的日間輻射致冷能力。另一方面，智能透明PRCC將採用具有溫度自適應特性的納米光子雙層結構。項目將評價基於不同基材的RCC的長期粘接性能及耐候性。並通過實驗研究和數值模擬相結合，評價不同建築特徵和氣候條件下帶有PRCC的建築圍護結構的節能效果。
項目由來自土木工程、納米光學超材料、建築能源、材料科學與工程學科的專家協同參與，為解決香港及其它人口稠密亞熱帶都市建築耗能這一緊迫問題提供新的解決方案。項目的實施將大大有助於香港和國家的碳中和目標的實現。
項目編號：C5053-22GF
項目名稱：深層神經迴路精準聲遺傳調控技術的開發及其在帕金森病治療上的應用
項目統籌者：孫雷教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
使用非侵入性工具來高精度控制特定神經元的活動對於剖析大腦中的神經迴路和治療腦部疾病具有巨大價值。現有策略各有優勢，它們一係具有侵入性，或缺乏足夠的時空精度。因此，刺激可能不成功或伴隨著某些副作用。
超聲波腦刺激是一種令人鼓舞的替代方法，具有非侵入性、精準的時空控制和更深的組織穿透等優點。 它被認為是研究人腦功能和治療腦部疾病的有效方法。然而，超聲波束的最小焦點仍然比神經元大得多，因此很難精確定位一個小目標並精確操縱特定的神經迴路並誘導所需的行為。為了克服這些限制，研究人員提出了“聲遺傳學”來使所需的細胞對超聲波敏感，這樣只有選定的細胞才會被激活以獲得足夠的精度。然而，這個想法仍處於初期階段，要經過概念驗證階段並考慮到超聲的顯著優勢和最終臨床轉化的前景，因此必須加強該技術。
這項研究的成功將為腦刺激研究帶來突破性的創新，為腦刺激的非侵入性、深度腦穿透和精確性增加了關鍵方法。這一策略將為超聲腦刺激開闢一個新的維度，從而對與公共衛生相關的精神疾病和神經系統疾病產生重大影響。它也可能成為基礎神經科學中非常有用的研究工具。
項目編號：C5063-22GF
項目名稱：微生物耐藥性從熱點源傳播到職業人群和城市社區
項目統籌者：李向東教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
過度使用和濫用抗生素導致的抗菌素耐藥性對全球大量人口的健康構成了巨大挑戰。城市地區的耐藥性重點污染源包括含高劑量抗生素以預防和治療感染的臨床環境，以及接受大量抗菌藥物（和殘留物）和耐藥基因輸入的廢水及廢棄物處理系統。全球有超過1000萬人受僱於這些涉及耐藥性來源的職業場所。在這些主要排放源環境中工作的前線人員不可避免地長期暴露於高耐藥性污染之中。因此，應優先評估這些一線工作人員獲得耐藥性的環境風險。然而，在這些城市熱點污染源中，職業性獲得耐藥性的主要暴露途徑（例如吸入、接觸和攝入）仍不明晰。因此，極需開展系統調查，以釐清並量化從污染源到人體的關鍵暴露途徑，並評估耐藥性從工作場所二次傳播至員工家庭和城市社區的概率。
本項目將比較在典型污水處理廠和公立醫院工作的員工與非工作人員（例如，相關家庭成員和城市居民）之間的耐藥性類型和流行率，以衡量不同傳播途徑在耐藥性職業獲得中的重要性，並探討外源性耐藥菌定植於職業人群體內的環境重塑機制。然後，項目組將開發創新的阻控技術，包括噴霧控制與抗菌表面塗層，並結合耐藥性傳播動態模型，評估相關干預措施在減少職業暴露和二次傳播方面的有效性。本項目將為制定相關政策和技術指南提供科學依據，以減少耐藥性熱點排放源場所中的職業暴露，防止高耐藥性致病菌向城市社區傳播，從而助力落實本地與全球範圍內控制抗菌藥物耐藥性的戰略計劃。
項目編號：C6012-22GF
項目名稱：海洋藍藻的抗病毒侵染機制
項目統籌者：曾慶璐博士
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
細菌和病毒是地球上分布最廣泛且最豐富的生物體。作為特定侵染藍細菌的病毒，噬藻體可以從它的宿主獲得多種代謝基因以促進病毒侵染。另一方面，藍細菌也發展出多種抗噬藻體防禦系統來阻止侵染。例如，藍細菌可將來自噬藻體的外源核苷酸序列整合到它們的基因組中以逃避侵染，這些序列被稱為規律成簇的間隔短回文重復（CRISPR）。然而最近的研究發現海洋藍細菌藍綠球藻和聚球藻缺少大多數已知的抗噬藻體防禦系統，說明這些海洋藍細菌可能使用未知的防禦系統來對抗噬藻體。
本項目將研究海洋藍細菌和噬藻體之間的相互作用，以揭示海洋藍細菌抗噬菌體防禦系統的關鍵基因和潛在機製。為實現這一目標，我們將在基因和蛋白水平上研究海洋藍細菌抗噬菌體系統，我們還將使用機器學習算法從藍細菌宏基因組中深度挖掘抗噬藻體防禦機製。這項工作將有助於開發海洋藍細菌中新的抗噬藻體防禦系統，並為理解全球海洋中藍細菌和噬藻體的共同進化做出重大貢獻。
項目編號：C6016-22GF
項目名稱：高性能離子熱電水凝膠的開發及其在多功能智能皮膚和體溫發電中的應用
項目統籌者：黃寶陵教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
離子熱電水凝膠由於其極高的熱電係數，優良的柔性/可拉伸性，低成本以及環保特性，在低品位熱能回收和熱傳感方面展現出巨大的潛力。儘管近年來在該領域取得了顯著進展，對水凝膠中的離子熱電現象的基本理解尚十分欠缺，這嚴重影響了高性能離子熱電水凝膠的進一步發展。尤其是具有較好熱電性能的n型離子水凝膠十分稀少，而水系熱電池中的氧化還原熱電動勢也有待提升。為了實際應用，迫切需要發展有效的策略來調節水凝膠的離子熱電性能。在本項目中，我們計畫通過實驗合成、表徵以及原子尺度理論計算相結合的方法來研究准固態離子水凝膠中的離子傳輸機制及其與離子熱電性能之間的關係。我們將研究多種因素，如組成成分，填充物，離子–聚合物耦合，離子–離子相互作用，以及溫度等對離子聚合物熱電性能的影響。基於這些理解，我們將發展各種策略來調控離子水凝膠的熱電性能，從而為熱擴散和熱電池器件應用發展具有優異熱電係數和離子電導率的n型與p型水凝膠。本項目將基於這些離子熱電水凝膠發展多功能智慧皮膚以及體溫發電器件，以探索高性能離子水凝膠在熱傳感和低品位熱能利用方面的應用。
項目編號：C6020-22GF
項目名稱：重塑氣體燃料存儲–金屬有機物框架多孔材料熱物性研究
項目統籌者：李志剛教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
全世界的能源消耗一直在持續上升。化石能源的大量使用帶來了嚴重的環境問題，比如化石能源使用過程中的碳排放是導致全球氣候變暖的主要原因之一。與傳統的液態石油和固態煤等化石燃料相比，氫氣或甲烷等氣體燃料由於碳排放量低和重量能量密度高被視為綠色能源。然而，由於氣體燃料極低的沸點、低密度、高臨界壓力和高擴散率，氣體燃料的儲存和運輸通常需要苛刻的條件並消耗大量的能量。
多孔金屬有機框架由於其超高孔隙率、高熱穩定性和化學穩定性，在溫和條件下儲存或運輸氣體燃料具有巨大潛力。然而，在實際的儲氣系統中，吸附和脫吸附會引起巨大的溫度變化，對系統的儲氣量會產生負面影響。基於此，本項目將利用原子模擬和實驗驗證，從原子尺度上出發了解多孔金屬有機框架的吸附、脫吸附、熱物理以及熱輸運性質，從而調控多孔金屬有機框架的熱性質，為未來基於多孔金屬有機框架的氣體燃料存儲系統提供設計指導。
項目編號：C6022-22WF
項目名稱：發現新型抗生素：基因組挖掘與多樣性導向有機合成相結合的策略
項目統籌者：童榮標教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
用處方抗生素治療和預防細菌感染是醫院的常規但重要的臨床程式。然而，對多種抗生素耐藥的細菌感染不再是孤立的零星事件，而是世界各地可預測和不斷發展的病例。每年約有80萬細菌感染者死於抗生素耐藥性，預計到2050年，抗生素耐藥性每年將導致1000多萬人死亡。抗生素耐藥性的上升引起了人們對我們有效控制和治療細菌感染的能力的日益關注。迫切需要發現新型抗生素，以擴大具有新分子骨架的有效抗生素庫。這個CRF項目建議在早期階段將基因組挖掘（計算方法）與化學合成相結合，以促進新型抗生素的發現，以對抗耐藥細菌。與使用Waksman平臺的傳統基於生物活性的發酵/分離不同，基因組挖掘利用細菌基因組的公開數據將生物合成基因簇（BGC）與生物活性天然產物的酶促生產聯繫起來。這種方法在很大程度上克服了傳統方法（重新分離許多已知化合物）的主要局限性，因為編碼新天然產物的BGCs尚未被探索。作為初步結果，我們的基因組挖掘發現了兩個有效的抗菌天然產物家族：多環氧雜蒽酮（PCX）和環脫肽（CDP），它們也表現出顯著的細胞毒性。在這個合作專案中，我們的目標是使用這種基因組挖掘方法來發現更多具有高抗菌活性和降低細胞毒性的PCX和CDP成員。同時，我們將啟動已鑒定的PCX和CDP天然產物的化學合成。化學合成將在發現新型抗生素方面發揮核心作用：（1）確保足夠的先導化合物（天然或合成PCX / CDP）供應，（2）提供用於活性毒性優化的類似物庫，以及（3）當核磁共振分析無法建立其結構時，化學合成確認PCX和CDP的分子結構。合併基因組挖掘和化學合成可以大大增加發現新型抗菌化合物的機會，以便隨後開發為臨床抗生素。在這個CRF專案的後期階段，我們將嘗試確定我們的先導抗菌化合物的細胞靶標並闡明它們的作用方式。此外，小鼠模型將用於評估體內功效和毒性，為臨床前試驗提供可靠的數據。
項目編號：C6026-22GF
項目名稱：利用多普勒光達深入研究香港都市裡的三維風環境
項目統籌者：馮志雄教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
垂直風速廓線對於空氣流通評估以及城市通風規劃/設計至關重要。然而，由於現實中對城市高空風環境的測量存在技術障礙，城市垂直風廓線一直難以被精確地測量及重構。本項目引入最先進的多普勒激光雷達技術，對高密度城市邊界層的垂直風廓線形態作更深入的研究。項目的主要任務包括在香港構建一個城市尺度的多普勒激光雷達網絡用以長期測量垂直風廓線，使用氣象模擬及預測電腦模型建立一個垂直風廓線數據庫，校準現時香港的空氣流通評估方法。該項目的預期成果不僅有利於相關研究學科的發展，亦有利於城市通風規劃/設計的進步，最終為改善高密度城市居住環境作出重要貢獻。
項目編號：C6033-22GF
項目名稱：巡遊磁性材料的新穎電磁特性及量子態
項目統籌者：Dr. JÄCK Berthold
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
現代生活很大程度上是建立在我們能夠隨時隨地獲取和處理大量信息的能力上的，而這種對移動和遠程計算能力的需求則需要更小和更強大的計算芯片，同時使得信息技術設備巨大的能源消耗成為一個亟待解決的問題。越來越清楚的是，解決這些問題需要新的技術突破，以應對這場第四次工業革命給我們帶來的技術和環境挑戰。如今，新的量子材料宏觀特性可以根據微觀量子現象來設計和實現，使得我們進入擁有超越摩爾定律且低功耗的量子計算機和自旋電子學器件的後矽時代成為可能。在這方面，能夠實現大量有趣現象如量子反常霍爾態和磁斯格米子晶格等的導電巡遊磁鐵材料具有巨大的潛在優勢。在這些材料中，巡遊電子與局部磁矩和長程磁秩序相結合，從而使得電子自由度和磁自由度之間在原子尺度上相互作用，為實現各種奇異的量子態的存在創造了一個巨大的參數空間。本項目的目標是合成稀土三碲合金和過渡金屬基的籠目金屬，並探索這些材料中出現的磁性斯格米子、拓撲電子態和量子臨界性等。這兩類材料非常適合於實現我們的目標，因為它們的電子、磁性和拓撲學特性可以由它們的元素組成、化學摻雜和同結構系列中的應變來精確控制。我們將把計算材料設計、模型計算與塊狀晶體和薄膜的合成結合起來，以製造出具有定製特性的材料。我們將應用不同類型的實驗和理論手段，在微觀和宏觀尺度上描述電子和磁性材料的特性，繪製出磁性相圖，並確定新型量子態的出現。我們的項目團隊聯合了四位實驗物理學家和一位理論物理學家。他們在測量技術和理論計算方面的互補以及他們廣泛的國際合作為項目的順利實施和完成提供了有力保障，從而能夠實現檢測和研究巡遊磁性材料的新興量子相並製造出相應的新材料和新器件，為在未來的自旋電子學和拓撲量子計算等方面的應用奠定基礎。
項目編號：C7004-22GF
項目名稱：自動化分佈式機器學習: 算法和系統優化
項目統籌者：吳川教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
隨著機器學習（ML）的空前進步和海量數據集的可用化，我們現在正處於人工智能（AI）的黃金時代。公司和機構越來越多地部署昂貴的AI基礎設施（例如AI雲、GPU集群），使用異構硬件加速器（例如GPU、FPGA）來訓練複雜的ML模型以提供各種基於AI的服務。要在大量數據上學習一個好的（通常是大的）ML模型（例如深度神經網絡或DNN），通常需要廣泛的ML專業知識，例如構建神經元網絡架構和調整模型超參數以實現最好的性能。然而許多用戶並不具備這種專業知識。AutoML（又名自動化機器學習）作為一種解決方案出現，其通過自動化ML模型學習過程使非專家能夠運用ML，有望大大促進AI在各種經濟、社會和健康領域的滲透。
由於單節點ML無法擴展到海量數據集和大型模型，使用多個加速器和服務器執行模型搜索和訓練的分佈式ML算法和系統是當今AI雲中的新規範。在分佈式機器學習的背景下，AutoML變得更具挑戰性，因為它涉及高維度的可調控策略，例如模型放置和多設備上的執行順序、操作和張量融合/分割、通信調度等。沒有足夠的算法和系統支持來實現自動化，即使對於熟練的領域專家來說，在分佈式訓練的巨大調優空間內找好的策略也是一項艱鉅的任務。而簡單的解決方案很容易導致極其昂貴和耗電的硬件的利用率和能源效率的顯著降低，無法接受的冗長模型訓練時間，以及差的模型質量。這種低效率在當今生產AI雲上分佈式ML工作負載中很常見，尤其是當GPU和服務器數量增加時。
該項目旨在研究高效、優化的算法和系統策略以實現分佈式ML自動化，保證最快速的模型訓練收斂、最佳模型性能以及最有效的硬件利用率。我們從神經元網絡架構搜索和超參數優化開始，通過利用分佈式搜索和訓練來確定最佳DNN模型。然後我們研究用於計算和通信加速的分佈式模型訓練策略，這有助於自動神經元網絡架構和超參數選擇。我們解決自動化分佈式ML領域中的關鍵問題，並將我們的解決方案部署到真實世界的AI場景中。
項目編號：C7008-22GF
項目名稱：復發性肝癌的免疫微環境
項目統籌者：黃澤蕾博士
院校名稱：香港大學
項目摘要
肝細胞癌是最常見的原發性肝癌，也是全球最致命的癌症之一。肝癌的高死亡率有多種原因。肝癌對化療和放射治療等傳統癌症療法具有高度耐藥性。早期肝癌症狀隱匿，導致延誤診斷。大多數肝癌患者被診斷時已為晚期。即使患者適合手術切除，70-80%的患者會於5年內復發。而復發性肝癌會變得更具侵略性。目前，復發性肝癌暫無有效的治療方法。免疫治療是通過激活免疫系統以對抗癌症的療法。由於免疫治療已成為主流癌症治療方法之一，其中一個重要的臨床問題是免疫療法能否預防和治療復發性肝癌。腫瘤的免疫微環境描述了腫瘤內免疫細胞的數量、狀態和相互作用。免疫微環境極大地影響肝癌復發和對免疫治療的反應。為了設計針對復發性肝癌的免疫治療，我們致力於揭示有關免疫微環境與肝癌復發之間的關係。通過我們新建立的復發性肝癌臨床前實驗模型，我們將致力解答兩個重要的問題：（1）免疫微環境如何影響肝癌復發；（2）我們如何通過新的治療方案激活腫瘤微環境中的免疫細胞？我們的工作可能會為新的復發性肝癌治療方法提供重要的理論基礎。
項目編號：C7016-22GF
項目名稱：YEATS2化學探針的開發及其在機理和藥理學研究中的應用
項目統籌者：李祥教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
表觀遺傳蛋白由於能調節組蛋白和DNA修飾的“寫入”、“擦除”和“讀取”，已經成為一類新興的藥物靶點。YEATS結構域作為組蛋白賴氨酸乙酰化（Kac）和巴豆酰化（Kcr）標記的新型“閱讀器”，已被報導與急性白血病和一些實體瘤（如非小細胞肺癌）的發生和發展有關。
最近，我們及其他課題組開發了ENL、AF9和GAS41 YEATS結構域抑製劑，其中一些顯示出較好的抗癌活性。然而目前尚未有靶向YEATS2 YEATS結構域的抑製劑被報導。我們認為此類抑製劑的開發不僅可以提供有用的工具來探索YEATS2在基因調控中的作用，還可以為開發靶向YEATS2的藥物提供潛在的先導化合物。我們的初始實驗已經開發了具有細胞活性的多肽類抑製劑，LS-1-124。在本研究中，LS-1-124將作為構建DNA編碼文庫（DEL）的原型，用於篩選更高效和更具有特異性的 YEATS2 YEATS抑製劑。效果優異的抑製劑將進一步衍生為蛋白水解靶向嵌合體（PROTACs），以實現對YEATS2的降解。本研究獲得的靶向YEATS2的化合物（包括抑製劑和PROTAC）將用於探索 YEATS2在基因調控中的作用，尤其是YEATS依賴性相關的作用。同時，我們將在細胞模型和動物模型中探究靶向YEATS2化合物的抗癌作用。我們設想，完成這項研究将有助於闡明YEATS2在生理和病理條件下的生物學意義，也有助於開發針對因YEATS2失調引起的人類疾病的治療新策略。
項目編號：C7037-22GF
項目名稱：量子摩爾材料多體研究範式
項目統籌者：孟子楊博士
院校名稱：香港大學
項目摘要
半導體和計算機，太陽能和鋰離子電池等等與我們日常生活相關的材料，其背後的物理學原理大多基於弱關聯的電子系統。近年來為瞭解決人類社會面臨的深層次挑戰，強關聯電子量子多體材料的研究方興未艾，這樣的強關聯材料是製造如超越摩爾定律的新一代計算機芯片、無電阻損耗的超導體能源疏運器件等等理想設備的基石。在量子多體材料的研究大潮中，二維量子摩爾材料，如轉角石墨烯和過渡金屬二硫化物，在近年來取得了長足進展，並最有可能成為新一代電子器件的製造單元。在量子摩爾材料中，具有拓撲性質的平帶使得電子長程相互作用更加重要，並在拓撲和相互作用的合力之下，奇異的關聯絕緣體和超導體已經被實驗發現。在本項目中，我們將結合理論、計算和實驗手段，從量子多體物理學的角度研究與解釋量子摩爾材料中的拓撲與強關聯物理現象，從而可以建立起量子摩爾材料基礎研究的新的多體範式。我們的項目，將拓展量子摩爾材料研究的理論、計算和實驗的內涵與外延，預測具有更加優異性質的二維量子摩爾材料造福社會。
項目編號：C7048-22GF
項目名稱：昆蟲末日？建立澳-亞熱帶森林昆蟲群落應對全球變化的長期模式
項目統籌者：Dr. ASHTON Louise
院校名稱：香港大學
項目摘要
近年來，關於昆蟲多樣性下降的報告已被廣泛報道，但大多數證據來自歐洲和北美地區。相較之下，僅有少量研究顯示熱帶地區的昆蟲也在減少，甚至在其原始的棲息地也是如此。氣候變化、殺蟲劑的使用和棲息地的喪失是導致昆蟲減少的主要因素。然而，由於缺乏對熱帶地區昆蟲的長期監測數據，我們對昆蟲如何隨時間變化的了解仍然有限。這種認知的有限性導致科學界對「昆蟲末日」的普遍性長期爭論。鑒於熱帶森林地區擁有最高的陸地生物多樣性，以及昆蟲在維持熱帶森林功能方面具備關鍵作用，研究熱帶森林生態系統中昆蟲生物多樣性的動態變化將為全球生物多樣性動態提供重要補充。與歐洲和北美長期建立的高質量歷史生物多樣性數據不同，熱帶森林中有系統的昆蟲數據收集在近期才出現。缺乏長期數據通常是熱帶昆蟲動態不確定性背後的重要原因。幸運的是，一些熱帶地區的野外研究站已經運作了幾十年，這些地區的昆蟲生物多樣性研究（包括已發表和未發表的）對我們了解昆蟲生物多樣性如何隨時間變化至關重要。因此，為了進一步了解熱帶森林中生物多樣性變化，我們在持續監測昆蟲多樣性的同時，也需要將搜集和利用現有數據集列為優先事項。
澳大利亞和東南亞的雨林是生物多樣性的熱點地區。儘管自歐洲殖民以來經歷了大規模的棲息地喪失，這些地區仍然擁有高水平的地方生物多樣性。我們將從亞洲和澳大利亞的三個實地地點整理和採集昆蟲數據，並使用長期的氣候和遙感數據來描述景觀組成和氣候是如何塑造熱帶森林中的昆蟲動態特徵的。
項目編號：C7064-22GF
項目名稱：整合基因組編輯和蛋白質工程方法揭示神經發育和疾病中的微管單分子動態與結構
項目統籌者：狄士傑博士
院校名稱：香港大學
項目摘要
微管是動態細胞骨架絲，通過為高度極化的神經元細胞提供結構支持並引導貨物運輸到不同的亞細胞區室（例如，軸突、樹突和棘），在功能神經元的發育和維持中發揮關鍵作用。雖然破壞微管組裝和組織與神經元缺陷有關，但微管結構和動力學決定神經元形態和功能的潛在分子機制仍不清楚。這種知識差距主要是由於缺乏一種綜合方法來機械理解模型生物體的體內表型如何與具有確定的蛋白質組成的體外重組微管的生化和生物物理特性相關聯。
α/β-微管蛋白異二聚體是賦予微管結構基礎（即晶格組織）和聚合動力學的基本構件。在高等真核生物中，這些微管蛋白亞基由擴展的α和β微管蛋白基因家族（即同種型）編碼，並經歷各種翻譯後修飾（PTM）。微管蛋白同種型和PTM的結合導致了“微管蛋白代碼”假設：細絲的不同微管蛋白組成控制著特定生物環境（例如神經元）中功能性微管網絡的形成。在臨床研究中，微管蛋白同種型或微管蛋白修飾酶的數十種突變與神經系統疾病有關。然而，由於針對微管的誘變分析會導致複雜的表型，並可能導致哺乳動物的胚胎死亡，因此揭示微管蛋白同種型、PTM和疾病相關突變在神經元發育中的作用的機制見解一直具有挑戰性。
這項擬議的研究通過綜合基因組編輯和蛋白質工程方法解決了上述知識差距，使我們能夠剖析微管依賴性神經元生長和再生的分子機制。由於MEC-12（α-微管蛋白）和MEC-7（β-微管蛋白）的突變特別影響線蟲中六個機械感覺神經元的功能和形態，我們將使用這些神經元和微管蛋白同種型作為模型來研究 微管蛋白PTM或疾病相關微管蛋白突變對單細胞分辨率神經元發育的影響。同時，我們將使用我們最先進的策略來生成重組MEC-12/MEC-7，以通過以下方式表徵野生型和突變型MEC-12/MEC-7 微管的結構、動力學和運動結合單分子顯微鏡。為了將基因組編輯的秀麗隱桿線蟲與相關的哺乳動物神經元相關聯，我們將進一步檢查源自神經乾細胞的神經元的表型，這些神經元具有與疾病相關的微管蛋白突變。總之，我們的研究將為分子理解微管依賴性神經元形態和功能開闢一條新途徑。
項目編號：C7067-22GF
項目名稱：單片氮化鎵電子-光電子平臺的研發
項目統籌者：蔡凱威教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
第三代半導體材料的氮化鎵（GaN）帶來了許多革新的光電器件，其中有改變了電力照明技術的高能效發光二極管，革新了光存儲技術的短波長激光二極管，還有重塑了電力電子電路設計、能在高頻率和高功率下工作的高電子遷移率晶體管（HEMT）。這些取得巨大成功的器件由具有不同外延結構的晶圓加工、且單獨封裝而成。用這些器件的組合構建電路，比方說要用GaN HEMT來驅動GaN激光二極管，就需要將這些獨立封裝的器件組裝在印刷電路板上。單片集成技術能夠在芯片規模上將這些具有不同功能的器件構建具有緊湊性、穩健性和效率的光電系統，就像硅平台上的集成電路（IC）一樣。這個基於GaN的平臺同時集成了光子和電子元件，將為光子集成電路（PIC）、光通信和光計算等應用開闢巨大機遇。本項目將研發一個單片集成的氮化鎵電子–光電子平臺，從單一的晶圓中加工出光子和電子器件以建立功能性集成光電路與系統。
項目編號：C7076-22GF
項目名稱：大批量訂製工業4.0智能工廠核心技術和創新方法
項目統籌者：黃國全教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
本項目率先提出利用高性能電腦體系架構和作業系統的原理研面向工業4.0智慧工廠的核心技術，從而實現智慧工廠的高性能生產管理。項目包括創新突破三部曲：（1）採用智慧物聯網設備實現工廠數位化，搭建“智慧工廠電腦”（iFactory）；（2）基於即時資料建立智慧工廠的視覺化和可追溯性（VT），形成一套“環視”技術，從而研究iFactory CPU（中央處理器）的“亂序執行（OoOE）”演算法；（3）提出智慧車間突破性新型運營和管理模式並開發相應的使能工具。在iFactory的架構下，工廠將被系統性地分割成增值單元（例如各類機床、叉車），並進一步將其數位化為智慧處理器，產生例如人、機、物、工具、庫存等製造資源的數位孿生，利用其邊緣計算能力構建智慧處理器，形成iFactory CPU。物聯網感測器通過採集即時的處理及運行資料，以確定的心跳頻率更新iFactory CPU的記憶體。每一次更新，CPU都會進行相應的運行決策以供智慧處理器執行。iFactory通過網路物理（Cyber-Physical）視覺化和時空（Spatial-Temporal）可追溯性來探索和研究工廠的不確定性，並為工廠運營規劃、調度和執行開發全新的資料驅動決策模型。iFactory實現強性能、快回應和高彈性的工業4.0智慧製造系統。
項目編號：C7080-22GF
項目名稱：模塊化高層建築的卓越化生成設計：專家知識增強的級聯圖學習與優化解決方案
項目統籌者：呂偉生教授
院校名稱：香港大学
項目摘要
高層模組化建築被許多人視為解決高密度城市住房危機的關鍵性戰略。與此同時，卓越化設計（Design for Excellence，簡稱DfX）的概念逐漸被建築師和工程師用以釋放模組化建築的全部潛力。在這裡，“X”不單單包含了“M”和“A”，更是包含若干“卓越”標準，例如建築的形態與功能、工程品質與造價、物流管理、環境友好與可持續性等等。種種這些需要超越任何一個設計師能力的多學科領域知識。雖然如此，卻很少有人關注探索如何幫助設計師在高層模組化建築這一複雜設計場景中實現 DfX。
該專案旨在為高層模組化建築開發一種計算機輔助的、面向設計師的DfX生成式設計方法。這個方法通過級聯的方式集成了圖形學習、高級優化技術和專家設計知識以適應HRMB設計的複雜性、層次性和重複性。具體而言，我們首先通過自上而下的方式使用圖形學習來逐步生成建築外形，各樓層的平面設計，以及詳細的模塊設計。在這之後，我們利用先進的啟發式演算法自下而上優化這些生成的設計選項，即從模組到樓層再到整個建築。這種方法與現實生活中的設計實踐相若：建築師們正是通過反覆設計摸索來找到最優解決方案。然而，由於考慮的因素之多，重複的計算之繁重，智能演算法可以幫助設計師更快速且有效地探索更廣闊的建築設計可能性。
我們將在香港的高層模組化建築專案中進行試點研究。這些實際專案為我們提供了豐富的研究背景，囊括了與用戶群體、施工技術、製造能力、物流和場地條件等多種複雜因素以及與之相關的卓越式設計。我們的研究不僅將通過考慮廣泛的卓越標準加深行業對高層模組化建築設計的理解，亦將開闢一種新的人機協作的設計範式以幫助設計師更有效地探索潛在的設計解決方案。通過該專案，我們希望幫助釋放高層模組化建築在緩解當代問題（住房短缺、普遍貧困和生產力下降等等）方面的全部潛力。
項目編號：C7082-22GF
項目名稱：利用寶珊道排水系統作為地球關鍵帶觀測站研究邊坡地下水動力條件以及工程和生態效應
項目統籌者：焦赳赳教授
院校名稱：香港大学
項目摘要
山坡是重要的地貌單元，是香港更是如此。在陡坡上的建築工程很容易引發山泥傾瀉。政府現正探討發展岩洞作為長期土地供應方案。然而，這些洞穴會使上覆的斜坡脫水，導致山坡植被退化。大多數滑坡是由不利的地下水條件引起的，因此了解山坡的水文地質特徵至關重要。坡地地下水的水力特性研究得比較透徹，但水化學特性卻相對較少受到關注。地下水化學有助於研究地下水行為和化學風化，而化學風化與邊坡穩定性直接相關。香港潮濕的亞熱帶天氣加劇了化學風化和岩石化學物質向地下水的釋放。由於採樣井安裝的費用不菲，研究化學風化和地下水化學演化一直受到限制。
寶珊道排水隧道系統由兩條隧道和無數從隧道頂板向上延伸至淺土層的蜘蛛排水管組成。該系統配備了自動流量和壓力傳感器，可實時無線傳輸數據。這是全港乃至全球首創，利用隧道和蜘蛛式排水溝組成強大的排水系統，旨在通過調節地下水位來加強山坡的長期穩定性。這種密集的儀表系統還可以作為一個獨特的山坡觀測站來監測地下水成分和動力學及其對工程和生態影響。該項目旨在通過系統的長期、高頻觀測來探索火山岩山坡內部水文地球化學和風化過程的時空特徵，以了解地質條件如何調節山坡水文和水文地球化學動力學。研究結果不僅將提供對山坡水文學和水化學的基本科學見解，還將提供城市環境中與山坡穩定性和洞穴開發相關的公共政策和安全與環境問題相關的建議。
項目編號：C7100-22GF
項目名稱：用於移動機械臂任務規劃的遷移編程方法
項目統籌者：席寧教授
院校名稱：香港大学
項目摘要
為移動移動機械臂規劃複雜任務程序是一個長期沒能解決、極具挑戰性、且非常關鍵性的問題。這些任務通常涉及與環境的頻繁互動，例如擦桌面、從桌子上收集物品。傳統的機械人任務程序的開發，無論是通過人工編程亦或使用示教器或搖桿進行示教，都需要仔細調整參數。為此操作人員需要進行嚴格的培訓才能為機械人編寫程序；而程序本身通常只適用於特定的任務和環境，因此無法輕易應用於其他任務或環境下。為此，適用於各種任務和環境的可遷移的編程方法對於未來在人類日常生活中大量部署移動機械臂是關鍵且必要的。
本項研究將開發一種新穎的基於從人類操作中學習技能且可遷移到多種任務和環境中的編程方法。通過該方法，機械人程序將可遷移到執行其它一系列相關任務而不需要重新設計程序。本研究的具體目標包括開發一種用於移動機械臂編程的沉浸式人類示教方法和系統；開發一種基於數據驅動和模型驅動相結合的機械人程序設計方法；對所提出的可遷移式程序設計方法進行理論分析和研究並在實驗室環境和真實的醫護設施中，進行實驗測試和評估。本研究的成果將為機械人技術進入香港的醫療和服務業提供關鍵技術，並創造新的機會為機械人開發和應用培養下一代科學家和工程師。
項目編號：C7103-22GF
項目名稱：揭示Omicron和其他新發SARS-CoV-2變異株的致病機制研究
項目統籌者：朱軒博士
院校名稱：香港大学
項目摘要
Omicron的病毒學特徵，包括病毒感染、傳播和復制的機制，依然存在很多未解之謎。目前已有的證據表明Omicron在肺部的病毒複製有所減弱，但導致其高傳播和感染性的機制仍然未明。這是當前 SARS-CoV-2研究中最緊迫、最重要的問題。因為這種特點有可能也會被其他比SARS-CoV-2致病性更高的病原體所利用。基於已有證據及前期數據，我們推測Omicron可以利用額外的宿主因子或改變了已知宿主因子的利用能力，使其獲得高傳播或感染性。在本項目裡，我們擬解決這一緊迫而重要的研究問題。該項目的成果將為當前COVID-19大流行的致病機制、傳播和治療策略提供重要而新穎的方向，並可為我們更好地應對下一次高傳染性傳染病大流行做好準備。
2022/23年度協作研究金 - 設施/設備項目編號：C1018-22EF
項目名稱：先進原位激光分子束外延與角分辨光電子能譜聯合量子材料研究系統
項目統籌者：李丹楓博士
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
量子材料是那些量子力學效應成為主導並產生引人入勝的“隱藏”特徵的材料系統。目前，對量子材料的設計、合成和探測已經達到令人矚目的原子分辨率水平。作為未來技術應用的基礎，此類對新型量子相和奇異量子現象的探索，通常需要在極端條件下的先進技術以及超高精度的操作。為了獲得材料的本徵“信息”，連接這些儀器以實現“原位”測量成為關鍵手段。本項目將構建香港第一台結合激光分子束外延和角分辨光電子能譜的“L-MBE + ARPES”系統。該系統將集成量子材料的“原子–原子”合成和材料表面電子結構的原位直接測量。本項目對於“生長–轉移–測量”這一重要策略的使用，將揭示量子材料的能帶結構、表面態、量子限域等新奇物理學特性。本項目旨在將此系統發展成為一個獨特、強大、可持續和用戶友好的量子材料研究原位平台。
項目編號：C4001-22EF
項目名稱：用大腦超掃描探索心智同步性
項目統籌者：黃俊文教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
本項目旨在建立香港首個功能性近紅外光譜成像（fNIRS）超掃描共享設施（fHSF），用於研究小群體內人類的認知神經機制。fHSF將為香港本地研究人員及其國內外合作者提供一個先進的研究平台，幫助他們解決新一代有關人類心智的科學問題。這些問題與多人互動過程中大腦思維和神經活動密切相關。fHSF是一個無線的多人fNIRS光學成像系統，能同時測量多達10人的大腦活動信號。該系統具備優異的便攜性和對運動噪聲不敏感的優勢，這些特點將有助於進行一系列對生態效度有更高要求的研究。我們的項目合作組將在四個領域進行研究，以加深我們對個人及群體行為和神經機制的理解。領域1（群體交流和關係）將探索有關在小群體中領導者的神經模式，群體衝突的機制及相關神經可塑性，以及群體成員間多語言交流的神經基礎等問題。領域2（群體環境中的學習和音樂表現）將試圖回答為什麼學習結果可能受到班級規模和虛擬學習模式的影響，並提供神經生物學機制的解釋。同樣地，我們將研究音樂家合奏時的神經同步性如何解釋音樂審美。領域3（家庭系統）將包括對家庭神經科學的研究，主要研究家庭關係的變量（如婚姻滿意度）和行為干預對家庭成員的大腦活動的影響。最後，領域4（溝通障礙）將研究社交性障礙（如自閉症）或因群體規模增加而加劇的溝通障礙（如認知溝通障礙）的神經基礎。除了計劃建立一個10人的fNIRS系統外，我們還將開發新的數據採集和分析方法，使研究者能夠將行為變量和多人的神經同步模式關聯起來。這個設施將會為我們的研究者提供新的多人神經成像分析技術，並計劃發布新的軟件程序，以幫助研究者分析fNIRS多人實驗的數據。我們的項目團隊成員來自香港本地四所大學，他們之間有著豐富的合作經驗，包括共同發表研究、共同參與RGC協作研究項目（兩個CRF和一個TRS項目），以及合作建立MRI核心設施等。項目統籌人所在的研究單位將會為fHSF運作提供所需的空間。
項目編號：C4062-22EF
項目名稱：建立空間多組學核心設施
項目統籌者：陳文樂教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
該合作研究基金（設備補助金）的主要目標是在香港建立空間多組學核心設施。人體由大約37萬億個細胞和大約200種不同的細胞類型組成。所有這些細胞都以高度分隔的方式組織起來，並且在健康或疾病條件下，它們的身體位置在整個生命過程中都會受到調節。為了研究癌症等人類疾病，科學家通常在實驗室中一次研究一種細胞類型。或者，組織被收穫並分離成它們的單細胞成分，這可能導致空間信息的丟失。我們計劃購買的機器能夠以單細胞分辨率生成完整組織的詳細分子信息，同時保留所有細胞類型的空間信息。生成的信息將有助於了解一些常見人類疾病（如癌症和阿爾茨海默病）的機制。該機器發現新藥物靶點的能力將有助於未來開發針對多種疾病的有效治療方法。最後，該設備將提供給香港的所有研究人員使用。
項目編號：C5032-22EF
項目名稱：香港沿海高頻雷達網絡
項目統籌者：Dr. STOCCHINO Alessandro
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
高頻雷達網絡（HFR）是指基於陸地的遠程遙感設備。這項設備能夠測量海洋表面洋流和波浪，並且能夠覆蓋數百公里的距離。沿海雷達網絡技術現在公認為是一種經濟、高效、可靠的可實時監測沿海區域海面洋流和波浪的工具。可以肯定地說，HFR監測網絡克服了許多基於船載儀器或停泊裝置的標準海洋學設備的限制。全球雷達系統的逐年穩步增加也進一步證明了這項技術的成功。不僅在科學研究中需要廣泛使用雷達系統來實時監測收集海洋與沿海區域數據，政府部門也需要使用雷達系統的監測數據來對海洋環境進行保護，並且對可能出現的自然與人為因素（例如海上交通、海洋污染物的排放等）造成的影響進行管理，這正是因為雷達系統擁有高可靠性和可操作性。在局部區域範圍尺度，HFR監測網絡可以提供實時數據用於海上定位及救援行動、海上交通事件造成的污染物泄漏的快速響應以及整合各項數據資源。HFR監測網絡提供了大量的數據用於海洋及沿海研究與工程建設。HFR能夠長期收集洋流與波浪數據，對於提高沿海區域數學模型的質量、理解海洋運輸特性以及研究不同海洋盆地、沿海區域與外海區域的關聯性有重要的作用。
在本項目中，我們的目標是在香港水域的兩個相關的監測點，即中部水域及珠江河口出口處，設計、部署並測試一款具有高分辨率的HFR網絡監測系統。這項雷達監測系統能在數十公里範圍內提供高分辨的洋流和波浪數據，能夠極大增加該區域監測能力。這些監測數據能夠提供被廣泛用於科學研究以及政府管理，包括沿海工程、針對極端洪水及其他自然災害的海岸保護以及其他環保部門。同時這項雷達網絡也能作為未來各項研究項目的基礎。
項目編號：C6006-22EF
項目名稱：應用CC-MC-ICP-MS獲取同位素分流信息以深入理解海洋中的生物和化學過程
項目統籌者：張琼教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
鐵、銅、鋅、錳等微量金屬元素是生命的重要組分，它們作為金屬蛋白的輔因子，參與調節了很多海洋中重要元素（如氧、氮、硫、碳等）的生物地球化學過程，從而影響海洋生態繫統的功能和全球的碳循環。很多微量金屬元素擁有多個同位素。這些同位素有微小的質量差別，因此它們在參與各種生化反應的過程中會有不同的反應速率，導致反應產物中的同位素比例發生變化, 而這些變化可以用高精度質譜儀進行測定。金屬同位素在追蹤重要的環境過程中具有重大優勢，其應用是國際研究熱點。例如，在著名的國際合作項目GEOTRACES中，科學家們測定了海洋中的很多微量元素以及它們的同位素信號。在海水、底泥、冰川沈降物等一繫列樣品中的金屬同位素可以幫助我們追蹤汙染物、指示現代海洋中的地球化學過程以及重建地球歴史上重要的氣候變化。盡管科學界對金屬同位素研究在海洋領域的重要性達成了廣泛共識，這些同位素繫統的理論框架仍需進一步完善。我們需要開展更深入的研究工作來從根本上理解全球大尺度數據所能指示的各種復雜的海洋過程的相互作用原理。如今，科技的不斷發展和進步使我們能擁有更先進的儀器來更精確地測定金屬同位素，也讓金屬同位素技術成為研究生物地球化學循環和氣候環境變化的有效工具。然而，香港仍然缺少可以支持測定海洋中超低濃度的微量金屬元素同位素的關鍵設施。因此，我們建議在科大建立一間無金屬超凈實驗室用於樣品制備，併購買一臺世界先進的具備碰撞反應池的多通道接收電感耦合等離子體質譜儀，用於非傳統穩定同位素的測定。這些設施將為整個香港的科學界服務，為我們研究過去、現代以及未來海洋中的營養物質循環、碳泵、氣侯、食物網和生態繫統結構及功能提供關鍵支撐。這些設施也將讓我們能夠開展全球領先的海洋科學研究併為未來的研究者們建立堅實的基礎。
項目編號：C7070-22EF
項目名稱：建立一套應用於多學科生物醫學研究的光片顯微鏡系統
項目統籌者：游承翰博士
院校名稱：香港大學
項目摘要
大視野，高速，高分辨率之三維活體顯微成像技術，對於推動生物醫學研究的創新至關重要。光片螢光顯微鏡是一種新興的成像架構，其照明光路和檢測光路垂直分離，採用薄片光激發樣品，在正交方向探測成像，有效解決了傳統螢光顯微鏡光散射和光毒性的問題。本項目旨在建立一套應用於多學科生物醫學研究的光片顯微鏡系統。具體來說，我們將購置一台高斯光片顯微鏡和一台晶格光片顯微鏡，以應用於從大生物樣品到亞細胞分辨率水平的各種生物醫學研究。這套光片顯微鏡系統將促進香港的研究團隊之間新的合作，並為細胞和癌症生物學以及幹細胞分化和神經科學領域提供重要的研究工具。
項目編號：C7098-22EF
項目名稱：研發大氣環境下工作的關聯共聚焦光學和電子顯微鏡
項目統籌者：尹曉波教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
本項目旨在研發並建立可在大氣環境下工作的關聯共聚焦光學的電子顯微鏡設備。此設備的實現是通過一具有真空密封，可透過電子特性的氮化矽薄膜來密封整個電子光學腔並將其與大氣環境隔離。研究發現一個100納米厚的氮化矽薄膜可承受超過一個大氣壓的壓力差，並允許超過80%的30 keV的電子束穿過薄膜。當電子束聚焦在薄膜下方距離小於空氣的散射長度時，其聚焦和成像能力得以保持，從而消除真空電子顯微鏡對樣品的苛刻要求，實現對所有類型的樣品–無論其處於固態或液態，導電或絕緣，有機或無機–進行納米級關聯共聚焦掃描電子成像、光學成像和光譜分析。比如對高濕潤樣本在液–氣界面、液–液界面發生的動態變化過程的研究，又如光合作用的電荷轉移、有機半導體納米結構的量子效率分析和水分解電化學電池的動態研究。此設備進一步允許實現空氣中的局部陰極射線發光激發，避免了使用復雜的拋物面成像光學元件和低光采集效率等傳統成像和光譜技術中的缺陷。與之同時此設備可實現納米級精度的關聯成像。這種獨特設備的廣泛廣泛可用性對於推動當今高度復雜材料的新興跨學科研究向前發展至關重要。該實驗平臺將匯集材料科學家、物理學家、化學家、工程師和生物學家，通過向從前未能實現相關研究的應用領域提供新的共聚焦光學、電子學成像和光譜技術，提供前所未有的研究機會。
2022/23年度新進學者協作研究補助金項目編號：C1002-22Y
項目名稱：大規模集成鈮酸鋰光子類腦計算芯片
項目統籌者：王騁博士
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
近年來，人工智能芯片的計算需求正以每年10倍的速度爆炸式增長，而傳統微電子處理器的計算力跟從摩爾定律，每年“僅”增長40%，導致人工智能系統所使用的處理器數量和功耗不斷增加。集成光學神經網絡可望利用光子間相互作用的高度並行和低延時特性為這一問題提供重要解決方案。本合作研究項目的目標是基於新興的薄膜鈮酸鋰光子學平台研發小體積、低功耗和適應不同應用場景的光子類腦計算芯片。我們將開發大規模、可高速重構和低損耗的鈮酸鋰光芯片，並通過先進封裝技術實現光芯片與光電探測器及低功耗電控芯片的系統集成，展示可應用於高速可重構人工智能加速及智能光纖信號處理等應用的功能性光子類腦計算系統。
項目編號：C2002-22Y
項目名稱：粵港澳大灣區具有氣候與環境意識的城市化發展：解決方案與協同效益
項目統籌者：高蒙博士
院校名稱：香港浸會大學
項目摘要
人類活動導致的全球變暖使全球極端天氣事件發生得更加劇烈頻繁，城市化在其中發揮著不可忽視的作用。城市化發展一直在以前所未有的速度進行，並且預計未來還將繼續持續。
城市化不僅帶來了便利的生活條件和更好的醫療保障，還帶來了一系列的社會和環境問題。如何採取行動減輕城市化的不利影響仍然是一個具有挑戰性的問題，解決這個問題需要來自多個領域的知識，包括城市規劃、大氣科學、環境工程等。城市土地的不同空間分佈可能會顯著影響城市變暖的程度、空氣污染物的擴散以及人類暴露於這些風險因素的程度。之前已有研究表明，緊湊和蔓延的城市化發展容易加劇城市變暖和人類的熱應激反應。近年提出的粵港澳大灣區（大灣區）是中國發展藍圖中的重要戰略規劃，目前大灣區的規劃建設仍處於起步階段。在不犧牲城市化發展和經濟增長的前提下，認真周到的城市土地規劃將有益於城市氣候、環境和人類健康。此外，隨著中國計劃實現碳達峰和碳中和，如何更好地評估土地規劃對氣候、環境和人類健康的影響仍然是一個值得關注的問題。為了解決這些基本問題，該項目旨在為具有氣候與環境意識的城市化發展提供解決方案，並評估氣候、空氣質量和人類健康的協同效益。
這個項目將由一個團隊來實現，它的成員在城市規劃、氣候科學、大氣化學和環境健康等方面具有專業知識。在這個項目中，我們將開發一種工具來優化土地管理，以減少城市變暖、空氣污染和人類暴露。隨著城市污染源的二次形成，耦合的氣候-化學模型將得到改進。該建模工具將進一步用於評估優化的土地安排將如何有益於城市變暖和空氣污染。人類健康的協同效益也將通過數據進行評估。研究結果將為大灣區的發展提供有價值的啟示，並有助於實現碳達峰和碳中和。
項目編號：C2005-22Y
項目名稱：一種新的基於中醫的網路藥理學框架用以刻畫人類疾病和藥物–疾病關係
項目統籌者：田亮博士
院校名稱：香港浸會大學
項目摘要
中醫和中草藥是現今全球被廣泛運用於疾病治療的方法。儘管多年來，我們已經進行了大量的研究，以量化單個中草藥化合物成分的有效性和功效，以進行自下而上的藥物發現，但從現代醫學的角度來看，中醫理論中發展了幾千年的藥理原理仍然難以捉摸，這已經阻礙了中醫的現代化和標準化。
為了解決這個問題，我們組建了一個由本地和國際科學家組成的跨學科團隊，涉及物理學、中醫學、數據科學、計算機科學、化學和生物學等領域。團隊旨在使用最先進的大數據和人工智能技術，自上而下地闡明中醫理論的藥理學原理，並促進發展一種新的基於中醫的網絡藥理學框架，定量預測疾病與中草藥的關聯。
該項目研究與香港第一家中醫院（香港浸會大學）的建立和發展相吻合。這個項目旨在為中醫的診斷和治療過程以及中醫的證據醫學與現代生物學的知識融合提供新的視角和客觀基礎。隨著中醫藥力爭成為全球醫療保健的一個不可或缺的組成部分，這個項目將有助於更好地理解其工作原理，並將中醫藥與其他治療方法整合起來，從而促進全球人民的健康。
項目編號：C4001-22Y
項目名稱：Trk信號的光遺傳學激活對眼部疾病中視網膜神經節細胞的神經保護
項目統籌者：段麗婷博士
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
視網膜神經節細胞（RGC）是連接視覺輸入到大腦的視網膜神經元。在許多眼部疾病（例如視網膜缺血、糖尿病性視網膜病變和青光眼）中，RGC死亡可導致視力障礙和失明。迄今為止，沒有任何治療可以逆轉 RGC死亡或恢復視力。針對RGC的神經保護策略對預防和治療這些疾病有很大希望。大量證據表明，神經營養因子/原肌球蛋白受體激酶（Trk）信號對疾病狀態下的RGC具有神經保護作用。然而，目前激活Trk信號通路的方法因缺乏特異性和可控性而實現不了很好的神經保護功效。本項目中，基於光遺傳學技術，我們將使用光信號激活RGC中的Trk信號，該方法具有遠程控制、非侵入性、開關可控、激活水平的可調性和高特異性等獨特優勢。我們將評估眼部疾病動物模型中的光誘導神經保護作用。從長遠來看，我們的工作將為開發相關眼部疾病的光遺傳學治療手段提供新的機會。
項目編號：C4002-22Y
項目名稱：面向溫室氣體的下一代中紅外激光氣體傳感器
項目統籌者：任偉教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
全球氣候變化與地球大氣中溫室氣體（GHGs）的濃度直接相關，溫室氣體（包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮和氟化氣體）的準確監測對於政府加強監督和實現碳中和至關重要。傳統溫室氣體傳感器難以同時具備高精度、高靈敏度、大動態範圍、多組分和原位在線測量功能。諾貝爾獎技術光學頻率梳提供了一種寬帶相干光源，可同時發射成百上千條激光線，其大帶寬、高分辨率和快速響應的特性有望用於下一代氣體傳感器。最新研究表明，量子級聯激光器（QCL）可產生中紅外光頻梳，該技術突破使得基於晶片的小型化集成氣體傳感器成為可能。
本項目旨在開展面向溫室氣體高靈敏測量的QCL光頻梳光譜技術研究。採用新型雙光梳多外差檢測技術，首先深入研究調控QCL光頻梳的重複頻率和偏移頻率的原理和方法；基於穩定的QCL雙光梳光源，探索採用多通吸收池和光學腔提高檢測靈敏度和精度的方法；為進一步提高氣體探測靈敏度，開展中紅外光纖增強雙光梳光譜的理論和實驗研究；最後，我們將研發的氣體傳感器原型機用於城市街道溫室氣體的實時原位監測。本項研究將深化我們對溫室氣體排放和氣候影響的認知，對準確預測其未來變化、協助制定強有力的政策和措施產生長遠影響。
項目編號：C4004-22Y
項目名稱：一個集合新型生物標誌物、先進影像和機械人輔助診斷優勢的人工智能前列腺癌風險評估及檢測計劃
項目統籌者：趙家鋒教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
前列腺癌（PCa）是全球診斷出的第二大男性癌症，預計其在亞洲的發病率在未來20年內將翻一番。 雖然血液前列腺特異抗原（PSA）測試可用於前列腺癌的早期診斷，但其準確率很低，且經常導致大量不必要的侵入性活檢。由於缺乏有效的篩查計劃，沒有廣泛的前列腺癌篩查，亞洲約有25-50%的前列腺癌被診斷為晚期及無法治愈。
我們的多學科團隊包括前列腺癌管理、新型生物標誌物開發、生物信息學、人工智能（AI）輔助醫療診斷和醫療機器人技術方面的專家。我們在這項合作研究的每個部分的初步研究中都觀察到良好的結果，包括新型尿液精胺檢測和用於中國男性前列腺癌診斷的新型microRNA panel，高解析度超聲（Ultrasound）和核磁共振（MRI）圖像中的人工智能輔助自動前列腺腫瘤檢測、PCa診斷中的機器學習算法，以及用於MRI引導的前列腺活檢的新型機器人平台。我們當前的活檢數據庫和存儲的生物樣本以及過去十年中調查PCa的數百名患者的超聲/MRI 圖像用於開發算法，這些將在本研究中進行前瞻性測試。
這提案旨在為PCa創建一種新穎的、多模式的、自動化的篩查和診斷途徑，涉及尿液檢測、血液檢測、成像和機器學習。這涉及5個步驟：（1）新型尿液精胺和血液microRNA生物標誌物，（2）先進的機器人輔助超聲成像和AI輔助診斷，（3）自動化AI輔助磁共振成像（MRI）診斷，（4）機器學習技術來估計基於生物標誌物和AI輔助成像的癌症風險，以及（5）機器人輔助前列腺活檢。由於有數百萬男性需要前列腺癌篩查，我們的目標是設計一種自動化篩查算法，從步驟 1 到 4不需要醫生介入。此後，醫生將根據步驟 4 計算的風險評分確定患者是否需要機器人輔助MRI引導的前列腺活檢（步驟 5)。在該項目中，將對200名新招募的有PCa風險的男性進行上述多模態診斷算法的前瞻性臨床驗證。
我們的願景是通過建立一種基於人工智能風險的癌症篩查新範式，在可治愈階段診斷出所有具有臨床意義的前列腺癌，同時最大限度地減少對患者的傷害和人力成本。
項目編號：C4005-22Y
項目名稱：基礎研究指導用於柔性光電器件的低維鈣鈦礦可擴展生長
項目統籌者：路新慧教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
柔性光電器件，如太陽能電池、發光二極管和光電探測器，因為重量輕、順應性和對大規模卷對卷製備的兼容性，在實際應用中具有巨大的潛力，包括便攜式電子產品、智能建築和溫室。在現有的光電材料中，鹵化物鈣鈦礦脫穎而出，因為它具有可調節的帶隙、優異的器件性能以及溶液和低溫加工性能。然而，以往對柔性鈣鈦礦器件的研究主要基於剛性器件的經驗。鈣鈦礦晶體在柔性基板上生長的關鍵機制，以及成分、結構、機械性能和器件性能之間的相關性仍然不清楚。
該項目計劃通過先進的結構表徵、計算模擬、界面工程和器件工程的跨學科協同合作來解決這些基本問題。我們的目標是通過多尺度、靜態和動力學、理論和實驗結合來開發機械穩定、高效、可擴展的柔性鈣鈦礦器件。我們將充分利用低維鹵化物鈣鈦礦的獨特優勢混合有機和無機成分的巨大耐受性。無機成分貢獻光電功能，而有機成分通過調整維度和交聯晶粒和界面來保持結構和機械穩定性。該項目將包括三個主要任務：（1）設計高質量、機械穩定的低維鈣鈦礦材料；（2）柔性電荷傳輸層上的鈣鈦礦成膜研究；（3）發展可擴展製備和其他器件應用。
項目編號：C5002-22Y
項目名稱：氣候變化影響下的沿海城市洪災演化機理與智能分析
項目統籌者：段煥豐博士
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
在全球氣候變化、快速城市化和人口持續增長的影響下，地球上人類的生存環境和生存資源狀況變得越來越具有挑戰性。頻繁的極端氣候和惡劣天氣條件，及其相關的洪澇災害事件，已是這些不利因素造成的嚴重後果之一。同時，由於海平面上升的複合作用，這類影響和後果對沿海城市和地區變得尤為突出和關鍵。例如，最近的幾次超強颱風，2017年「天鴿」和2018年的「山竹」，在中國大灣區（GBA）多個沿海城市包括香港均引發了嚴重的洪災和造成了重大損失。從長遠來看，由於氣候變化的影響及其相關的極端天氣事件，預計至本世紀末（2100年）中國大灣區約有15-28%的現有沿海居住區域將頻繁遭受洪水侵襲。這些情況均表明在這一沿海地區進行洪水風險評估與機理研究已成為迫切需要。
本協作研究項目旨在探究氣候變化下沿海城市的洪澇形成機制和災害演變動態，從而為沿海洪澇分析和風險評估建立一套智能分析框架。為此，本研究項目涉及跨學科和多機構的協作研究，通過前沿理論發展和先進模型開發來解決沿海城市洪澇機理與防禦機制問題。本項目團隊主要包括五名來自三所本地大學的優秀與積極的年輕研究人員（香港理工大學擔任統籌者，香港大學和香港科技大學擔任主要合作者）和一名來自海外合作大學的高級研究員。通過各方緊密合作，本項目擬解決以下三個關鍵科學問題和研究內容：（1）氣候變化下沿海複合氣候事件的時空演變特徵；（2）城市海岸帶波浪徑流相互作用與海岸帶洪水過程的動態建模與演變機制；以及（3）沿海洪澇風險智能分析框架。鑒於此，本項目已規劃一套全面的研究方法，並將應用於香港沿海地區的案例研究。
本協作研究項目預計將在短期，中期和長期範圍內為本領域的科學研究和工程應用提供多種效益和形成正面影響。特別是，本項目的研究成就和成果可為香港和其他沿海城市預防和緩解沿海城市洪澇提供科學基礎和關鍵技術支持，進而推動和實現於香港發展可持續型和智慧型城市的目標。
項目編號：C6001-22Y
項目名稱：大面積抗病毒自清潔表面之製備研究
項目統籌者：李桂君博士
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
傳染性呼吸道疾病嚴重威脅現代社會。在公共場所傳播呼吸道傳染病的風險很高。該合作項目旨在開發一種可大規模生產的抗病毒表面，便於其部署在公共設施，以減低呼吸道傳染病的傳播。我們將製備這些持久的自清潔表面以去除大部分液滴、利用納米纖毛表面以去除殘留呼吸道粘液，以及采用金屬納米粒子以滅活任何殘留的病毒。我們將開發卷對卷集成制造系統來大規模生產這些薄膜，並在公共交通和醫院等公共場所測試它們的抗病毒性能。
項目編號：C6003-22Y
項目名稱：邁向2060 碳中和：大灣區光伏綠屋頂的全生命週期規劃與設計方案
項目統籌者：王者博士
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
光伏綠屋頂（PVIGR），也就是將光伏發電板布置於綠植屋頂之上，是一種適用於人口密集都會（如香港）的新能源技術，因為它可以節省土地資源實現多重減碳，發揮光伏與綠植的協同效應，並產生其他環境效益。本研究致力於開發適用於香港和粵港澳大灣區的光伏綠屋頂優化設計工具，並基於此評估光伏綠屋頂技術在該地區的應用潛力與全生命周期價值。為實現這一目標，我們擬完成以下研究工作：（1）基於遙感、輻射模擬和深度學習開發模型以準確評估太陽輻射頻譜資源；（2）研究光伏板、綠植、建築、室外微氣候之間的傳熱傳質模型，並基於實驗數據驗證該模型；（3）開發光伏發電潛力地圖，以幫助選擇適宜安裝PVIGR的屋頂，並確定其裝機容量；（4）基於城市尺度能耗模擬和公共衛生分析，評估PVIGR全生命周期的環境與社會效益。本項目將幫助香港和粵港澳大灣區更高效地實現其碳中和的目標。
項目編號：C6004-22Y
項目名稱：設計具有湧現力學特性的多相軟物質復合材料
項目統籌者：許欽教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
軟物質複合材料豐富的力學特徵使其廣泛應用於包括柔性機器人、可關控黏附、智能感應裝置等不同的工程應用技術中。另外，多相軟物質複合材料是研究生物細胞中相變動力學的理想模型系統。因此，無論在基礎科學研究還是工程應用中，對於軟物質複合材料力學性質的全面理解都至關重要。然而，由於體系在不同尺度下的複雜相互作用，目前有關軟複合材料新型力學特徵的設計理論依然十分欠缺。為克服這些挑戰，我們將專注於特定的模型體系：柔性彈性膠體將作為軟複合材料的連續相以保持整體的延展性，而嵌入相材料將由特定的功能需求決定。為探究不同尺度下的多相作用，我們將研究三個不同體系：顆粒-凝膠，懸浮液-凝膠，纖維-凝膠複合材料體系。該項目的預期結果將幫助我們在非經典理論體系下理解軟複合材料的力學性質。同時，我們相信所提出的設計範式將提高多種柔性設備的力學性能，從而實現自然界材料所無法實現的功能特徵。
項目編號：C7002-22Y
項目名稱：高能源效益類津特耳化合物
項目統籌者：陳粵博士
院校名稱：香港大學
項目摘要
在津特耳化合物中，共價鍵合的聚陰離子接受來自陽離子組分的電子，從而產生對一系列能源相關應用具有吸引力的電子結構。在該項目中，我們將使用機器學習方法對類津特耳化合物進行高通量篩選，以辨別潛在的高性能材料。我們還將進行基於量子力學的嚴格計算，以更全面地理解電子—聲子耦合與非簡諧晶格動力學之間的關係。從不同層次理論計算中獲得的結果將通過實驗研究進一步驗證。另外，我們還將製備具有實際應用價值的高性能能量轉換器件。該項目的成功實施不僅可以加深對新型輸運機制的理解，還將促進類津特耳化合物在能源轉換技術中的應用。
項目編號：C7003-22Y
項目名稱：構建通過調控骨内神經感受回路精確控制骨穩態的無綫供電光電子裝置
項目統籌者：喬威博士
院校名稱：香港大學
項目摘要
近年來我們對於骨生物學的認知取得了長足的進步，然而目前尚缺乏可實現精確調控骨代謝與再生的治療手段。我們最新研究發現，骨組織内的感覺神經在受到刺激后可將信號傳導至中樞神經系統驅動新骨生成。本項目旨在研發一款無綫供電光電子裝置，通過光遺傳技術激活骨組織内的感覺神經。因此，這一系統將為治療困難的骨科疾病（如骨質酥鬆及骨折不愈合等）提供一項具有變革性的方法，有望比傳統方法更加經濟、簡單、安全。
項目編號：C7004-22Y
項目名稱：CRISPR應用技術用於基因編輯療法的研發及優化
項目統籌者：黃兆麟博士
院校名稱：香港大學
項目摘要
CRISPR基因編輯技術開始成功應用於臨床基因治療，但如何將CRISPR/Cas有效地遞送進入人體，精確地編輯基因與減少脫靶效應，仍需要開發更合適的CRISPR/Cas系統，增加標的序列與單鏈嚮導RNA（sgRNA）的專一性，提升Cas酵素活性。我們提出以人工智慧與機械學習輔助的方式，加速Cas酵素的開發與改良，從之前改善Cas活性的文獻中，尋找蛋白質區域的突變與活性間相關性，用系統性的方法，在數個特定胺基酸位點導入突變，成功開發出活性與專一性較高的Cas酵素。從我們初步的數據來看，與空模型相比，運用機械學習的方法，減少了九成的實驗篩選工作量，同時得到改良Cas變體的量增加了七點五倍。這種開創性的方法，結合機械學習與系統性整合突變的平台，使我們能夠有效改良蛋白質，節省時間與精力。未來將以這樣的平台，探索小型的Cas系統，提升他們的酵素活性，基因專一性與應用範圍，並且將這些改良的系統，運用於活體生物的治療。在活用這些工具在臨床治療上，必需準確控制酵素的活性與表達，為此，將結合其他先進的技術，像是近遠紅光降解奈米顆粒結合CRISPR/Cas系統的核糖核蛋白，達成精準控制與遞送的目標。相信這個新平台將會革新改良基因編輯技術，使之更有效率與安全。