項目編號: R1016–20
項目名稱: 基於遠紫外線和負離子的生物氣溶膠快速檢測和協同化消毒機理及現場試驗研究
項目統籌員: 賴志強教授（城大）
摘要
自2019年12月以來，全球範圍內新型冠狀病毒肺炎（COVID–19）確診已超過1.09億例，致死人數高達240萬。然而，全球疫情尚未出現緩和跡象，仍在持續爆發。
針對目前的COVID–19疫情以及將來可能出現的其它類似大流行病，我們需要盡快找到遏制病毒等潛在病原體通過氣溶膠傳播的方法。本研究旨在提出先進有效的方法來探測和辨別室內生物氣溶膠並進行滅活與消殺。
現有生物氣溶膠採樣技術仍不能有效地採集所有大小的微生物，比如亞微米級別的病毒。此外，應用進一步微生物培養的方法來表徵捕獲的生物氣溶膠通常存在一定偏差。為了解決這些問題，本項目將結合先進的氣溶膠技術與最新的分子生物學方法，以實現對包括SARS–CoV–2病毒在內的靶向微生物的快速準確檢測以及生物氣溶膠成分的辨別。該研究方法將能夠適用於探測香港不同建築室內環境中的生物氣溶膠組成成分。
室內空氣中釋放的生物氣溶膠通常會因光化學作用老化。該過程同樣會影響最終的消毒效率。本研究將模擬典型的室內條件，在實驗室內進行實驗來研究和闡述生物氣溶膠的老化過程。
最近研究表明，與常用的波長為254nm的紫外線相比，波長為222nm的遠紫外線不僅可以更高效地消毒，而且更安全。此外，相關研究已證實負離子也能對空氣進行消毒。然而目前關於兩者的協同消毒作用及機理的研究較少。因此，本研究將結合遠紫外線和負離子技術，應用兩者之間的協同消殺效應，以實現高於 99.9%的微生物滅活率。通過實驗室研究，本項目將確定不同條件下多種細菌和病毒的滅活效率，並通過生化測試分析和高解析度顯微鏡技術進一步研究其內在消殺機理。實驗室研究結果將用於高效生物氣溶膠消殺裝置的開發，並於不同建築室內進行現場測試，以驗證其在真實場景下的有效性。
除學術界外，該項目還獲得了來自香港綠色建築委員會、信和集團、Arup等業界單位以及機電工程署的大力支持。總的來說，該研究可以滿足目前香港乃至全球範圍，對於室內空氣中病原體（包括SARS–CoV–2病毒）快速檢測和滅活與消殺技術的需求，為室內人員提供安全保障。該研究的成果不僅有利於我們當前的抗疫工作，也將大大提高我們對未來流行病的防備能力。
項目編號: R2002–20
項目名稱: 利用大數據分析來促進智慧低碳城市：以人為中心、社區為本及深度參與的香港模式
項目統籌員: 馬雅燕博士（浸大）
摘要
本項目糅合數據科學、氣候學、節能及太陽能技術、能源政策和管治，及參與式藝術，在香港四個社區，邀請六百個住戶參與研究，建構一個模型，展示數據科學和巿民參與如何影響他們的用電行為和習慣。本項目將透過手機應用程序向住戶提供用電建議及組織不同的社區活動，從而了解如何改變巿區住戶，特別是在節約能源和安裝太陽能設備方面的行為轉變。巿民參與社區活動系列包括：定期社區聚會活動、不同的協作和合作計劃（例如學生主導的巿民科學項目和網上互動能源地圖），及制訂代碳社區的指標。本項跨學科的研究課題，涉及九間本地和海外院校的十七位學者合作研究；同時有九個來自院校、商界和社會服務的機構進行協作。
項目編號: R4003–20
項目名稱: 香港證券市場的市場微觀結構–增強市場質量和價格穩定性
項目統籌員: 陳家樂教授（中大）
摘要
市場微觀結構是對不同市場結構和交易機制如何影響價格發現過程、執行速度、市場流動性、價格波動性、交易行為和交易成本的分析研究。由於市場格局變化快速，市場微觀結構成為了發展最快的金融研究領域之一。全球交易所之間的激烈競爭，機構投資者的需求，創新性交易技術以及推動電子交易和演算法交易快速發展的先進技術，令今日的交易制度變得更加複雜。
香港股市在過去十年增長驚人， 2019 年，香港股票市值在世界排名第六，在亞洲排名第三。就IPO 集資額而言，它在2019 年排名世界首位，總集資額達3,080 億港元，儘管大多數IPO 都是內地公司。通過引入連接香港交易所到上海和深圳證券交易所的滬港通，香港市場已成為國際投資者投資內地股票和中國投資者投資海外的渠道。正如香港交易所《戰略規劃2019–2021》確認，全球市場的投資者結構發生了變化，行業競爭加劇以吸引交易量。《戰略計劃》概述香港交易所的一項重要舉措是「改善市場微結構，令香港市場更具全球競爭力、成本更低、參與更易，進而提高整體市場流動性」。
本項目研究四個與增加流動性供應和抑制香港股市波動有關的重要議題：
- 收市競價交易時段（CAS）對當日流動性模式和控制收市前股價波動的效果；
- 市場波動調節機制（VCM）在價格劇烈波動期間提供流動性的有效性；
- 高頻交易（HFT）對市場波動性和流動性的影響；
- 滬港通對增加股票流動性方面的作用。
決策者和市場參與者都十分關注上述有關香港股市發展的重要議題，本研究影響基金項目中討論的議題與當前的情況相關，研究結果將具有重要的政策含義。儘管也有對其他市場的類似研究，但香港股票市場的特殊之處將令本項目產生嶄新的發現。
項目編號: R4018–20
項目名稱: 香港小學學童及家庭體力活動推廣：健康生活社區計劃（至F.I.T.家庭）
項目統籌員: 王香生教授（中大）
摘要
全球超過14 億成年人未能達到促進健康的體力活動建議，因而處於患上非傳染性疾病的風險。世界衛生組織（世衛）和聯合國已為減少體力活動不足的問題訂下目標，希望在2030 年前減低因非傳染性疾病所導致的早逝比率。恆常體力活動對兒童和青少年的健康有莫大好處，這包括減少心血管疾病風險、提升體能，以及改善認知能力和精神健康。可惜地，近期由全球160萬11–17歲兒童及青少年所匯報的數據顯示，有85%女童和78%男童缺乏足夠體⼒活動。參照世衛和聯合國的⽅案，香港特別行政區政府食物及衞生局和衛生署已制訂一項策略和行動計劃 （SAP），來預防和控制香港的非傳染性疾病。這項SAP 計劃的目標是在2025 年前減少青少年活動不足的情況10%。然而，因應目前持續的2019 冠狀病毒病 （COVID–19）疫情所導致的全球體力活動下降，上述目標變得更具挑戰。因此，一個安全而創新的體力活動計劃去有效地提升兒童及青少年的體力活動水平是急切需要的。
「香港健康活力兒童計劃」自2015 年起推行，旨在綜合現有關於香港兒童及青少年體力活動指標的證據。這計劃亦是國際組織「健康活力兒童環球聯盟」推動國際知識轉移的一部份。在環球聯盟的支持下，我們團隊根據國際間與兒童及青少年體力活動有關的指標，為香港兒童及青少年進行了全面和系統性的評估。我們在2016 年和2018 年發佈的「健康活力兒童–香港兒童及青少年體力活動報告卡」獲得廣泛媒體報道，並成功引起公眾關注。近期2018 年報告卡的結果顯示，香港兒童及青少年的體力活動和體適能屬低水平，而靜態行為則多，當中有接近四分之一屬過重或肥胖。其中較值得關注的是，我們發現家庭支持這指標對於香港的兒童及青少年體力活動屬差劣。父母因素和家居環境已獲顯示對於推動兒童及青少年有重要作用。鑒於COVID–19 導致兒童及青少年需要留在家中上課，家長亦需要在家工作，因此推行一個以家居為本的家庭體力活動干預方案是及時和必須，並可從而提升體力活動，以抗衡因更多靜態生活模式對體能及情緒健康指標的壞影響。
基於之前報告卡的成果，本項目的第一階段將針對2018 年報告卡的過程和影響作檢討。尤其，多學科研究工作小組會就着未來的體力活動相關項目進行線上調查，並同時制訂鼓勵兒童和青少年增加體力活動的方案。第二階段目標則為研究為期四個月的家居為本家庭生活模式項目（「至F.I.T. 家庭」），對本地小學學童和他們的家庭成員在體適能、肥胖和家庭支持這三大指標上的影響。是項研究的結果，可以為將來制訂以家庭為基礎的體力活動策略提供相關理論依據，並為家長和教育工作者提供教學指引，從而在COVID–19 間，以及往後中、長期階段改善兒童和青少年的健康。
項目編號: R5028–20
項目名稱: 腦卒中患者偏癱上肢可穿戴式閉環神經控制提醒治療法
項目統籌員: 方乃權教授（理大）
摘要
中風是香港住院的三大最常見原因之一，也是世界其他地區的一個嚴重健康問題，中風患者的住院日數是眾疾病中最高。中風常常引致癒後殘障，在中風倖存者中，有70％的患者會有永久性的上肢殘障。
早前由香港理工大學（理大）開發的「提醒治療法（RTM）」，是世界首創及建基在腦神經注意力理論上，為提醒中風患者使用偏癱上肢的治療方法。第一代的RTM使用了可穿戴式的感知提示手錶形裝置，目的是增強中風患者偏癱後對身體患側的意識，以減少身體單側的忽視並追踪有關的上肢動作。RTM是康復的全新概念，隨後理大開發了一種易於使用且價格低廉的可穿戴設備 – 感覺提示手錶，並已申請了兩項專利，現已在公立醫院用於中風患者， 改善因偏癱導致單側注意力不足和上肢運動習慣性廢用的情況。
近年來，閉環式神經科學受到了越來越多的關注，這是由於科技進步使得能夠利用來自記錄和解碼硬件的快速回饋環路得以實現。最初的RTM方法是基於簡單的開環式「刺激 – 回應」機制，可能無法滿足患者在日常生活中的個人化需求。在此項目中，我們建議開發下一代的RTM–使用閉環式可穿戴設備再結合記錄和刺激界面，以根據患手及非患手的實際活動，利用機器學習計算來治療中風後的偏癱上肢。
本研究結合了運動學，腦神經科學，電腦技術和電子工程方面的知識，並涵蓋了老齡人口對中風後的康復需求，機器學習的使用以及輔助設備製造的本地化及智能化，為香港和其他地區的廣大範圍提供潛在研究影響。除了在中短期目標中風患者將從本研究中受益之外，本研究將進一步推動在未來十年內該領域的研究和突破。
項目編號: R6005–20
項目名稱: 安全高能全固態鋰電池的研究與開發
項目統籌員: 趙天壽教授（科大）
摘要
本項目旨在開發具有高安全性、高能量密度的全固態鋰電池以滿足現代電子器件、無人機、機器人、電動車以及大型儲能等設備對移動電源日益增長的需求。當前，全固態鋰電池的商業化發展面臨兩大挑戰：即電池活性材料利用率低和內阻大。針對這兩個關鍵問題，我們將對全固態鋰電池的核心材料，即固態電解質、電極以及固態電解質/電極的界面展開系統性研究，從而獲得全固態鋰電池中活性材料利用率和電池內阻等關鍵問題的系統性認識。基於此，我們將展開有效的策略來消除電池發展的限制因素，並開發具有高安全性、長壽命和高能量密度的全固態鋰電池，進而促進實驗室科技成果產業化。全固態鋰電池的成功開發將縮小當前電池技術現狀與市場需求之間的差距，並有望滿足未來新的應用需求。
項目編號: R6021–20
項目名稱: 安全高效的跨企業聯邦學習關鍵技術研究
項目統籌員: 李波教授（科大）
摘要
機器學習（ML）技術的飛速發展正越來越多地用於解決大規模的現實問題。這些解決方案的成功關鍵取決於構建高級 ML 模型，該模型由從不同來源收集的大量數據驅動。但是，在我們社會的大多數領域，數據分散並鎖定在不同的組織中，並且通常沒有一個組織擁有足夠的高質量數據供高級 ML 使用。在實踐中，由於對數據隱私和機密性的日益關注，以及政府法規的監管，將單個組織的數據匯總到一個中央數據庫中進行訓練實際上是不可行的。
跨孤島式聯邦學習（FL）開闢了打破組織之間「數據孤島」的新途徑。它允許多個組織（客戶端）形成數據聯合，在該聯合中，他們可以由中央服務器協調的前提下協同訓練全局 ML 模型，而無需交換各自的私有訓練數據集。儘管跨孤島式聯邦學習承諾解決數據隱私，所有權和安全性的基本問題，但是實現這些承諾卻在系統設計，安全性和隱私方面提出了艱鉅的挑戰，並且需要有效的激勵機制，所有這些在實際環境中都是必不可少的。
在此項目中，我們的目標是設計，構建和評估用於安全，高效的跨數據孤島的聯邦學習系統全棧解決方案。具體而言，我們將開發一個新的聯邦學習平台，該平台將跨越許多不同組織不同地理位置的數據中心，提供一套編程抽象和工程優化方案，以支持使用不同的 ML 框架對大量數據進行有效的訓練，並採用了新的機制來保護數據隱私並抵禦來自聯盟內部和外部的對抗性攻擊，並建立有效的激勵機制，為組織參與聯盟學習提供強大的推動。我們將與機器學習領域的業界領先公司合作，並在與其核心業務相關的實際應用場景中評估我們解決方案的性能和有效性。預計該項目將極大地簡化實際中跨組織聯邦學習應用程序的開發和部署。
項目編號: R7012–20
項目名稱: 飲用水的鉛浸出問題：銅合金管道部件的熱機械加工的冶金機理影響
項目統籌員: 顏慶雲教授（港大）
摘要
飲用水中的鉛滲漏問題已經在不同地區引起嚴重關注。儘管在包括香港在內的大多數司法區中，飲用水管中使用的銅合金部件必須屬於「無鉛」等級，但仍不時有飲用水鉛含量超標的報導，2015年香港啟晴邨的鉛水事件就是一個例子。
傳統上，人們使用電化學來解釋銅合金部件中的鉛滲漏現象。但是，我們最近的研究表明這種解釋方法是不足夠的。取而代之的是，日常工程操作中的熱處理和機械處理會顯著增加銅合金表面上的鉛含量，從而導致鉛滲漏至超過可接受的閾值。
這個項目旨在尋找出有科學基礎的鉛滲漏問題解決方案。高通量實驗是一種可以同時測試許多參數的新型實驗，我們將通過這種實驗研究在香港市場上常用的各種認可的水管產品對熱機械誘導鉛滲漏的反應，我們也將通過顯微鏡技術對鉛滲漏的機理進行研究。在建立數據庫的基礎上，我們會使用數據分析的方法來設計操作規範和準則，以在安裝過程中正確處理管道組件以避免鉛滲漏，並足夠地浸沉新安裝的組件以確保在使用前把鉛完全浸出。
這個項目的影響將包括尋找出一個水管銅合金中鉛滲漏現象的冶金機理，一套新的管道安裝工程的工程準則和標準，以及長遠而言，透過進行立法修訂以解決鉛滲漏問題。
項目編號: R7021–20
項目名稱: 穿山甲和病原體：透過監察和阻止非法野生動植物貿易以促進公眾健康
項目統籌員: Timothy Carlton BONEBRAKE博士（港大）
摘要
全球化加劇人類和野生動物接觸，亦牽涉更多物種。歷史上很多主要疾病，例如1900年代早期的西班牙流感和近年的嚴重急性呼吸系統綜合症，均源於人類和野生動物的接觸。即使學界仍未能確定新冠病毒的來源，但已有大量證據指出病毒源自野生動物，而最有可能是蝙蝠透過中間宿主把病毒傳予人類。學界過去亦發現中國政府檢獲的走私穿山甲帶有類新冠病毒，因此牠們亦可能是宿主，可是至今仍未有足夠確鑿證據。然而，愈來愈多數據指出需要進一步研究穿山甲身上的病原體，以進一步理解新冠肺炎的成因和探討將來會否進一步經動物傳播。
由於穿山甲是全球最受走私活動影響的物種，所以此研究可透過了解穿山甲貿易，促進有關物種的保育工作。本研究將集合不同學科的專家，深入研究全球穿山甲貿易格局，並鑑定在檢獲穿山甲身上的病毒，推動「同一個健康」方針。研究重點為指出動物和人類健康息息相關，並皆受野生動物貿易影響。團隊將使用基因分析揭示走私穿山甲的來源地，並用同位素分析鑑定穿山甲被捕殺前的健康狀況。最後，團隊將鑑定檢獲穿山甲身上不同的病毒，總結非法野生動物貿易如何把不同病毒傳播至世界各地。此創新的研究將綜合保育和公共衛生研究，並有助管理野生動物貿易。
研究團隊在過往數年已跟穿山甲分佈範圍內的保育學家、非政府組織和政府建立合作關係。而這將促進在將來分享研究結果，並確保可為不同地區和全球的公共衛生和保育政策提供重要資訊。鑑於全球疫情，此研究聚焦新冠病毒和穿山甲，但團隊相信研究成果亦有助了解其他物種如何受野生動物貿易影響，和「同一個健康」方針如何影響社會。
項目編號: R7022–20
項目名稱: 驅動突變特異性腫瘤類器官生物樣本庫在肝癌臨床轉化研究中的應用
項目統籌員: 馬桂宜博士（港大）
摘要
肝癌（HCC）在中國及中國香港地區尤為高發並具有極高致死率。儘管近期肝癌研究有所進展，但病人的預後情況仍不容樂觀。目前針對肝癌的治療為單一性的廣泛治療，無法滿足患者的個體化要求。肝癌腫瘤具有生物學特徵的複雜性及異質性，定位患者的致病驅動突變能排除附隨突變。尤其在精準醫學中，掌握驅動肝癌發病的特異性突變對患者個體化治療非常重要。本研究旨在結合小鼠尾靜脈水動力學HCC模型及3D類器官培養，建立和鑑定基於肝癌臨床報導的常見基因突變及染色體拷貝數突變的肝癌腫瘤與癌旁組織生物樣本庫。這一樣本庫能夠用直接應用於基礎研究，揭示肝癌發病機制，還能為臨床轉化研究，包括藥物篩選、新藥開發及個體化治療提供非常重要及有價值的支持。
項目編號: R7024–20
項目名稱: 增加幼兒體適能教學從而舒緩兒童體能活動不足的公共衛生問題
項目統籌員: 蕭明輝博士（港大）
摘要
缺乏體能活動是造成死亡的一項重要風險因素。兒童群體普遍缺乏體能活動令人擔憂。世界範圍內超過81%的兒童體能活動量低於世界衛生組織的建議水平，在香港這一數字更高達94%。研究表明兒童時期的運動習慣會延續到成年時期，因此在兒童時期就建立積極健康的生活習慣對健康有長遠影響。雖然以學校為媒介的課程對於改善兒童缺乏體能活動有重要作用，但目前尚未有嚴格制定的研究以評估運動介入課程對於改善學齡兒童，尤其是幼兒園學童的運動習慣有何影響。本研究將世界衛生組織全球體能活動建議及本地幼稚園課程相結合以增加學前兒童的體能活動量及體適能。根據其所在的幼稚園，介乎5–6歲的就讀高年級課程的中國籍兒童會被隨機分入常規治療組以及介入組。常規治療組會維持他/她們的正常幼稚園課程。介入組則會採用根據世界衛生組織體能活動建議制定的課程。課程包括增加體適能教育以及以體育活動為內容的課程。本研究的首要指標包括體能活動量及心肺功能。次要指標包括體適能，移動技巧，身體指數及身體成分，久坐習慣及使用電子設備時間，心理學測試，健康相關的生活質量，社會以及心理健康水平。所有指標測試會在基線，第10月（介入完成後）以及第16月（介入完成後6個月）進行。本研究假設在高年級幼稚園兒童群體中實行根據世界衛生組識體能活動建議的體適能教育及以體育活動為內容的課程可以有效提高學前兒童的體能活動量及提升體適能。本研究亦會驗證一些尚未被探明的被認為在介入停止及學童轉入小學後有可能影響介入可持續性或不可持續性的影響因子。本課題會為以世界衛生組織體能活動建議為指導，幼稚園為基礎，家長參與，目標增強體適能教育，以體育活動為內容的介入模式能夠對於公共健康產生積極影響提供重要的證據。我們的結果有助於將世界衛生組織體能活動建議納入幼稚園課程。此納入可以幫助幼稚園制定有效及可應變的課程，亦可幫助未來學前教育改革。總體來說，本課題目標改善甚至逆轉目前不停惡化的兒童缺乏體能活動以及兒童肥胖的趨勢，最終目標改善兒童健康。
項目編號: R7034–20
項目名稱: 通過社會資本發展促進社區參與和賦權
項目統籌員: 林一星教授（港大）
摘要
社會資本對社會和個人福祉產生重要影響。由於社會資本的概念與作用在不同環境和文化背景下有所差異，基於西方研究所產生的社會資本概念在中國/亞洲文化背景下並不完全適用。香港及其他華人社區需要一個適用於中國/亞洲文化的社會資本概念，以及一套社會資本提升的策略方案與量度方式。
我們將展開一項為期四年的社區參與研究，包括三個互相關聯的主要研究階段：（1）使用德菲法和變革理論法，與三組利益相關者（包括老年人、青年和南亞少數族裔）共同進行現況分析，探索社會資本的本土化概念，並找出有助於提升社會資本的因素；（2）透過舉辦設計思維工作坊來探尋三組利益相關者發展社會資本的途徑；（3）透過概念驗證研究，對香港和其他中國/亞洲社區建立社會資本指數的可行性和可接受性進行評估，並研究社區層面的社會資本和環境如何共同提升社會和個人福祉。
項目編號: R7036–20
項目名稱: 填補基於間充質幹細胞的組織工程策略在軟骨再生治療中的轉化
項目統籌員: 陳佩教授（港大）
摘要
軟骨損傷非常普遍，但是現有的手術治療並不令人滿意。細胞和組織工程產品等先進療法為治療軟骨損傷提供了巨大希望。基於十多年的研究基礎上，我們開發了一種創新的基於自體間充質幹細胞（MSC）的工程化骨軟骨組織（eOCT）。在動物模型中進行的臨床前研究表明，在創傷性骨軟骨損傷中，eOCT治療可使高質量的透明軟骨快速而持續地再生。在先進治療產品（ATP）的新法規框架下，我們必須先在具有良好生產規範資質的設施中製造eOCT，然後再進行人體測試。在這個項目中，由來自兩所大學和三所醫院跨學科的科學家、工程師和外科醫生，以及工業合作夥伴共同協作，我們的目標是（1）為eOCT開發符合GMP要求的製造工藝；（2）對GMP生產的eOCT在治療軟骨創傷患者中的安全性進行首次人體臨床研究。