項目編號： C1002-24WF
項目名稱： 自主合成的膽囊收縮素B受體激動劑對阿茲海默症小鼠記憶形成與記憶存儲的長期治療作用
項目統籌者：賀菊方教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
阿爾茨海默病 （AD） 是失智的主要原因。 順行性遺忘症，即無法形成新的記憶，是失智症的一個主要癥狀。 內嗅皮層 （Ent） 是AD患者最早的腦萎縮部位。 團隊發現 Ent 通過釋放膽囊收縮素 （CCK） 在新皮層中啟用記憶編碼。 CCK 敲除小鼠表現出與 AD 小鼠相似的順行性遺忘症，可以通過系統給葯 CCK-B 受體激動劑來挽救。 在團隊最近的CRF研究 C1043-21G中，團隊合成並評估了一系列新的CCK-B受體激動劑，並確定了一個一流的化合物作為治療失智的候選藥物。 在這個擬議的專案中，團隊將全面闡明候選藥物對 AD 的挽救作用。 團隊還將調查長期治療是否會減緩 AD 進展以及它是否表現出任何副作用。 團隊的目標是提交候選藥物的研究性新藥申請，併為臨床試驗做準備。 團隊期待發現一種新的AD藥物來造福失智患者。
項目編號： C1008-24GF
項目名稱： 脊髓性肌萎縮中星形膠質細胞脂質代謝的細胞內源性和外源性作用
項目統籌者：劉艾佳教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
脊髓性肌肉萎縮症（SMA）是導致嬰兒和兒童死亡的一個主要遺傳疾病，由存活運動神經元 (SMN) 基因突變引起。 SMN 缺失可導致脊髓運動神經元變性，使病人運動功能下降和過早死亡。三種獲得許可的 SMA 療法雖已取得顯著進展，但並不能治癒且許多患者反應不佳，表明我們對疾病機制尚未完全了解。近期研究發現SMA 是一種系統性疾病，各種外在影響可加劇脊髓運動神經元變性降解，例如異常的星狀細胞。星狀細胞在中樞神經系統中發揮至關重要的作用，調控神經元突觸功能、軸突生長和活動。然而 SMA 中的星狀細胞的異常作用以及分子調控機制仍不清楚。
合作團隊旨在利用先進的多組學技術並同臨床資源結合，建立SMA病人各類亞型的神經肌肉類器官模型和星狀細胞。透過探討 SMA 中星狀細胞的細胞自主和非細胞自主調控機制，團隊將揭示它們對SMA疾病發展、惡化的功能並鑑定SMA 發病機制中的新訊號路徑。此外，團隊將利用 SMA 小鼠模型評估糾正 SMA 星形膠質細胞異常訊號傳導的治療潛力。這項研究旨在為增強 SMA 患者的治療效率和護理提供新的見解和途徑。
項目編號： C1013-24GF
項目名稱： 具有多種仿生運動模式的多功能全方位移動水下機器人：從理論到複雜水域應用
項目統籌者：景興建教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
定期檢查水下結構的健康情況和損壞機制，如侵蝕、變形和裂縫，對確保公共安全和結構完整性至關重要。 但水下環境對於在惡劣甚至危險的環境下工作的專業人員來說，通常都有很大的困難甚至風險。 先進且容易部署的機器人系統就是很好的潛在解決方案。 然而，由於動態水流或波浪、有機或塑膠固體、沙子、海藻、密閉或有限空間，和未知的不確定性等，大多數現有的水下機器人，由於通常是針對深海勘探而設計，難以勝任如此惡劣的水環境中的任務。 因此，基於機械工程、控制、計算機、感測器和信號等多學科背景，本專案旨在開發下一代仿生水下機器人系統及其相關控制理論方法，尤其是重點研究新的機器人推進機理和仿生運動機構及建模/控制方法，為最終針對惡劣水環境下作業提供有效的機器人解決方案。
項目編號： C1017-24GF
項目名稱： 將有機固體廢棄物轉化為多種高附加價值生物產品的生物精煉方法
項目統籌者：徐春保教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
據香港環境保護署數據，約香港每年產生 120 萬噸廚餘和 80 萬噸園林廢物。然而，香港的這些資源大部分都被當作廢物棄置於堆填區或焚化，不但導致堆填區空間迅速耗盡，而且造成二次污染。因此，迫切需要開發有機廢棄物無害化、減量化、資源化處理新技術，生產生物能源和高附加價值生物產品，以實現香港2035年零掩埋及2050年碳中和的目標。該擬議研究計畫將開發一種創新的生物精煉方法，將廚餘 和園林廢物 轉化為多種高附加價值生物產品：生物基非異氰酸酯聚氨酯樹脂、生物碳材料、綠色H2/CH4 和綠色化學品。因此，該計畫將有助於將廢棄物從垃圾掩埋場轉移，減少溫室氣體排放。
項目編號： C1043-24GF
項目名稱： 可信賴的大型語言模型:真實、公平和隱私保護的多面向策略
項目統籌者：趙翔宇教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
大型語言模型在許多領域（如電子商務、醫療保健和金融）中都發揮著關鍵作用，然而目前這些模型仍面臨許多問題，例如生成錯誤或有偏見的內容，以及可能泄露用戶的隱私數據。這些問題嚴重影響了LLM的可靠性和道德性，限制了它們的廣泛應用。為了解決這些問題，這個研究提案計劃開發一個多面向的策略，專注於改善語言模型的真實性、公平性和隱私保護。具體來說，研究將設計一系列技術來增強模型的準確性，減少對特定群體的偏見，並保護用戶的私人資料。最終，這些方法將被整合成一個統一的框架，使大型語言模型在真實性、公平性和隱私方面都能得到提升。這些努力將促進LLM技術的發展，並使其在全球範圍內的應用更加可靠和道德，提升用戶的信任和滿意度。
項目編號： C1049-24GF
項目名稱： 考慮可再生能源和負載不確定性的可靠高效電力系統運行的機器學習方案
項目統籌者：陳名華教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
本研究計劃旨在利用機器學習作為基礎方法，改善電網整合可再生能源的能力。隨著太陽能和風能等可再生能源在電網中的佔比不斷提升，團隊面臨三個主要挑戰：
首先，準確預測可再生能源發電量和用電負載極具困難性。本項目將運用深度學習技術，開發更優質的預測工具。
其次，電網調度員需要快速決定如何在網絡中調度可控發電資源。目前的方法既緩慢又複雜。研究團隊計劃採用神經網絡方案來加快這些決策過程。
第三，在高比例可再生能源的電網中維持穩定的電網頻率和電壓幅值變得更加困難。研究團隊將採用強化學習技術，探索更強大的控制器，以更好地穩定電網。
這些解決方案將與業界夥伴（包括國家電網研究中心）合作進行評估，使用真實世界的數據來驗證其效能。
項目編號： C1073-24GF
項目名稱： 推進共享自主性：創新未來遠端操控系統的協作與感知介面
項目統籌者：駱曉偉教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
建造行業正面臨勞動力短缺和安全表現不佳等持續挑戰，凸顯了技術進步的迫切需求。遠程操作技術作為一種能夠遠距操作機械的技術，具有革新建造業的的潛力，能夠有效地将工人从危险作業環境解放出来。遠程操作在建造業的應用仍面臨重大挑戰。本研究項目旨在解決這些挑戰，開發適用於智慧建造的下一代遠程操作系統。主要目標包括設計高效數據傳輸的感知傳輸介面、開發用於智慧感知與控制的數碼分身框架、通過智慧共享控制機制提升吊機遠程操作的安全性、研究人機信任（HMT）因素以確保操作員與機器之間的有效協作，並開發一個訓練系統以賦能非專業操作員掌握遠程操作技能。本項目將與全球合作夥伴合作，利用香港作為樞紐推動遠程操作技術在建造業的應用。成功實施此類遠程操作系統將為工人福祉和建造行業的整體發展帶來重大效益。
項目編號： C4003-24GF
項目名稱： 產前音樂訓練以促進產後神經認知發展
項目統籌者：黃俊文教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
胎兒早在妊娠第20 週時就能在子宮內聽到聲音。研究顯示，胎兒在產前接收的音樂和語言刺激與其出生時的神經和行為測試結果存在正相關。這些發現雖然主要集中在出生後不久的測量結果，但與大量研究結果一致，顯示產後音樂訓練對兒童語言和認知發展具有正面的影響。這項目的主要目標是檢視產前音樂訓練對新生兒神經發育的影響。團隊假設這是促進嬰兒在出生後兩年內獲得更佳語言和認知結果的基礎。團隊將在香港和深圳招募孕婦和胎兒，進行兩組隨機對照試驗。在研究一中，胎兒在發展語言和認知問題方面風險處於平均水平的孕婦將被隨機分配到兩種不同強度的產前音樂訓練組或被動閱讀對照組。訓練將從妊娠第26 週開始。胎兒出生時，團隊將測量所有新生兒的語音神經編碼能力，並在其出生後多個時間點測量語言和認知發展水平。在研究二中，神經發展狀況潛在風險較高的胎兒（例如，由於超聲波檢查結果異常，或母親患有妊娠糖尿病的情況等）將接受與研究一類似的訓練和測試方案。對於這兩項研究，團隊預期該訓練會增強嬰兒出生時的語音神經編碼能力，並且其更好的語言和認知水平至少會保持到出生後的第二年。由於研究二中的一些胎兒可能會被轉介進行胎兒腦部磁力共振掃描檢查，他們的腦部數據及其他基線數據可用於構建預測模型，使用因果森林和其他機器學習方法來預測他們從產前訓練中可能獲益的程度。產前音樂訓練是一個簡單的程序，但它可能對兒童的發展產生深遠的影響。團隊的研究項目採樣充分、具前瞻性且以假設為驅動，這將為此類訓練實踐提供必要的證據支持與規範，從而促進兒童的發展，無論他們的基礎能力如何。該項目在香港及其鄰近的内地城市開展，此方式將進一步提升研究結果的普遍性與影響力，使其不僅適用於香港本地，更能延伸至更廣泛的地區。
項目編號： C4013-24GF
項目名稱： 慢性腎病的新型神經免疫軸 MNT：從分子機制至臨床意義
項目統籌者：鄧銘權教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
腎臟神經支配是慢性腎病 (CKD) 的常見特徵，與不良的臨床結果相關。透過單細胞分辨率更好地了解致病神經支配可能會發現臨床 CKD 的新治療策略。
最近，團隊報導了一種名為「巨噬細胞向神經元樣細胞轉化（MNT）」的新現象有助神經元的生成，其在腎神經支配中的潛在作用尚未被探索。有趣的是，團隊通過單細胞RNA 測序在臨床樣本中觀察到 MNT 與 CKD 的嚴重程度密切相關。更重要的是，團隊初步的先進生物資訊學和功能分析發現了 MNT 在腎臟發病機制中的直接作用，揭示了其對 CKD 患者的臨床意義。
透過是次多學科協作，團隊可將 MNT 的研究範圍從基本分子機制擴展到 CKD背景下的臨床意義。基於協同作用產生的發現，團隊將開發一種針對 CKD 的精準 MNT 標靶療法，方案已透過臨床前模型的藥理學概念驗證實驗證明。因此，本合作的成果將會對 CKD 的科學理解和臨床治療具有高度創新性和臨床重要性。
項目編號： C4028-24GF
項目名稱： 改造中國農業和糧食系統以減少活性氮排放及其對空氣污染和氣候變化的影響
項目統籌者：戴沛權教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
本研究旨在評估如何透過改造中國農業和糧食系統來減輕氮污染及其對中國空氣質素、人類健康、生態系統和氣候的不利影響。過去糧食產量的增長增強了糧食安全並支持了人口增長，但由於農田和牲畜管理效率低下，亦導致了嚴重的環境後果。農業已成為環境中氮化合物的主要來源，造成嚴重的空氣污染和氣候變化，並破壞陸地和水生生態系統。隨著中國經濟的持續增長、以及邁向多肉的膳食結構轉變，糧食供應系統面臨滿足人口需求和確保環境質素的雙重挑戰。此外，氣候變化本身可能會進一步威脅糧食供應。因此，透過糧食系統轉型減輕農業污染、增強氣候適應力刻不容緩，但迄今為止，與能源消耗和運輸等其他主要環境問題來源相比，這一問題受到的關注較少。
因此，在這個項目中，團隊開發一個綜合建模和評估的平台，結合電腦建模、觀察和政策分析等工具，以更準確地估計活性氮排放的時空特徵及其對空氣污染和氣候的影響。團隊全面評估農業和糧食系統轉型對中國空氣質素、人類健康、農作物產量和生態系統生產力的過去和未來影響。團隊還在氣候變化的背景下評估各種管理策略的有效性，包括農田和牲畜系統的替代耕作方式、食品消費和膳食變化、以及不同的土地利用政策。在國家和省級政策框架內，團隊進一步對不同的轉型路徑進行成本效益分析，並確定與其他產業政策一致的最可持續策略。團隊的研究為中國最佳的農業和糧食系統策略提供重要見解，可以平衡多重經濟、社會和環境目標，確保真正的可持續發展。
項目編號： C4038-24GF
項目名稱： 開發用於輸卵管插管術術後微創防黏連治療的模塊化微型機械人和影像引導介入式治療
項目統籌者：張立教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
輸卵管阻塞是導致女性不孕的主要原因之一(約占25%至35%)。宮腔鏡近端輸卵管插管術在微創性、操作簡便性和再通率方面優於顯微外科切除術和吻合術等傳統治療方法。然而，輸卵管插管術面臨一個重大挑戰：67%的非妊娠患者在術後輸卵管會再次閉合，這一比例顯著高於吻合術的再阻塞率（20%）。這導致輸卵管插管術的一年通暢率低，顯著降低了手術效果和患者的生育能力。
醫療機械人技術在過去數十年間迅速發展，其中醫療微納機械人在基礎研究和微創介入治療方面引起了廣泛關註。這些毫米/微米級甚至更小的微型機械人具有導航至傳統醫療器械難以觸及的人體內部區域的潛力，有望作為體內應用的微型工具，執行健康監測、早期診斷、靶向治療和微創手術等任務。除了在小尺度下設計驅動和控製策略這一主要挑戰外，醫療微納機械人的體內應用還需深入研究一系列關鍵問題。
在這一合作項目中，來自香港中文大學和香港理工大學的研究人員與醫學專家將組成跨學科團隊，致力於開發一種新的微創治療手段，以有效減少輸卵管插管後的再阻塞。本項目將開發由異質模塊構成的磁性模塊化微機械人，其包含具有強磁力/扭矩的磁驅動模塊（用於遠程控制和回收）以及高生物降解性的無磁性功能模塊（用於靶向治療）。該模塊化微機械人將在臨床宮腔鏡、超聲成像、透視成像及磁控製系統的驅動和引導下，實現局部的細胞和藥物遞送，並作為輸卵管近端（病灶區域）的物理屏障。本項目開發的模塊化微機械人技術和影像引導平臺首創性地提供了一種具有生物降解模塊和局部持續治療效果的醫療機械人工具，在預防輸卵管再阻塞和提高輸卵管插管術效果方面具有廣闊的應用前景。這種新型模塊化微機械人為輸卵管插管術術後的防黏連治療開辟了新的道路，有望顯著提升治療效果，為減少香港、中國大陸乃至全球女性的不孕問題做出貢獻。
項目編號： C4042-24GF
項目名稱： 靶向代謝以克服結直腸癌的化療和免疫治療的抗藥性
項目統籌者：黃子雋教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
結直腸癌是香港的頭號癌症。由於化療抗藥性和對免疫檢查點抑制劑療法缺乏回應，結直腸癌患者預後有待改善。腫瘤幹細胞是一類具有高度致瘤能力的細胞亞群，與腫瘤發生、轉移和治療抗藥性有關。在本計畫中，團隊提出可以透過靶向結直腸癌幹細胞的代謝重編程以提高治療反應。在前期研究中，團隊發現粒線體谷氨酸轉運蛋白(SLC25A22)在結直腸癌幹細胞中顯著高表達；進一步實驗表明SLC25A22 對結直腸癌幹細胞的表型維持至關重要，包括對化療和免疫療法抗藥性。因此，結直腸癌幹細胞中SLC25A22 介導的代謝重編程可能誘導治療抗藥性，是潛在的治療標靶。本計畫研究目標包括：(1)研究結直腸癌幹細胞中SLC25A22 在化療和免疫治療抗藥性中的作用和機制；(2) 評估標靶SLC25A22對化療和免疫治療的增強效果；(3) 揭示SLC25A22 用於預測腫瘤治療療效的潛在臨床價值。總之，該計畫將為未來靶向腫瘤幹細胞以克服結直腸癌治療抗藥性提供新的重要策略。
項目編號： C4052-24GF
項目名稱： 社會經歷對社交決策行為影響的神經機制
項目統籌者：柯亞教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
在動態社會情境中的決策往往受到過去經驗的影響。儘管關於社會刺激處理的機制已有廣泛研究，但這些處理過程如何影響後續的社會選擇，特別是受先前社會互動影響的決策，仍不明確。理解過去經驗如何重新校準社會策略，將有助於揭示晚期社交功能受損之精神疾病的發展機制。目前，大多數研究集中於人類受試者，但由於功能性磁振造影和腦電圖等方法的時空解析度有限且為非侵入性技術，使我們對社會認知能力的基本神經生物學基礎理解受限。因此，實驗動物因其與人類共享進化上的大腦結構相似性，成為此類研究的重要工具。團隊的初步研究顯示，囓齒類動物在社會決策行為上展現不同程度的表 現，從親社會行為到反社會行為皆有涵蓋。本研究假設，社會經驗會改變個體在神經網絡中編碼的社會內在狀態，進而影響社會刺激的感知與處理，最終導致決策行為落在親社會至反社會行為的光譜上。
憑藉團隊在解析與多種行為相關的神經迴路上的豐富專業知識與研究成果，團隊將利用囓齒類動物模型來探討不同類型的典型社會經驗——包括社交隔離、社會階層變動、創傷及競爭——如何影響社會決策過程。本研究將：1, 量化社會經驗對社會決策的影響；2, 篩選鑑定關鍵腦區，並驗證其在經驗誘導的決策變化中所扮演的角色；3, 揭示大腦網絡在社會經驗與決策過程中的神經動態變化。本研究所得的洞見不僅能提升我們對社會大腦的理解，亦可能為發展康復策略提供指引，幫助個體從不良社會經驗中恢復。
項目編號： C4057-24GF
項目名稱： 利用生物正交及超分子方法優化癌症的光動力治療
項目統籌者：吳基培教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
光動力療法（PDT）作為一種很有前景的癌症治療方法，由於其微創、低全身毒性、高時空選擇性的優點和可忽略的耐藥性而受到廣泛關注。它需要使用具有適當波長的光激發光敏藥物，通過與內源性氧的相互作用產生活性氧（ROS）。除了直接攻擊癌細胞，導致壞死、細胞凋亡和/或其他形式的受調節的細胞死亡外，這些 ROS 還可以破壞腫瘤脈管系統並刺激宿主免疫系統。儘管有這些優點， PDT 仍然存在不少阻礙其臨床使用的限制，特別是大多數臨床使用的光敏劑的低腫瘤選擇性和不良的藥代動力學無可避免地導致光敏的副作用延長。此外，PDT 誘導的抗腫瘤免疫反應通常較弱，光敏劑在這方面的構效關係仍然未被釐清。為了解決 PDT 治療癌症的一些主要問題，團隊在此提出了幾項使用生物正交和超分子化學作為多功能工具的方案。建議的研究計劃包括設計和合成一系列能溶於水和功能化的硼二吡咯烯（BODIPY），通過共價鍵或主客體相互作用將這些光敏劑與對腫瘤有高度靶向性的單克隆抗體偶聯，以及評估它們的體外和體內腫瘤靶向特性和 PDT 療效。團隊亦將通過不同的方法將光敏劑定位在癌細胞膜上，以期在光照射下通過焦亡誘導細胞死亡，最終導致免疫原性細胞死亡（ICD）。這種獨特的細胞死亡途徑和在不同條件下誘導的 ICD 程度將通過一系列體外和體內實驗進行系統研究。此外，團隊還將開發新型的遠紅外吸收BODIPY 光敏劑，這些光敏劑可以通過點擊反應高選擇性地激發其活性，並將這些生物正交啟動的光敏劑用於靶向消除癌細胞和癌症幹細胞。在這種生物正交「雞尾酒」PDT 中，腫瘤中的多個靶點可以通過單個可啟動的光敏劑消除，從而大大提高治療效果。通過化學家、生物醫學科學家和腫瘤學家團隊的共同努力，團隊預期這些研究能應對 PDT 的一些挑戰並促進其抗癌的臨床應用。
項目編號： C4075-24GF
項目名稱： 高效免疫治療肝細胞癌的腫瘤靶向噬菌體
項目統籌者：毛傳斌教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
肝細胞癌（HCC）是全球癌症相關死亡的第三大原因。癌細胞通常透過一種涉及兩種蛋白質的機制來躲避免疫系統的攻擊：PD-L1蛋白位於癌細胞表面，而PD-1蛋白位於一種名為T細胞的免疫細胞表面。當這兩種蛋白質相互結合時，T細胞會被“關閉”，無法識別並攻擊癌細胞。目前的一種免疫療法藥物被稱為PD-L1抑制劑，其目的是阻斷這種蛋白質的相互作用，以幫助免疫系統對抗癌症。然而，這類藥物對HCC患者效果有限，因為HCC腫瘤中缺乏足夠的T細胞——也就是說，腫瘤沒有被足夠的免疫細胞“浸潤”。為了應對這項挑戰，這團隊，包括生物工程師、生物化學家、化學家、癌症生物學家和臨床腫瘤學家，提出開發一種新的免疫療法，利用噬菌體來治療HCC。團隊將設計兩種類型的腫瘤靶向噬菌體，使其協同工作：一種噬菌體可以阻斷癌細胞上的PD-L1蛋白，另一種噬菌體可以抑制某種酶的活性，使腫瘤內部充滿更多的T細胞。當這兩種類型的噬菌體共同注射到血液中時，抑制酶的噬菌體會增加腫瘤中T細胞的數量，而阻斷PD-L1的噬菌體則可防止癌細胞關閉T細胞。這種結合治療方法能夠增強PD-L1免疫療法的效果，為HCC提供一種有前景的治療策略。如果該項目成功，將為目前對免疫療法無反應的癌症提供一種新的治療方式，將“冷腫瘤”轉化為能被免疫系統攻擊的“熱腫瘤”。
項目編號： C5017-24GF
項目名稱： 探究靶向藥物的耐藥機制可作為肝細胞癌新的治療策略
項目統籌者：李建華教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
肝細胞癌（HCC）在東南亞和香港非常普遍。對於晚期肝細胞癌患者，靶向分子療法和免疫檢查點抑制劑提供了有前景的替代治療方案。FDA分別在2007年和2018年批准了多激酶抑制劑（MKI）索拉非尼和侖伐替尼用於治療無法切除的晚期肝細胞癌。然而，這些療法並不能完全消除腫瘤，而且由於耐藥性，治療效果往往是短暫有效的。近年來，免疫檢查點抑制劑（ICIs）在一些晚期肝細胞癌患者中顯示出顯著且持久的臨床生存效益，但總體有效率仍低於20%。儘管近年來一些MKI，貝伐珠單抗，聯合ICI治療已經被證明具有更好的臨床效益，可MKI與不同ICI聯合治療仍缺乏合理科學依據，限制了其對HCC患者的療效。因此，迫切需要深入探究MKI和ICI耐藥的分子機制。
團隊在癌症幹細胞驅動的耐藥性研究方面有著長期良好的研究基礎，並對MKI和ICI聯合治療進行了大量的研究，建立了獨特的資源庫，如動物模型和特徵數據庫。但隨著現在各種先進技術的出現，新的研究問題和研究方法也隨之出現，這些新的問題都需要進一步探究得以全面了解HCC中的MKI和ICI耐藥性機制。在本研究項目中，團隊的目標是利用團隊的新技術和專業知識，通過多種方法克服上述局限性，從而開發出針對HCC治療耐藥性的全新療法。具體而言，團隊探究（1）使用集成的單細胞和空間轉錄組分析來剖析MKI耐藥機制，（2）使用CRISPR文庫篩選技術系統識別HCC細胞中免疫逃逸和ICI耐藥的關鍵蛋白激酶，（3）通過針對目標1和2中確定的蛋白質來開發新的共價配體，以克服MKI和ICI耐藥性。這些發現不僅為患者提供了潛在的新治療選擇，也為HCC的治療開闢新的治療途徑。
項目編號： C5026-24GF
項目名稱： 蛋白質存儲數據
項目統籌者：姚鍾平教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
數字數據增長的速度越來越快，而現有的數據存儲方法可能無法跟上此需求。我們需要開發新的方法，在非常小的空間中存儲大量數據並且能夠長期保存。
團隊提出使用氨基酸序列進行數據存儲。通過指定不同的氨基酸代表不同的0和1組合，可以將數字數據轉換為氨基酸序列進行存儲，然後通過對氨基酸序列測序將其讀取回來。由於有20種標准氨基酸和更多的非標準基酸可用，氨基酸序列可以具有很高的存儲容量，並且可以優化以實現長期穩定性。在之前的研究中，團隊證明了可以將數據存儲於18個氨基酸長的多肽，並通過液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）測序將數據讀取回來。團隊還設計了地址符和糾錯碼，以確保數據的順序和完整性，並開發了一套用於數據承載肽串聯質譜測序的軟件。
在此項研究中，團隊旨在開發一種利用蛋白質存儲數據的新方法。與多肽相比，蛋白質具有更長的氨基酸序列，因此具有更高的數據存儲效率。蛋白質可以通過生物方式表達，而不是化學合成，從而可以降低成本。此外，還可以利用蛋白質技術實現諸如隨機存取和數據加密等特殊功能。然而，表達和測序這些專門設計的數據承載蛋白質仍然具有挑戰性，而這正是本項研究將要解決的問題。在初步研究中，團隊成功地將文本文件存儲於專門設計的蛋白質中，並使用大腸杆菌進行表達，隨後通過胰蛋白酶酶解和LC-MS/MS分析將其讀取回來。通過采用來自膠原蛋白（一種非常穩定的蛋白質）的序列基序，團隊提高了數據承載蛋白質的產量；並利用形成卷曲螺旋結構的亮氨酸拉鏈基序，團隊得到了具有高階結構的數據承載蛋白質。
本項目的實行將會開發一種新型、高容量和長時間的數據存儲方法。此項研究首次將數據存儲與蛋白質科學和蛋白質組學結合起來，為這些領域帶來了新的機遇。
項目編號： C5033-24GF
項目名稱： 整合機器學習,行為分析及多模態神經影像技術研究香港特殊學習障礙的共存性
項目統籌者：蕭慧婷教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
患有學習障礙的兒童，如發展性閱讀障礙、書寫障礙和計算障礙，在閱讀、寫作、感覺處理及數學、注意力和執行功能等方面常常面臨重大挑戰，影響他們的學業表現和身心健康。這些障礙經常與其他神經發展障礙，如發展性語言障礙共存，使得診斷和干預更加複雜。未能正確識別和治療這些障礙會增加學童的情緒困擾、被虐待和不當行為的風險，使其成為重要的公共衛生問題。儘管西方國家在學習障礙共存或共病性方面進行了大量研究，但中國社會中類似的研究仍然不足。
本項目旨在通過整合多模態神經影像學和認知行為數據，利用機器學習方法，探索發展性閱讀障礙與語言障礙、書寫障礙和計算障礙的共存性。團隊將招募至少210名被診斷為閱讀障礙的香港粵語小學生，包括有或沒有共存情況的兒童，以及210名或更多的正常發展的兒童作為對照組。本項目將採用全面的行為測試和多模態神經影像學方法，評估閱讀障礙兒童及其共存條件下的認知和神經認知能力。通過將這些數據整合到機器學習模型中，團隊旨在對參與者進行分類，探索共存性，闡明神經認知差異，理解香港粵語小學生的共存模式，填補現有的研究空白。研究結果將有助於開發準確且簡便的評估方法，用於檢測和分類學習障礙。這些結果將促進有效識別和干預策略的發展，揭示這些障礙的異質性，改善受影響個體的教育成果，最終提升香港及其他中文社區兒童的學術和社交情緒健康。
項目編號： C5047-24GF
項目名稱： 蜻蜓之眼：用於3D視覺的光纖人工複眼
項目統籌者：張需明教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
這個項目「蜻蜓之眼：用於3D 視覺光纖人工複眼」旨在為機械人創造一個仿生曲面人工複眼相機（ACEcam），提供廣視野、低失真、快速檢測同無限景深。這個ACEcam貼近自然界蜻蜓嘅複眼構造，採用微透鏡聚合物光纖作為人工單眼，排列在3D列印的球面外殼中，在圓頂上面捕捉180度的光線，經過光纖傳輸後將圖像投射到平面成像晶片上面，形成一個全景成像系統。這個項目的ACE 結構、錐形微透鏡光纖的設計同批量製造技術、以及複眼雙目視覺方面，都有創新。
項目團隊包括項目統籌者張需明教授(香港理工大學)，兩位聯合首席研究員陳文副教授（香港理工大學）同黃君義健怡副教授（香港大學），以及業界夥伴深圳邁步機械人科技有限公司。這項三維視覺系統可與現有的高清相機配合使用，額外提供更廣視野、超快响應，可廣泛用於機械人、無人機和智能駕駛等應用。
項目編號： C5055-24GF
項目名稱： 通過有效融合經驗知識，用戶交互和機器推理實現下一代基於人工智慧與擴展現實的手術規劃與導航系統
項目統籌者：秦璟教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
外科手術是全球範圍內醫療保健系統不可或缺的組成部分。微創手術全方位改變了外科手術，使患者創傷更小、併發症更少、恢復更快。然而，由於視野和操作範圍有限、手術解剖結構的複雜性、獨特的感知與操作方式及複雜的多學科協同配合，微創手術也使手術過程更加複雜和具有挑戰性。
應對這些挑戰的有效方法之一是利用先進的人工智能（AI）和擴展現實（XR） 技術構建AI-XR賦能的手術計劃和術中引導系統，為外科醫生提供一個逼真的交互環境，在手術前針對患者特異性進行精確的計劃，並在手術過程中為醫生提供即時有效的引導。雖然AI和XR技術已經應用於一些電腦輔助手術系統，但團隊仍然面臨許多長期存在的技術挑戰，阻礙其在臨床實踐中的廣泛應用，包括：訓練數據不足、模型通用性和適應性有限、可視化和配準效果不足以支援有效引導等。更重要的是，大多數現有模型未能自然有效地將臨床知識和人機交互與機器智能協同起來，而這正是克服上述挑戰、提高系統穩健性和通用性的頗具潛力的技術路徑。
本項目的核心目的是開發一個AI-XR賦能的下一代手術計劃和術中引導系統，全面解決上述挑戰。團隊的研究將集中於經食管超聲心動圖（TEE）引導的介入治療，這是一種治療結構性心臟疾病（SCD）的微創手術。為實現此目標，團隊將有效地把臨床經驗知識和人機交互與機器推理結合起來，提出一系列創新的醫學圖像分割、可視化、檢測和配準技術。然後，團隊將這些技術集成到基於 VR的手術計劃系統和基於VR的術中引導系統中，並在臨床環境中全面驗證算法和系統的有效性。
本項目將推動先進資訊技術（尤其是AI和XR）在微創手術中的應用。這方向是未來最有前景的跨學科研究方向之一。團隊的研究成果將為開發下一代計算機輔助手術系統提供寶貴的知識和經驗，並極大推進這領域的研究前沿。更重要的是，團隊提出的算法和系統可以幫助外科醫生優化TEE引導導管介入治療的工作流程並改善手術效果，使廣大結構性心臟病患者受益。
項目編號： C5058-24GF
項目名稱： 優化青少年特發性脊柱側彎矯正效果:對脊柱柔韌性,生物力學行為和預測模型的研究
項目統籌者：葉曉雲教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
青少年特發性脊柱側彎（AIS）是一種複雜的脊柱畸形，其特徵是脊柱的三維彎曲。優化AIS的矯正效果仍然是一個重大的臨床挑戰，需要全面了解脊柱的柔韌性、生物力學行為和預測建模。本研究旨在通過研究這些關鍵因素來提高脊柱側彎矯正效果。
本研究工作的主要目的是探索脊柱的柔韌性，以增強臨床決策策略，從而矯正AIS患者的脊柱彎曲。團隊計劃使用磁共振成像（MRI）評估節段性曲線柔韌性，開發AIS患者的有限元（FE）模型，並進行一項前瞻性隨機對照試驗（RCT），以比較軟支具與傳統硬支具的效果。此外，團隊還希望開發一個基於深度學習的多維預測模型，以預測在支具治療期間脊柱彎曲的進展。
團隊的方法包括招募100名年齡在10至16歲之間、Cobb角度在10°至40°之間的AIS患者。使用MRI兼容的機器人設備，團隊將對不同的脊柱位置施加壓力，並監測軟組織和骨骼的反應。收集的數據將用於開發詳細的FE模型，並使用EOS低劑量成像系統和壓力傳感器進行驗證。RCT將包括兩個組別：一組比較Cobb角度小於25°的軟支具與觀察，另一組比較Cobb角度在25°至40°之間的軟支具與硬支具。主要結果將是18個月後Cobb角度的變化，次要結果包括即時支具內矯正、支具失敗率和生活質量（QoL）。最後，團隊將開發一個多維預測模型，結合臨床、放射學和FE建模數據，以預測脊柱彎曲的進展。
本研究的影響是多方面的，有可能通過提供更多穿戴舒適的支具選擇來革新AIS治療，提高患者的依從性，並改善AIS患者的生活質量。預測模型將填補一個重要的研究空白，提供一個實時工具來預測曲線進展並指導支具設計。最終，本研究將有助於全球管理AIS的努力，減輕醫療系統的負擔，並確保有效治療的公平獲得。
項目編號： C5078-24GF
項目名稱： 寬頻光子器件超高解析度光矢量分析技術
項目統籌者：余長源教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
隨著數據流量每兩年翻一番，現有的通信技術在效率和容量方面面臨越來越大的挑戰。本項目致力於推進光子學測量工具和技術的發展，這對於下一代光通信系統至關重要。本項目的核心創新是開發一款超高分辨率光矢量分析儀（OVA），通過與最先進的67 GHz光成分分析儀（LCA）集成，能夠以高達50 kHz的分辨率解析光信號，其精確度比現有方法高出4,000倍。此先進平台將以極高的精度表徵多維度（幅度、相位、偏振等）和多領域（光、電、光電與電光）頻率響應。
研究團隊配備世界一流的設施和專業技術，借助詳細的頻率響應分析，研發並優化包括超高速薄膜鈮酸鋰（LN）調制器、硅基調制器、基於超表面的軌道角動量（OAM）裝置以及特種光纖（SOFs）等先進光子學技術與裝置。 本項目將推動超寬帶光纖通信技術在5G及6G通信領域的突破性發展，為更快、更高效的網絡鋪平道路，同時鞏固香港作為下一代光通信系統全球領導者的地位。
項目編號： C5085-24GF
項目名稱： 考慮氣候變化下城市社區複合災害韌性和適應性研究
項目統籌者：董優教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
在全球氣候變遷的背景下，熱帶氣旋與熱浪（TC-HW）複合災害日益顯著，對沿海社區造成了重大損害與風險。最新研究發現，在過去60年間，中國東南沿海地區有70%的熱浪與熱帶氣旋同時發生。香港作為全球最密集開發和人口稠密的大都市之一，在氣候變遷下更容易受到TC-HW威脅。除了熱帶氣旋帶來的結構性破壞外，非結構性組件損壞、基礎設施系統故障以及熱浪引發的連鎖不利影響，也嚴重威脅公眾的生命財產安全。此外，香港由多座高樓大廈構成的獨特城市環境，可能導致意外的風場湍流與熱島效應，進一步加劇TC-HW引發的損失與影響。然而，在氣候變遷背景下，複合TC-HW災害對結構與基礎設施的破壞機制仍未被充分理解。
為了縮小這些研究空白，本項目旨在提升城市建築社區在氣候變遷下應對複合TC-HW災害的韌性與適應能力。本研究將選取香港多個高風險社區（涵蓋市中心、郊區及鄉村地區）作為試點，並圍繞以下創新科學問題進行研究。本項目將基於香港天文台歷史監測數據，建立氣候變遷背景下的未來TC-HW預測模型；利用人工智慧增強的計算流體動力學（CFD）模型，研究複雜城市環境中的風場湍流效應，並通過現場監測數據進行驗證；開發高解析度數值模型，研究熱帶氣旋過後的城市微氣候變化；提出全新的城市熱浪易損性模型，以應對日益增長的連鎖影響威脅。在此基礎上，本研究將耦合多層結構與基礎設施網絡，建立社區級韌性與恢復框架，並針對高風險沿海社區制定穩健的設計與適應策略。為了幫助決策者、管理者、科學家及工程師，研究團隊將開發一套工具 - 「基礎設施韌性氣候適應與風險管理系統」（CARD-RESIN），整合本研究開發的數據庫、方法、數值模型與分析框架。
總體而言，本項目將專注於數據集、方法、軟體、工具及關鍵科學見解，以理解、評估並增強城市對TC-HW複合災害的韌性。項目完成後，將極大地幫助產業管理者、公務人員及政策制定者為未來氣候相關災害做好準備，提升沿海城市的韌性、安全性與生活品質。
項目編號： C6040-24GF
項目名稱： IDH突變間質膠質瘤的特徵和分子機制: 對診斷和標靶治療的意義
項目統籌者：王吉光教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
抗藥性腫瘤表現出卓越的可塑性，使癌細胞能夠在各種細胞狀態之間無縫過渡，同時塑造複雜的腫瘤微環境。了解腫瘤可塑性與腫瘤微環境之間的相互作用對於闡明腫瘤初始化、進展和復發的機制至關重要。IDH突變星形細胞瘤是一種侵略性且可塑性的腦腫瘤，在標準治療後患者幾乎不可避免地會復發。儘管分子診斷的應用已經改善了患者管理，但對於這些患者的治療選擇仍然有限。最近，團隊通過多組學數據整合發現了一種IDH突變星形細胞瘤的亞型，稱為IDH突變間質樣（IDHmes）膠質瘤。這種亞型約占所有IDH突變星形細胞瘤病例的30%。它展示了獨特的細胞可塑性、獨特的組織病理學特徵，但不幸的是，存活結果很差。團隊假設對IDHmes膠質瘤進行時空單細胞水平特徵化將為團隊提供有關腫瘤可塑性的見解，並引導精確的膠質瘤醫學。借助團隊建立良好的合作關係，團隊提議解讀IDHmes膠質瘤的空間結構，並確定可操作的細胞間相互作用和潛在的治療靶點，針對這個特定的亞組。項目的成功完成將為膠質瘤研究社區提供寶貴的數據資源。這將有助於團隊了解IDH突變膠質瘤的生物學和臨床方面。此外，這一研究努力有可能為其他類型的癌症研究提供信息。
項目編號： C6041-24GF
項目名稱： 活性膠體固體的相變和表面性質
項目統籌者：韓一龍教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
由自驅動粒子組成的活性物質是一類新型材料，其行為不同於由只有隨機熱運動的原子、分子或布朗粒子組成的傳統物質。這一新興領域已成為軟物質和統計物理學的熱點，且在多個領域有潛在的應用。大多數關於活性物質的研究都集中在完全由活性粒子組成的系統中的集體運動。然而，許多現實世界的活性物質和生物系統往往是活性和非活性粒子的混合，它們的耦合至關重要卻缺乏研究。在這項聯合研究中，團隊將研究「半活性」膠體固體，包括晶體、玻璃和凝膠。
微米膠體粒子是研究固體和相變的強大模型系統，因為即使在稠密的三維膠體流體或固體內部也可以直接觀察和追蹤粒子們的運動。這種單粒子的微觀運動在原子系統中是無法測量的。團隊的活性粒子的移動性可透過光強度進行調節，而團隊的非活性膠體粒子的尺寸和吸引力可透過溫度進行調節。這些可調節的膠體，加上團隊強大的粒子操控和樣品測量技術，為研究活性物質提供了一個多功能的平台。在這項研究中，團隊將重點放在半活性固體及其相變、界面行為和機械性能，這些密切相關的主題。
團隊將製造高品質的半活性晶體，並研究它們的熔化以及缺陷與活性粒子運動之間的相互作用。團隊將製造各種類型的半活性玻璃，並研究玻璃化、玻璃到晶體的轉變以及很少探索的玻璃熔化。團隊將研究局部活性成分對半活性凝膠的凝膠化和流變性能的影響。此外，團隊將製造具有各種形狀和相互作用的新型活性和非活性膠體粒子，並將它們組裝成新結構。團隊將尋找傳統非活性固體中不存在的獨特特徵。團隊的模擬將為實驗提供對比，從而給出理論解釋，並幫助確定重要參數區間，為實驗提供指導。
這項跨學科研究涵蓋統計物理學、流體力學、化學工程和材料科學，對活性物質和非平衡相變有重要意義。部分研究結果可能有實際應用，例如為機器人和生物醫學工程製造先進的活性材料。
項目編號： C6046-24GF
項目名稱： 自旋劈裂反鐵磁體系的新奇物態、物性及其應用研究
項目統籌者：劉軍偉教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
現代技術發展迅速，我們需要更快、更節能的方式來處理海量信息。傳統上，鐵磁材料被用於長期數據存儲，因為它們即使斷電也能保存信息。但鐵磁材料有一個缺點：它們會產生雜散磁場，尤其在試圖縮小存儲設備體積時，這些磁場會干擾附近的器件，從而限制我們實現高密度數據存儲。
另一方面，反鐵磁材料沒有這個問題。它們不會產生雜散磁場，運行速度極快，且能抵抗外部磁場干擾。長期以來，反鐵磁材料被認為不實用，因為它們沒有可檢測的磁場，難以讀取或控制其內部狀態。但近期的發現改變了這一觀點。科學家已找到通過電場操控反鐵磁材料的方法，並觀察到自旋和電荷霍爾效應等新現象——這些過去僅在鐵磁材料中出現。其中一項激動人心的進展是自旋分裂反鐵磁材料的發現，它結合了反鐵磁材料、鐵磁材料和非磁性材料的優勢。由於其晶體結構和晶體對稱性，這些材料具有獨特性質，能通過新方法控制自旋、電荷等特性，為用單一材料開發多功能先進器件提供了可能。
本項目旨在深入研究這類自旋分裂反鐵磁材料，釋放其在下一代技術中的潛力。研究分為三大目標：
1. 探索新物態與材料：團隊將研究自旋分裂反鐵磁材料的獨特性質，並篩選具有特殊性能的材料。
2. 研究新特性：在基礎結構之外，團隊將分析這些材料因其獨特自旋模式表現出的新行為。
3. 開發控制方法：團隊將設計有效操控這些材料的方法，以利用其特性實現實際應用。
為應對這些挑戰，來自理論、材料科學、實驗測量與器件工程等領域的專家組成了跨學科團隊。通過整合知識，團隊力求在理解這些材料上取得突破，並開發出利用其特性的創新器件。這有望催生更快、更高效、以前所未有的方式存儲和處理信息的新技術。
項目編號： C6049-24GF
項目名稱： 面向運動康復可閉環學習的整合雙向腦機接口
項目統籌者：王怡雯教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
運動腦機接口是一種通過將病人的大腦與機器互聯，從而幫助殘疾人恢復運動的醫用設備。運動腦機接口能夠通過內置的智能算法來學習和識別腦神經活動，進而理解並處理大腦信號，並將其轉化為動作意圖，最終用來控制移動義肢。在此之上，運動腦機接口可以通過提供反饋，例如微電流刺激，實現進一步的自我調整以改善控制性能。之前的研究已經表明，運動腦機接口在動物和人類中對於控制計算機光標或義肢等任務初見成效。本研究旨在研製一個新的無線運動腦機接口系統，並基於其實現即時的運動腦區的活動監測與刺激，以幫助病人恢復運動控制。研究將在保障醫學安全性的前提下，重點關注如何幫助用戶學習更自然地即時控制神經義肢。本研究有望提升醫學中運動康復療法的有效性，並深化對大腦工作原理的科學理解。
項目編號： C7002-24GF
項目名稱： 全球變化影響下中國內陸水體及近海生態系統碳排放
項目統籌者：冉立山教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
水域生態系統，包括內陸水體和海岸帶水體，是全球碳(C)循環的重要組成部分。內陸水體（例如河流、水庫和湖泊）是大氣碳排放的重要來源，而海岸帶生態系統（例如紅樹林、鹽沼和潮灘）通常扮演大氣凈碳匯的角色。在全球範圍內，內陸水體每年以二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的形式向大氣排放2.3-3.9 Pg碳，該排放通量與陸地生態系統吸收的CO2碳匯通量相當(1 Pg = 10億噸)。海岸帶生態系統可部分抵消內陸水體的碳排放。同時，由鄰近流域橫向輸移到沿海區域海岸帶生態系統中的陸源碳可促進微生物呼吸和碳排放，進而部分抵消海岸帶生態系統的碳封存能力。因此，內陸水體的碳排放和海岸帶生態系統的碳吸收共同影響全球/區域尺度的碳收支預算。然而，對於環境影響和人為擾動控製對碳排放及其對全球變化響應的研究仍十分不足。該研究缺乏不僅影響針對區域、國家和全球範圍內的未來碳收支預算評估，也阻礙氣候變化應對戰略和措施的製定。
本項目旨在通過結合野外觀測和計算機模擬分析，對中國內陸水體和沿海生態系統的碳排放進行全面評估。具體而言，將在具有不同氣候、水文、地質和人為擾動影響下的代表性水域生態系統中進行實地調查。團隊將定量研究中國水域生態系統CO2和CH4排放的來源，並探究微生物群落的分類組成以揭示水域生態系統中碳的生物地球化學循環機理和由此產生的碳排放。本項目還將探索環境因子和人為擾動對水體碳排放的控製機製，並通過機器學習技術預測未來（至2100年）中國水域生態系統的碳排放通量變化。
該研究課題是首批在較大空間尺度上研究內陸水體和海岸帶生態系統碳排放的綜合研究項目之一。團隊將辯證分析水體碳循環過程及相關的碳排放通量，並評估它們在劇烈的全球變化背景下的生物地球化學意義。本項目預期成果將加深我們對中國水域生態系統碳排放的認識，並有助於更準確地量化區域和全球碳收支預算，最終助力中央政府和香港特別行政區政府碳中和目標的實現。
項目編號： C7003-24GF
項目名稱： 算法偏見、經濟效率和社會福利
項目統籌者：吳延暉教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
算法效率對於數字平台和人工智能驅動的經濟活動和行為至關重要。然而，隨著公眾對算法偏見帶來的負面影響和利益分配性問題的日益關注，社會迫切需要建立一個監管框架，以便將信息和人工智能技術用於有益社會發展的軌道上。在這一提議的項目中，團隊結合經濟分析、統計方法和計算機科學工具，來分析衡量算法決策對經濟和社會的利弊，並在一系列的社會經濟場景下，設計促進社會福利的算法。在這一總體目標下，團隊通過以下四個子項目來實現知識、政策和教育三個目標：（1）推薦算法引發的社交媒體成癮和認知偏見，（2）人工智能與人類互動中的決策偏見，（3）平台推廣對大眾創新和消費者福利的影響，以及（4）實現社會目標的算法設計。
本項目的主要創新點在於經濟分析和算法設計的整合。與現有研究通常關注由數據引起的算法偏見不同，團隊將人工智能視為自我服務的代理人，當其被植入社會的時候，就會自覺或不自覺地干預數字消費、專家決策、市場競爭和社會規範。在這一範式下，算法偏見源於自利的決策，反映了私人效率和社會福利之間的基本權衡。團隊將開發新的分析框架，以闡明這種權衡在消費者理性有限、代理問題普遍存在、平台權力主導以及倫理問題顯著等情境下的表現。與此相應，團隊提出了通過內容審核、組織設計、平台監管和社會工程等方法來緩解算法偏見造成的負面影響。在此基礎上，團隊研究一系列的現實應用，包括社交媒體上的數字成癮、醫療管理和法律決策中的人工智能與人類互動、內容創作行業的創新、招聘中的人工智能採用以及金融科技中的風險控制。
在政策維度上，本項目將為社交媒體、內容生成平台、基於人工智能的專業服務、在線勞動力市場和金融科技的監管提供一個全面的分析框架。這些應用對於作為人工智能技術和數字經濟領導者的中國至關重要，並且有助於香港發展成具有國際監管標準的高科技中心。團隊將倡導引領“人工智能促進社會公益”的理念，並促進其在政策制定者和公眾中的傳播。在教育方面，本項目將促進社會科學、商業研究、數據科學和土木工程等跨學科教育的發展。
項目編號： C7011-24GF
項目名稱： 生理澱粉樣蛋白質作為人類記憶持久性的物質基質
項目統籌者：Professor R. Hervas Millan
院校名稱：香港大學
項目摘要
阿茲海默症在臨床前和臨床試驗中的反覆失敗，強調了需要更深入地理解記憶和阿茲海默症中的分子變化，以開發有效的治療方法。一個關鍵的未解問題是短期記憶如何變成長期記憶。記憶研究一直優先考慮神經元網絡，確定突觸為主要的記憶單元。儘管編碼和維持記憶涉及持久的突觸變化，然而這些變化背後的分子仍不清楚。
其中，一種突觸蛋白，胞質聚腺苷酸結合蛋白（CPEB），其依賴經驗的聚集被提出作為長期記憶的物理基礎。單體CPEB抑制翻譯，而聚集的CPEB激活突觸中編碼記憶相關蛋白mRNA的翻譯。因此，CPEB聚集通過維持突觸功能的改變和新突觸的形成，將短期記憶轉化為長期記憶。
利用冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）和功能測定，團隊發現果蠅CPEB在果蠅大腦中採用了具有翻譯活性的澱粉樣形式，作為記憶持久性的基礎物質。這引發了一些關鍵性問題：通常被認為在神經退行性疾病中有害的澱粉樣蛋白，能否在像人類這樣複雜的神經系統中支持記憶？單體到澱粉樣蛋白的轉變如何創造持久的突觸功能和記憶變化？
本項目旨在通過使用冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）和在完整神經元內使用冷凍電子斷層掃描術（cryo-ET），對從人類大腦中分離出的CPEB聚集體進行高分辨率結構表徵，來識別人類長期記憶的生化物質基礎。此外，團隊還旨在確定哺乳動物CPEB聚集在突觸蛋白翻譯和長期記憶的形成、維持和回憶中的作用。
這項研究將首次提供功能性澱粉樣蛋白與人類記憶相關的證據，初步探究功能性和疾病相關澱粉樣蛋白在人類中的結構差異，具體地聯繫CPEB聚集行為與動物記憶的形成或穩定之間的關係。這些知識可能成為研究Aβ42或tau的病理性澱粉樣蛋白如何破壞記憶的基礎，有助於設計疾病相關的澱粉樣蛋白抑制劑和診斷性示蹤劑。
項目編號： C7014-24GF
項目名稱： 發掘人體微生物群落的生物合成潛力以發現抗微生物藥物
項目統籌者：李泳新教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
面對多重抗藥性超級細菌的日益嚴重威脅，我們迫切需要研發有效的抗微生物藥物。 本研究專注於我們體內的大量微生物，這些微生物總體上被稱為人體微生物組，它們具有產生抗菌肽的巨大潛力。 這些抗菌肽憑藉其獨特的藥效和抗菌能力，以及對人體的安全性和較低的誘導細菌抗藥性的風險，被視為最有潛力的抗菌藥物候選物。 本專案致力於從我們體內尚未充分探索的微生物世界中尋找新的抗菌肽。 團隊運用複雜的數據挖掘和合成生物學技術，深入探索這些抗菌肽的潛力，並採用生物活性測試等多種方法，積極測試它們抵抗感染的能力，並理解它們的作用機制。 這項研究旨在為新抗生素的開發提供理論和物質基礎。
項目編號： C7015-24GF
項目名稱： 具有非常規對稱性的新穎物態的研究
項目統籌者：王晨杰教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
對稱性是物理學的基本原理。從粒子物理標準模型的構建到物質晶體結構的分類，對稱性都起著至關重要的作用。近來，人們認識到許多物理現象超出了傳統對稱性的解釋能力。非常規對稱性，例如非厄米系統中的對稱性和範疇論描述的對稱性，變得越來越重要。本項目旨在通過結合理論和實驗來探索新型對稱性及其對各種物態的影響。團隊將進行以下研究，包括非厄米無能隙物態穩定性的理論研究，光子系統中非阿貝爾規範場和非常規晶體對稱性的實驗模擬，以及量子相變點附近湧現非常規對稱性的數值和解析研究。團隊期望通過本項目的研究，加深對包括拓撲物態和量子臨界現象在內的許多物理現象中的對稱性的理解。
項目編號： C7030-24GF
項目名稱： 降低亞太地區基礎設施開發中的法律和氣候風險
項目統籌者：安夏蘭教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
在全球亞太地區跨境基礎設施發展的背景下，在監管要求和可持續發展目標各不相同的不同法律體制中簽訂合同，會為項目設施帶來新的風險。更具體而言，無論是由中國的境外融資倡議還是「全球基建和投資夥伴關係」（PGII）提供資金的全球基礎設施發展項目，都面臨著一個共同的挑戰——要在識別法律風險來源的同時，使項目目標與環境、社會和公司治理（ESG）的發展目標保持一致。雖然可持續發展和在2060年實現碳中和已被確立為地區環境目標，但人們對基礎設施法律風險來源的關注有限，從而令如何應對此類法律風險和實現可持續發展目標成為未解之題。本項目旨在研發用於法律糾紛中評估與基礎設施投資項目相關的法律風險來源的框架。了解法律風險的來源和持續發展能減少風險識別和風險抵免的成本，並推動可持續基礎設施的發展。
項目編號： C7053-24GF
項目名稱： 預先存在的免疫力對流感病毒感染和傳播的影響
項目統籌者：嚴慧玲教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
在流行病或大流行環境下，人類面臨著被不同的流感變異株反覆感染的風險。疫苗接種和過去感染所引發的預先存在免疫可以增強宿主對抗感染所需的病毒暴露量來提供保護。年齡（病毒暴露頻率）和出生年份（接觸過的抗原變異株）影響不同個體之間對流感的預先存在免疫。根據新變異株與先前暴露過的病毒株之間的抗原表位相似性，可召回體液和細胞介導的免疫，並對新變異株賦予交叉保護。過去的研究已發現多個與流感保護相關的免疫因素（CoP）可以減少病毒量、減輕症狀或防止感染。了解不同CoP的相對重要性以及它們之間的潛在協同作用對於開發更好的流感疫苗至關重要。然而，個體之間不同的預先存在免疫對於解讀CoP的相對重要性帶來了挑戰。動物模型有利於研究保護免受感染的特定免疫反應，但動物實驗的結果往往是定性的而不是定量的。團隊假設宿主的抵抗力水平，由預先存在免疫中的多項CoP組成，可以透過測量建立感染所需的病毒暴露量來量化。此外，具有預先存在免疫力的宿主在感染之後可以更快的清除病毒並降低繼續傳播的風險。本研究將透過使用帶有條碼的流感病毒，量化並比較不同CoP對抗建立感染所需的病毒暴露量。團隊將使用動物和人類數據來建立統計模型以估計不同CoP在預先存在的免疫中的相對重要性和協同作用。研究的結果將幫助了解CoP的相對重要性和協同作用，改進流感疫苗設計以增加宿主抵抗力並減少病毒傳播。
項目編號： C7068-24GF
項目名稱： 都市迴響：城市化對南海珊瑚礁健康與演化的影響研究
項目統籌者：Professor D.M. Baker
院校名稱：香港大學
項目摘要
珊瑚礁雖然只佔全球海洋面積的0.1%，卻承載了25%的海洋物種，每年可為人類提供價值超過3,750億美元的生態系服務，對全球超過3億發展中國家人口具有重要意義。保護和修復這些生物多樣性熱點區域對沿海城市的永續發展至關重要。都市化是人口在特定區域內的高度集中過程，會導致土地利用方式改變、自然區域被逐步轉變為人工環境。目前，城市化已成為全球生態系統的主要威脅，不僅影響野生動植物的生物多樣性，也削弱了生態系統的功能及其提供的生態服務（如漁業資源和海岸防護等）。沿海快速城市化對珊瑚礁生態系統造成了巨大衝擊。棲息地破碎化讓許多物種的生活和繁殖空間變得更加有限，導致珊瑚礁生態系統的生物多樣性持續下降。此外，農業和城市徑流帶來的過量沉積物和營養物質引發的富營養化問題，不僅限制了珊瑚賴以生存的光照和空間，還促進了藻類爆發和污損性無脊椎動物的生長，最終可能導致珊瑚的大規模死亡。目前，關於珊瑚在城市化影響下的恢復能力，我們的理解仍局限於其應對環境壓力的生理和遺傳機制，而對珊瑚適應和演化的潛力知之甚少。在如何對珊瑚礁生態系統進行有效管理方面仍然缺乏有力的數據支持，特別是在理解珊瑚礁對城市化的反應、沿海區域珊瑚的進化動態，以及在人類活動和氣候變遷的雙重壓力下，珊瑚與微生物群的相互作用等方面，目前的研究都相當有限。南海作為全球海洋生物多樣性的核心區域—珊瑚三角區的一部分，生物多樣性極為豐富，但同時也因人類活動和氣候變遷面臨重大威脅。本研究將聚焦在新興的海洋城市生態學與演化領域，並著重於都市化對珊瑚礁生態系的影響。團隊將結合多維度資料分析、先進的基因組學技術和生態調查方法，全方位解析城市化如何影響珊瑚礁生態系。研究內容包括透過評估珊瑚覆蓋率、物種豐富度、生物多樣性、珊瑚礁生態網絡，分析城市沿海區域珊瑚礁的健康狀況，並透過遺傳多樣性、適應能力和基因流動的研究，深入探討城市化如何驅動珊瑚的進化過程。本研究將為理解珊瑚礁的恢復能力提供關鍵見解，並為南海地區的生態保護和管理策略提供科學支撐。
項目編號： C7085-24GF
項目名稱： 基於可微物理機器學習的滑坡淹埋物快速營救的災害重構
項目統籌者：蔡灝暉教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
聯合國調查顯示，滑坡災害每年造成超過4600人遇難，並導致至少200億美元的經濟損失。泥石流是一種土壤與水的混合物，能夠以高速進行長距離的移動。泥石流帶來的最大威脅是造成物體的移動和掩埋，受害者常常被困其中，這也使得救援工作變得極為困難。例如，2006年在菲律賓Guinsugon發生的泥石流，整個村莊在泥石流的作用下向下游移動了600米，導致救援人員在錯誤的位置挖掘了六天，造成不必要的損失。
聯合國的報告指出，每投資1美元於風險減少，災後恢復成本可節省15美元。然而，在搜索與救援的關鍵早期階段，我們仍然缺乏有效的知識和工具儲備。現有的對泥石流的位移和掩埋機制的理解依然有限，這也導致災害重建方法耗時較長，並且已有的恢復預測模型未能準確模擬流體與物體之間的物理現象。
本項目旨在首次快速重構被泥石流移動和埋藏的物體，揭示前沿知識，開發尖端工具。這些工具將加速救援工作，從而減少人員損失，降低泥石流災害所帶來的毀滅性後果。
本項目將使用世界上最大的實驗水槽之一，模擬泥石流的尺度依賴行為，從而為揭示受損物體的移動和掩埋機制提供有力的依據。實驗結果將用於驗證和校準基於GPU加速的雙相物質點法與離散元法的耦合框架，從而進行泥石流模擬。該求解器將用於快速模擬實驗模型工況以外的場景。此外，求解器將配備可微分模型，以利用有限的災後信息進行快速的正向和反向模擬，從而準確預測物體的路徑以及掩埋物體的最終位置。最後進行不確定性分析，將識別量化的不確定性與現場觀測動態結合起來，從而加速和改善預測的準確性。
2023/24年度協作研究金 - 設施/設備
項目編號： C1041-24EF
項目名稱： 用於下一代蛋白質組學和代謝組學的高性能質譜平臺
項目統籌者：張亮教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
本項目的目標是在香港創建一個一流的研究中心，研究人體中的各種生物分子。Astral 質譜儀是一種利用先進技術快速、準確地分析複雜生物樣本的高科技工具。自2023年起，該工具已廣泛應用於全球領先的研究機構，但尚未在香港推出。
這筆資金將支持在香港安裝和運行Astral-MS。它將極大地增強團隊的研究能力，使團隊能夠更詳細地研究RNA、蛋白質、脂質和代謝物。這將有助於團隊發現新的藥物標靶和臨床生物標記物。 Astral-MS 將設在香港城市大學，同時可供香港及其他地區的研究人員使用。
項目編號： C4007-24EF
項目名稱： 使用高通量雙視圖光片顯微鏡對亞細胞層級的早期胚胎發育過程進行即時成像的研究
項目統籌者：陳耀樑教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
近年人類的類胚胎和類器官研究的進展正在創造出研究特定器官類型的新機會。然而，目前可用的活細胞成像顯微鏡仍然有著各種限制。在本研究提案中，團隊會獲得新一代高通量雙視圖光片顯微鏡，能夠揭示高達300 微米深處的亞細胞結構，同時提供高通量並支持超長的培養時間。團隊預計LS-2 顯微鏡將能夠發現胚胎中許多新的發育特徵，從而增進我們對胚胎發生的了解，最終幫助全球的不孕夫婦。
項目編號： C4043-24EF
項目名稱： 在香港建立全球首屈一指的有機物分子指紋成像研究科技實驗室
項目統籌者：周達誠教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
環境有機碳，如塑膠、生物固體、土壤、中草藥、燃油、廚餘等，在我們的日常生活中無處不在，對生態與工程過程，以及環境和公共健康具有深遠影響。環境有機碳是一種複雜、異質且動態的混合物，由數千種有機分子組成，從可識別的小分子化合物到未知的大分子結構不等。深入了解環境有機碳的化學組成和性質，對於推動科學、技術、工程和數學研究，以及在碳中和、傳統中藥、環境可持續發展等戰略性領域的創新至關重要。儘管現有多種技術可用於檢測環境有機碳，但這些方法往往需要耗費大量人力和時間。更為重要的是，這些技術只能識別環境有機碳的主要成分，難以偵測當中微量化合物或因降解而產生的細微分子變化。
本合作項目致力於建立一個先進的用戶設施，透過結合熱裂解技術與全面二維氣相色譜及高分辨率質譜（Py-GCxGC-HRMS），配備新型分析儀器。憑借更強的分離效能、更高的質量精度，以及自動化的數據管道和先進的機器學習算法，該新型分析儀器有望對各種環境基質中的有機材料進行深入分析。有機物分子指紋成像研究科技實驗室（C-FIST Laboratory）的成立，將為香港各學科研究人員提供一個寶貴的環境有機碳研究平台。
項目編號： C5003-24EF
項目名稱： 用於先進材料與元件研究的多功能時空能量螺旋解析瞬態吸收顯微鏡成像系統
項目統籌者：李明杰教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
本項目旨在開發一個尖端成像系統，幫助研究人員以令人興奮的方式研究新材料和設備。隨著科技的進步，我們看到高性能材料的出現，這些材料能夠生成、傳輸和儲存能量和信息。這些材料對於太陽能電池、傳感器和量子計算等領域的創新至關重要。
目前，研究人員使用一種叫做瞬態吸收光譜技術（TA）來理解這些材料在非常快的時間尺度上的行為。然而，這種方法在觀察材料的細節時存在限制。為了克服這一問題，團隊正在創建一個新的系統，稱為瞬態吸收顯微鏡（TAM）。這種系統將TA與先進的光學顯微鏡結合，使團隊能夠在觀察能量和電荷在材料內部如何運動的同時，捕捉到詳細的圖像。
團隊的新TAM設施將是香港首個此類設施，將提供極其精確的材料信息，時間解析度可達到十億分之一秒，空間細節也非常微小。這個項目的目標包括：1) 建立一個最先進的超快成像系統，以增強對先進材料和設備的研究。2)鼓勵研究人員與行業專家在太陽能和電子學等領域的合作。3）為學生和研究人員提供培訓，分享團隊獨特的能力，並與全球合作夥伴合作。4）橋接學術研究與工業應用之間的鴻溝，特別是在半導體和光學材料方面。
通過建立這個設施，團隊旨在推動創新研究，支持技術進步，並創造教育機會。團隊的願景是將香港置於科學發現的前沿，為全球科學社群貢獻有價值的見解。
項目編號：C5057-24EF
項目名稱：高靈敏動態核極化增強型固態核磁共振波譜儀
項目統籌者：容家富教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
動態核極化增強固態核磁共振（DNP-SSNMR）光譜技術是一種極具強大且非侵入性的光譜分析方法，能提供對分子結構、相互作用及動力學無與倫比的洞察力。此先進技術超越傳統固態核磁共振（SSNMR），具備卓越的靈敏度、高解析度、快速數據採集能力，以及對核磁共振活性核的全面檢測功能。其廣泛的應用性使其成為表徵多樣材料、生物分子、化學過程及藥物分子的核心技術，並在尖端科學研究與實際工業應用之間架起橋樑。目前香港並未配置任何DNP-SSNMR儀器，此缺失尤為顯著，因大中華區此類設施本就稀缺，僅有武漢與合肥兩地設有相關設備。因此，在香港建立DNP-SSNMR設施不僅能滿足本地科研社群的迫切需求，更將大幅提升中國南部地區的科技實力。
DNP-SSNMR在應對全球關鍵挑戰方面潛力巨大。在物理與材料科學領域，該技術對推動永續能源解決方案至關重要，可用於表徵催化劑、電池及太陽能電池的創新材料，並在奈米技術、藥物開發及超分子結構研究中扮演核心角色。在生命科學領域，DNP-SSNMR是化學與合成生物學、現代診斷技術及個人化醫療革新的驅動力，能揭示疾病特異性分子標記，並闡明生物大分子在健康與疾病狀態下的運作機制，助力新型治療藥物的研發。隨著我們邁入大數據時代，DNP-SSNMR將能應對從探索新型材料特性到研究複雜生物系統等一系列科學問題。
團隊提議在香港建立一座獨特且最先進的DNP-SSNMR設施，服務範圍涵蓋全港及大灣區科研社群，旨在協助研究人員取得高品質且具影響力的研究成果。作為區域內首座同類設施，其需求預計將極為龐大，初期將優先支援核心團隊確定的關鍵研究領域。除大學機構外，香港及大灣區的工業界亦將成為主要受益者，許多長期未解的技術難題有望通過此設施獲得突破。此設施的設立將強化跨領域合作，促進學術界與產業界的知識轉移，並為區域內科研人才提供尖端技術培訓平台，進一步鞏固香港作為國際創新樞紐的地位，同時為全球能源轉型、醫療革新與材料科學發展貢獻關鍵技術支撐。
項目編號： C5074-24EF
項目名稱： 虛擬實境與擴增實境雙眼頭盔的光度學及色度學特性的測試平台研發
項目統籌者：魏敏晨教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
在當今世界，大約80%的信息是通過眼睛獲取的。各種顯示器已成為我們日常生活中不可或缺的一部分，專家們在顯示設計、工程和製造方面付出了巨大努力。近年來，虛擬現實（VR）和增強現實（AR）頭戴設備正在興起，提供沉浸式、互動性和逼真的體驗。蘋果和Meta等公司的最新產品引起了極大的關注。
儘管VR和AR領域充滿了興奮和大量投資，但這些頭戴設備仍未被廣泛使用。主要原因是其視覺體驗遠不如傳統顯示器。與我們從遠處觀看的傳統顯示器不同，VR/AR頭戴設備將顯示屏放置在非常接近眼睛的位置，創造了完全不同的觀看條件。這種接近性改變了我們感知亮度、顏色和幾何形狀的方式，使得使用傳統方法設計和表徵頭戴設備變得具有挑戰性。
為了解決這個問題，本項目旨在開發和建立一個新系統，以測量這些近眼顯示器的各種光度和色度特性。該系統將通過提供與用戶視覺體驗直接相關的全面和詳細的測量、分析和規格，幫助改進VR/AR頭戴設備。例如，它將自動測量和表徵顯示器的亮度和顏色的準確性和均勻性，以及用戶感知的圖像質量。這些測量至關重要，因為它們通過產品工程和設計直接影響用戶體驗。
該系統將包括基於研究團隊長期專業知識和工作的先進硬體和軟體。硬體將包括六個工作站，每個工作站設計用於測量頭戴設備性能的不同方面。其中一個最具創新性的組件是由研究團隊設計的錐光鏡，它可以捕捉具有寬視場和高分辨率的圖像，以確保準確和可靠的測量。軟體將由團隊開發，以根據測量結果進行全面分析，規格將通過心理物理研究由團隊制定。
通過將設計和工程結果與用戶體驗聯繫起來，該系統將為研究人員和行業專業人士提供有價值的見解，以實現更好的設計、工程和製造。這些最終將帶來更好的產品，為用戶提供更愉快和逼真的視覺體驗，使VR和AR技術對更廣泛的受眾更具吸引力和吸引力。
2024/25年度新進學者協作研究補助金
項目編號： C1002-24Y
項目名稱： 高比能動力電池用富鋰正極材料的開發
項目統籌者：劉奇教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
鋰離子電池（LIBs）是電動汽車（EVs）的核心動力來源。目前廣泛使用的三元過渡金屬氧化物正極材料已接近理論容量極限，限制其商業進程。無鈷富鋰層狀氧化物（LLOs）因其獨特的陰離子氧化還原機制和高達3.7 V的截止電壓，展現出超過250 mAh/g的比容量，為高比能鋰離子電池發展提供新方向。然而，LLOs仍面臨諸多挑戰，其中電壓衰減問題尤為突出，主要源於其內部蜂窩狀結構的不穩定性。近期，本團隊通過過渡金屬釘紮設計成功合成新型O2型LLOs，顯著抑制電壓衰減。基於此，本項目聚焦更具潛力的O3型LLOs，提出原子摻雜與表面改性協同策略，進一步穩定結構並強化電化學性能。本項目旨在超越現有電池技術，開發高比能O3型LLOs及全電池器件，為電動汽車的發展提供動力支持。
項目編號： C1003-24Y
項目名稱： 高性能長壽命陰離子交換膜水電解：從材料設計到電池創新
項目統籌者：王健教授
院校名稱：香港城市大學
項目摘要
氫氣是一種極具前景的綠色燃料，其大規模應用可有效應對氣候變化，從而幫助實現聯合國的可持續發展目標。對於綠色氫氣的生產，陰離子交換膜水電解（AEMWE）是一種領先的下一代製氫技術，它可以利用廉價豐產催化劑通過可再生能源電力驅動將水分解為氫氣和氧氣。然而，目前AEMWE的能量效率和運行穩定性尚不令人滿意，這主要是由於催化劑性能不佳，陰離子交換膜導電性和穩定性差，以及電解池裝置設計低效導致。AEMWE這些關鍵組件之間相互作用復雜， 使得優化這項技術極具挑戰。為了解決這一問題，該項目整合了包括能源、材料科學、化學和機械工程在內的必要跨學科專業知識，通過創新催化劑、膜和電解池設計來開發高性能和長壽命的AEMWE。團隊將開發出一種合理的方法顯著提升AEMWE的性能。
項目編號： C2005-24Y
項目名稱： 非完備場景下的可信基礎模型
項目統籌者：韓波博士
院校名稱：香港浸會大學
項目摘要
我們已經進入了人工智能的新時代，ChatGPT 和 Sora 等基礎模型已成為具有強大功能的關鍵工具且服務於大多數領域和任務。然而，基礎模型的部署在穩健性、安全性、公平性和可靠性等方面引發了大量的擔憂。在社會科學中，雖然基礎模型可以對大量定性數據集進行高級分析，但它們也面臨著確保針對數據異常的穩健性和表示公平性的問題。在醫學科學中，基礎模型透過其處理大規模醫學數據集的能力有望帶來一場革新，但它們必須以最高的安全性和可靠性來實現這一點，以防止有害後果。因此，該項目透過開發可信基礎模型為上述基礎模型的問題引入了解決方案。具體來說，可信基礎模型將解決四大挑戰，包括針對噪聲輸入的穩健性、針對對抗性提示的安全性、針對有偏見的訓練數據的公平性、以及針對非充分知識的可靠性。此外，透過開發先進且有針對性的解決方案，該項目旨在增強可信基礎模型的功能性和可靠性，特別是在社會科學和醫學科學等關鍵領域，從而促進可信基礎模型負責任且有益地融入這些領域。總之，該合作項目有望解決四大挑戰並構建可信基礎模型，從而進一步部署到更廣泛的科學和工業應用中。
項目編號： C4002-24Y
項目名稱： 針對新興病毒變種的抗體交叉反應性的臨床和機制研究，以促進疫苗設計
項目統籌者：張栢恒教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
為應對快速演變病毒所構成之持續威脅，以及其對傳統疫苗效力造成之阻礙，本研究團隊正積極研發先進電腦模型，旨在模擬抗原與抗體於抗原表位層次之相互作用。此「虛擬實驗室」之建構，將能精確鑑定出具廣泛交叉反應性之抗體，對於設計可提供更廣泛保護、以抵抗病毒變異之新世代疫苗至關重要。為驗證此等電腦模型之準確性，團隊將採用來自不同病人組別之真實臨床樣本進行驗證。透過比較模型預測結果與實際抗體反應，本研究團隊冀望確保模型之穩健性、臨床相關性，並能精確反映人類免疫反應，從而有效銜接理論與實踐。為實現持久且廣泛之保護效果，本研究團隊將進一步追蹤疫苗接種後抗體於生物體內之演變歷程。此追蹤研究將有助於揭示廣泛反應性疫苗候選物如何驅動抗體成熟，為優化疫苗設計提供關鍵性之洞察，最終達成發展可持續且能適應未來病毒變種之免疫力之目標。
項目編號： C4004-24Y
項目名稱： 多功能大規模三維光電神經形態計算系統
項目統籌者：黃超然教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
傳統集成電路已經難以滿足人工智能（AI）快速增長的計算需求。根據OpenAI估計，AI計算需求每兩年增長100倍，增速超過摩爾定律50倍。為突破摩爾定律的限制，神經形態計算系統應運而生。與傳統處理器的順序處理方式不同，神經形態計算系統採用高度並行的運行模式，大幅提升了計算速度和能效。然而，神經形態硬件在規模擴展方面仍然面臨諸多挑戰。由於規模受限，目前大多數神經形態硬件僅能完成基礎的基準測試，難以支持實際應用場景。
此項目致力於探索實現大規模神經形態計算系統的可行路線。該系統不僅在計算速度和能效上大幅超越傳統數字集成電路，還能處理海量參數，支持運行大型AI模型。為了實現這一目標，項目提出了一種基於3D光子-電子神經形態計算系統的創新方案。該方案利用新型光學超表面器件，能夠在一次運算中處理千萬個參數，且幾乎不消耗能量。初步研究顯示，團隊已成功在一塊超表面芯片上集成4000萬個光學神經元，其計算性能相當於50層卷積神經網絡（ResNet 50），同時計算時間和能耗相較於GPU降低了1000倍以上。
儘管光學超表面具備顯著優勢，但仍面臨製造缺陷和可編程受限的挑戰。為解決這些問題，此項目將創新地開發適用於光學超表面神經網路的新型計算框架和架構，使其能夠擴展至任意寬度、深度和複雜度。這些創新不僅將支持實現大規模AI模型，還將顯著提高系統對製造和實施誤差的容忍能力。此外，團隊也計畫擴展系統功能，打造一個能夠並行處理多模態AI任務的運算平台。此擴展將利用多維光學復用技術，在不增加設計和設備複雜性的前提下，進一步提升系統效能。
最終，團隊期望該系統憑藉其前所未有的規模和能力，為解決實際AI挑戰提供高效解決方案。團隊將展示該系統在多學科領域的實際應用和影響，包括加速全片影像（WSI）的癌症檢測分析，以及支援智慧電網的大規模科學模擬。項目的成功實施將交付一套大規模、低功耗、高效能的神經形態運算系統，為未來多種AI應用的發展提供強大動力。
項目編號： C4005-24Y
項目名稱： 基礎編輯作為神經發育障礙的干預策略：研究病理生理機制和治療應用
項目統籌者：葉栢勤教授
院校名稱：香港中文大學
項目摘要
神經發育障礙（NDD）影響著全球很大一部分兒童，患病率為5-10%。 儘管致病基因存在差異，但不同的NDD有共同的併發症，包括智力殘疾、自閉症特徵、感覺和運動異常。 在缺乏有前景的候選藥物的情况下，該領域正在將重點轉向基因治療作為一種潛在的治療方法。 然而，基因治療是否可以可靠地應用於糾正神經發育缺陷尚不清楚。因此，在這個項目中，團隊組建了一個多學科團隊，評估鹼基編輯系統作為NDD潛在可翻譯治療策略的可行性和有效性。 團隊的初步遺傳分析表明，使用這種策略可以精確糾正高置信度NDD相關基因中超過40%的致病性變異，突顯了這項技術對NDD的潛在影響。
項目編號： C5001-24Y
項目名稱： 基於有機/二維材料異質結憶阻器陣列的柔性視網膜系統
項目統籌者：韓素婷教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
這項目的重點是開發一種受人眼啟發的新型人工視覺系統，稱為視網膜仿生系統。人眼非常高效，具有寬廣的視野、低能耗以及在視覺信息傳達到大腦之前進行預處理的能力。通過模仿這些特性，科學家們旨在利用先進的有機/二維異質結構憶阻器材料創建一個靈活的、圓頂形狀的人工視網膜。這些材料具有柔性、成本效益高且與生物系統兼容的特點，使其成為創建無畸變人工視網膜的理想選擇。
這项目的目標是構建一個具有180°×180°視野和高分辨率的系統，且能耗極低。這可能會徹底改變機器視覺，使機器人和自動駕駛車輛能夠更像人類一樣看見和處理視覺信息。這將改善製造自動化、增強自動駕駛汽車的導航能力，並帶來更先進的監控系統。
此外，這項目可能推動神經形態計算的發展，神經形態計算旨在複製大腦的神經處理方式。通過這樣做，它可能會帶來更高效和強大的計算機系統，以類似於生物系統的方式處理信息。該研究還將為材料科學、電子學和神經科學等領域做出貢獻，為對尖端技術和跨學科研究感興趣的學生和研究人員提供寶貴的學習機會。
項目編號： C5002-24Y
項目名稱： 基於共格納米蜂窩結構設計具有超高強度、塑性和熱穩定的納米雙相合金
項目統籌者：焦增寶教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
在航空航天、交通運輸和能源等諸多領域，迫切需要能夠在常溫和高溫環境下表現出高強度、高塑性和良好穩定性的先進材料。納米晶材料因其高強度和高耐磨性而備受關注，然而其室溫脆性和高溫不穩定性極大地限制了其在實際工程中的廣泛應用。本項目旨在開發一種具有納米尺度蜂窩狀結構的新型納米晶合金，以突破這些限制，本研究目標是設計和測試這些新型合金，深入探討其在不同環境下的原子結構、穩定性和力學性能。從科學角度看，本項目將揭示影響這些材料在不同溫度條件下形成、變形和熱穩定性的內在機制；從技術角度來看，本項目有望開發出一種兼具高強度、良好塑性和優異熱穩定性的新型材料，適用於廣泛的工程應用。預計本項目的研究成果將為深入理解和提升納米結構材料的力學性能和熱穩定性提供關鍵見解，為解決納米晶合金脆性與熱穩定性這一長期挑戰奠定基礎，進而推動設計出兼具高強度、高塑性和熱穩定性的新型材料，最终這將有助於香港的技術進步並支持工業發展。
項目編號： C5004-24Y
項目名稱： 用於可持續城市微氣候設計的人工智能風場模擬
項目統籌者：尤若于教授
院校名稱：香港理工大學
項目摘要
全球正面臨氣候變化的挑戰，而香港作為一個高密度城市，面臨著巨大的挑戰。由於城市熱島效應（UHI）的影響，熱浪可能使城市環境變得難以忍受。先前的研究表明，雖然城市的氣候無法改變，但我們可以創造局部的戶外降溫區。我們可以通過城市微氣候的早期設計和規劃來優化熱舒適性和風舒適性，並將熱壓力風險降至最低，而設計過程需要精密的城市風模擬。因此，需要一種高效且準確的風場模擬工具，讓城市規劃者能夠使用。團隊將開發一個人工智能增強的湍流模型，以提高現有計算流體動力學（CFD）模擬的準確性，同時保持相近的計算成本。團隊計劃利用開發的人工智能增強湍流模型來訓練一個端到端的神經網絡，作為可持續城市微氣候設計的CFD替代方案。最後，團隊將展示這個人工智能風場模擬工具在香港的空氣流通評估和城市通風走廊規劃中的應用。
項目編號： C6001-24Y
項目名稱： 大灣區揮發性有機物的海洋排放：與空氣質素和氣候變遷的相互作用
項目統籌者：顧達薩教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
海洋來源的揮發性有機物在沿海地區形成臭氧和氣溶膠方面扮演著重要角色，特別是在浮游植物繁盛期間，排放量增加的情況下。其中一些有機物，如鹵代烴，被視為溫室氣體和臭氧消耗物質，對氣候變化和平流層臭氧耗損有著重要影響。然而，由於缺乏測量數據和複雜的生產過程，海洋揮發性有機物的估算差異非常巨大。因此，迫切需要對海洋揮發性有機物及其對空氣質量和氣候變化的影響進行深入的研究。
在這個項目中，團隊計劃建立一個研究框架，使用多種技術來研究大灣區沿海水域的海洋揮發性有機物。團隊將從地面、海上和空中平台收集數據，使用“自上而下”的方法來測量海洋揮發性有機物。此外，衛星觀測將幫助團隊使用“自下而上”的方法估算海洋揮發性有機物的排放。團隊還將研究不同浮游植物如何產生揮發性有機物，以了解它們的敏感性。通過計算機模型，團隊將探索海洋揮發性有機物與空氣質量和氣候變化之間的關係，並評估結果中的不確定性。這個協作項目匯集了大氣化學、海洋生態學和數值模擬等領域的專家。研究結果對於監測和改善香港及大灣區的沿海環境至關重要。此外，這個項目還可以為區域、國家和全球的可持續發展做出貢獻。
項目編號： C6002-24Y
項目名稱： 基於活體建築材料開發適用於零資源-極端惡劣環境的地外建築技術
項目統籌者：仇霽申教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
月球和火星極度缺乏資源，且環境極端惡劣（極寒、準真空和遠低於地球的重力）。學界已提出了多種概念性的地外建造方案，為未來的月球和火星基地做技術準備。這些技術方案可被歸納爲“利用太陽光、激光或微波現場加熱熔融月球或火星土壤以形成工程材料，結合增材製造工藝建造全尺寸結構”。它們雖然在一定程度上應對了在資源、環境和自動化方面的挑戰，但其能耗仍然過於龐大。即使利用現有最大尺寸的火箭，運送現有最高效的能源收集設備至現場，最樂觀的情況下，仍需數月時間才能建造一個僅供數人使用的小型房屋。
團隊將研究探索一種全新的地外建造技術，該技術也將適用於在遠離海岸線的南極內陸開發大型項目。這項技術將基於一種新型的可承重複合材料——活體建築材料(LBM)。它利用微生物及其合成的水凝膠粘接現場的沙粒，形成高性能工程材料。與基於月球或火星土壤的建材相比，該技術可直接利用在地的低溫和低氣壓優化生物凝膠的交聯和相變，並通過基因工程提升凝膠的工程性能，進而降低建造能耗和提高材料利用率。本研究團隊已經在類火星的環境中試驗並展示了全自動LBM建造和高性能LBM結構設計的可能性。本項目將著力解決該技術在真正的地外環境中將面臨的諸多挑戰。首先，團隊將利用生物合成技術製備粘性蛋白質作爲LBM的粘接材料，並研究抗凍劑對於其流變-力學性能的提昇。其次，團隊將在既有的3D打印機中加入實時溫度監測功能以控製生物凝膠的打印，並研究其在寒冷環境中的打印性能。再次，團隊將基於機器學習開發一種可預測極低氣溫和氣壓中成型的LBM微觀結構的模型，並結合多尺度CFD-DEM模型以優化LBM的力學性能。最後，團隊將研究低溫和低壓環境對LBM的活體功能的影響，進而探索地外環境中再生該材料的可行性。
項目編號： C6003-24Y
項目名稱： 基於電路基礎模型的智能化敏捷集成電路設計方法
項目統籌者：謝知遥教授
院校名稱：香港科技大學
項目摘要
基於超大規模集成電路的芯片是我們現代信息社會的基礎。然而，芯片設計的日益複雜化導致了芯片設計成本的飆升，據估計，在最新技術節點，芯片的平均總設計成本將超過5億美元。針對這一挑戰，近年來，由人工智慧（AI）輔助芯片設計的方法在提高設計效率和降低設計成本方面展現出了極大潛力。在本研究項目中，研究團隊將開發名為“電路基座模型”的新型AI解決方案，用於支持敏捷的芯片設計流程。“電路基座模型”是一種創新性的AI基座大模型，通過針對電路數據的定制化，電路基座模型能夠捕捉集成電路數據的許多獨有的特性。與針對特定任務的傳統監督式AI相比，電路基座模型旨在從根本上增強AI對電路的理解能力，並實現針對多種芯片設計任務的泛化性。具體來說，研究團隊將開發多模態的電路編碼AI模型以捕捉電路結構和設計功能，以及基於大型語言模型的電路解碼AI模型以自動生成芯片設計。此外，電路基座模型還將為電路設計過程提供基於自然語言的控制介面。通過擴大模型規模和訓練數據量，開源的電路基座模型有望提供一個通用的基礎，支持不同的電路設計團隊構建他們自己微調的AI解決方案。總結而言，電路基座模型將促進電路設計範式的轉變，從依賴人工和反復迭代的設計流程轉變為基於定制化大模型的智慧與敏捷的設計流程。
項目編號： C7001-24Y
項目名稱： 多模態生物心理社會評估與非藥物介入對難治性精神分裂症譜系障礙患者認知功能下降的影響
項目統籌者：陳喆燁教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
精神分裂症是一種有著不同長期結果的慢性重性精神障礙。儘管幹預措施取得了進展，但最近的長期追蹤研究表明患者的長期功能恢復改善有限， 患者的認知功能缺陷可能是導致這種情況的主要原因。大約有15-30% 的精神分裂症患者對在接受至少兩種不同類型的抗精神病藥物治療後症狀仍未得到明顯改善，被認為是難治性精神分裂症，他們的功能恢復和認知功能相對較差。對於難治性精神分裂症患者的縱向認知功能變化及其可能的機制的理解仍然有限，並且缺乏有效幹預措施。近期研究顯示神經退化過程可能是精神分裂症進展的關鍵解釋之一。研究發現精神分裂症和阿茲海默症的遺傳易感性可能存在重疊的部分，微生物-腸-腦軸在不同人群的認知功能中發揮的不同作用，這都表明生物-心理-社會因素存在的複雜交互作用可能導致了精神分裂症患者的神經退化病變，加速了疾病的進展。綜上所述，團隊提出了四項相互關聯的系統性研究，期望闡明難治性精神分裂症患者認知功能缺陷及加速衰退的機制，並制定出有效的介入策略。第一項研究是基於先前的巢式病例對照研究收集的難治性和非難治性精神分裂症患者進行的為期12年的追蹤研究，旨在利用臨床和認知功能評估以及腦部核磁共振數據來探討兩組患者的認知功能的縱向變化。難治性精神分裂症患者的認知功能衰退可能會加速，腦體積的變化可能會更大地偏離正常的腦衰老軌跡。第二項研究是一項隨機對照試驗，旨在檢驗有氧運動、經顱直流電刺激和聯合有氧運動和經顱直流電刺激對難治性精神分裂症患者認知功能改善的影響，同時也將探索腸道微生物群和大腦功能在這些幹預的影響中可能發揮的作用。第三項研究將研究微生物-腸-腦軸在下列變化或現像中可能存在的潛在作用：在難治性和非難治性精神分裂症患者認知功能差異，難治性精神分裂症患者認知加速衰退過程，以及第二項研究之中難治性精神分裂症患者接受介入時認知功能改變。第四項研究將研究精神分裂症、阿茲海默症和智力的共同遺傳易感性，以及縱向社會心理因素對精神分裂症患者認知缺陷和難治性精神分裂症患者認知加速衰退的影響。這些研究的結果對於系統性理解精神分裂症患者神經退化機制至關重要，並將為指導未來的重性精神疾病服務發展以改精神分裂症善患者的長期結果起到重要作用。
項目編號： C7003-24Y
項目名稱： 面向快速高效基因組分析的異構存算一體硬件技術
項目統籌者：李燦教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
快速的基因組分析，有助於醫生做出更好的決策，通過個性化的醫療提高患者的預後，並降低醫療成本。這一進展促使美國、英國、中國、沙特阿拉伯等國家啓動了國家基因組項目。這一技術也用於快速檢測病原體，從而對於醫療保健和政策決策至關重要，例如識別耐藥基因或追蹤環境中的新冠病毒。
這些應用利用了先進的測序技術，使DNA和RNA測序速度大大加快。然而，處理這些測序數據的需求已經超過了計算機硬件的發展。這一問題在單細胞分析興起的背景下更加突出，因為這需要分析大量數據。此項目旨在創建突破性的硬件技術，直接在存儲器中處理數據，這已被證明可以加速人工智能和大數據任務，但在基因組分析中並不是唯一的挑戰。這需要從生物醫學算法到新型計算架構的多領域專業知識。
在該項目中，團隊計劃開發新的內存計算技術用於基因組分析。團隊將使用基於RRAM的存內計算，不僅用於基本矩陣計算，還用於更複雜基因組分析特定的任務。團隊將構建一個優化設備的原型系統，並開發與此硬件配合良好的算法，例如直接處理測序儀的原始數據。最終系統將展示如識別病毒變體和分析單細胞數據等應用，顯示出比當前方法顯著的改進。此經驗豐富的團隊以及行業顧問對所需技術有深刻的理解。雖然團隊使用RRAM作為測試平台，但團隊的方法可以應用於其他存儲器技術。成功開發這些技術將導致更快速和高效的數據分析，幫助生物學家和醫生加快診斷、研究和技術進步。
項目編號： C7004-24Y
項目名稱： 具有高性能圓偏振發光的硼氮(BN)螺旋分子：新材料的合成、機理的理解和器件的開發
項目統籌者：劉俊治教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
有機發光二極體 (OLED) 因其完美的色彩、更低的能耗和更高的效率而被視為下一代照明和顯示技術最有前途的候選人。然而，OLED 顯示器中對比度增強的圓偏振器會導致約 50% 的內部光損失，而這個問題可以透過在圓偏振 OLED (CP-OLED) 中使用有機手性材料來克服。儘管過去幾年來人們致力於開發用於 CP-OLED 的手性有機分子，但這些分子表現出較小的發光不對稱因子 (glum) 值，因此裝置性能較差。因此，開發具有高光致發光量子產率 (PLQY) 和大 glum 值的手性有機材料仍然是一個尚未解決的科學挑戰，限制了 CP-OLED 裝置的性能和發展。
在這個合作項目中，團隊的目標是合理地開發一類新的手性功能材料，即內螺氮硼烯 (HABs)，這是香港大學的團隊最近率先開發出來的。團隊的早期結果表明，這些非常規手性分子表現出優異的圓偏振發光 (CPL)，其 glum 值是迄今為止報告的最大值之一。團隊的目標是全面了解這種新材料HABs中 CPL 的基本機制，使團隊能夠設計和合成具有更好 CPL 性能的新型分子。最後，團隊將探索它們在 CP-OLED 中的應用。作為關鍵成果，團隊希望建立新的基於溶液的材料化學，為這些所得非常規 BN 摻雜的共軛螺旋材料的應用描繪可靠的結構-性能-應用關係。
項目編號： C7005-24Y
項目名稱： 睡眠和晝夜節律作為在注意力缺陷多動障礙（ADHD）中的跨診斷機制
項目統籌者：李馨教授
院校名稱：香港大學
項目摘要
注意力缺陷多動障礙（ADHD）是一種在兒童青少年中常見的病症，但它可能以不同方式呈現和影響患者，使得開發有效的治療方案具有挑戰性。導致ADHD複雜性的一個重要因素是睡眠。許多ADHD患者有睡眠問題，這可能加劇他們的ADHD症狀，增加其他心理健康問題的風險並降低常規治療的有效性。ADHD與睡眠和晝夜節律之間的交互作用是複雜的，可能會影響患者整日保持適宜覺醒水平的能力。ADHD的患者本身通常難以調節他們的覺醒水平，這使得他們難以持續實現最佳的覺醒狀態。這些困難可能會因睡眠和晝夜節律問題而進一步惡化，損害他們維持理想覺醒狀態的能力。然而，睡眠和晝夜節律問題如何影響ADHD，尤其是對覺醒系統的具體機制仍不清楚。
本研究旨在利用先進的技術，包括使用結合深度表型分析策略和對神經生物學、環境、行為和心理因素的全面評估，來填補現時研究中的空白，以增進我們對睡眠、晝夜節律和ADHD之間關係的理解。研究目標是揭示ADHD中睡眠和晝夜節律問題的潛在機制，並識別可能與睡眠和晝夜節律相關的ADHD亞型。此外，本項目將評估針對睡眠和晝夜節律的治療對患有ADHD的青少年的影響，重點關注覺醒系統。這項研究採取適合實際臨床應用的方法，從長遠來看，旨在發展實證為本的、更個性化的ADHD治療策略，這將有助於改善這一疾病的治療方法並提升對患有ADHD的兒童青少年的護理和臨床服務。