主題1： 剖析疾病及疾病預防
項目名稱： 利用免疫治療實現持續的無抗病毒藥的HIV-1控制
項目統籌者： 陳志偉教授（港大）
摘要
自1981年以來，全球已有4 040萬人死於愛滋病毒感染，目前仍有約3 900萬人為長期愛滋病毒攜帶者。儘管已積極展開預防措施及聯合抗逆轉錄病毒治療，至2023年底，香港愛滋病毒感染者的累計人數仍增加至11 943宗，估計每年需總額7.5億港元的醫療開支。抗藥性、藥物累積毒副作用、免疫力重建不良和與污名化關聯的服藥壓力，仍是愛滋病毒感染者群體在接受藥物治療過程中遇到的難題。因此要終止愛滋病毒流行，仍需要疫苗和治癒研究的科學突破。為了實現這目標，我們的總體研究方向是研發有效的免疫療法，增強感染者的免疫力，以達到在不需要藥物治療情況下仍能持續有效地抑制病毒（即長期將病毒抑制在檢測限以下）。
本項目建基於香港研究資助局優配研究金／協作研究金／主題研究計劃獲資助項目的科研成果和重要發現，研究假設有效的免疫療法可以通過增強宿主免疫力來實現持續有效的無需服藥治療的病毒抑制。重要的是，我們已經取得的研究成果包括開展PD-1增強型核酸疫苗的臨床I期研究。基於我們前期研究成效以及團隊的專業協作，我們是次申請項目的研究重點，是在相關動物模型以及臨床試驗的愛滋病毒感染者中探究持續的無需藥物治療的病毒抑制。我們將利用當前系統病毒學和系統免疫學的先進技術，旨在完成以下三個具體的研究主題：(I) 探究由PD-1增強型核酸疫苗介導的長達6年無需藥物治療下病毒抑制之作用機理；(II) 確定 PD-1增強型核酸疫苗對已接受藥物治療的愛滋病毒感染者體內病毒儲藏庫的影響；(III) 透過實驗性停藥和聯合免疫療法探究可否在愛滋病毒感染者中實現持續的無需藥物治療的長期病毒抑制。這些研究結果將會豐富當前關於人體抗病毒免疫保護機制的知識，亦將會對於拯救愛滋病毒感染者的生命、減少藥物帶來的毒副作用或抗藥性、以及政府和個人的經濟負擔有至關重要的幫助。
主題1： 剖析疾病及疾病預防
項目名稱： 肝癌表型可塑性研究在減輕腫瘤治療抵抗和復發中的作用
項目統籌者： 馬桂宜教授（港大）
摘要
肝癌是本地區最普遍及惡性程度最高的腫瘤之一。由於其早期發病隱匿，具耐藥性及高復發率，肝癌整體預後並不理想。腫瘤細胞可塑性是癌症的一個特徵，使得癌症細胞能夠通過自身分子水平和表型的改變，採取不同的分化狀態。肝癌腫瘤被認為含有更多高幹性或低分化的細胞狀態，這些細胞對療法耐藥，並與腫瘤復發的發展相關。我們的團隊長期致力於肝癌幹細胞生物學研究，已取得重大進展並為此領域作出了貢獻。
儘管取得了一些成果，但對於調控腫瘤細胞幹性狀態的過程仍有重要的知識缺口，而如何進行靶向腫瘤幹性的治療長期以來仍受到技術可用性的限制。近期，條碼CRISPR-Cas9基因編輯技術和單個或多個基因聯合技術平台的高通量功能篩選、高效模擬細胞在腫瘤發生發展過程中各個狀態的轉變和發育軌跡的新型計算工具、空間和單細胞多組學更全面地理解腫瘤細胞差異性和腫瘤微環境、以及化學生物學和癌症藥物開發領域的技術突破，使我們能在前所未有的新領域進行研究。
目前這領域的挑戰在於綜合定義各種内在和外在因素的功能屬性，及這些因素如何相互作用而對肝癌的惡質幹性和耐藥狀態產生影響，並設計和驗證針對幹性的新概念驗證療法。我們假設基因、蛋白調控以及腫瘤微環境中免疫調節細胞的變化會影響肝癌的發病、進展及惡性程度，且在此過程中維持更多幹性狀態具有重要作用。
作爲一支國際公認的領先的跨學科科學家及臨床醫生團隊，我們擁有成功的合作歷史，獨特的專業知識涵蓋癌症生物學、肝膽外科學、免疫學、計算生物學、生物信息學、合成生物學及生物化學。這使得我們能夠充分利用團隊實現的技術突破，結合我們在肝癌幹細胞生物學的研究經驗以及前期數據，通過四個不同但高度相關的項目組成的多管齊下的方法，更加深入地探究肝癌幹性。通過利用生物條形碼CRISPR-Cas9以及我們獨突的組合遺傳技術平臺，(一) 我們將系統地識別和描述對於肝癌幹性至關重要的功能基因和/或其組合。通過將内部和公開的計算方法用於我們的小鼠及人類肝癌數據集，(二)我們將探究肝癌中腫瘤細胞可塑性相關的幹細胞/祖細胞特徵及分化狀態。通過利用我們獨特的空間轉錄組及單細胞多組學數據集，(三)我們將闡明肝癌中微環境與腫瘤幹性、表型可塑性及耐藥性的關係。前三個目標將共同定義新的内在和外在調控因子，並對表型可塑性的機制進行深入理解，進而加速揭示新的幹性弱點，並為最後一個目標提供信息：(四)利用化學生物學方法尋找新的靶向肝癌幹性的治療干預措施。總的來説，這項目將為基於證據的轉化應用提供獨特信息，並通過靶向可塑性和幹性改善肝癌患者的診斷及治療結果。
主題2： 建設可持續發展的環境
項目名稱： 發展香港海岸基礎設施數字孿生技術應對極端風暴潮
項目統籌人： 趙吉東教授（科大）
摘要
香港與其他沿海城市一樣面臨颱風、巨浪、風暴潮等惡劣天氣影響，對海岸沿線的生命財產安全帶來巨大威脅。近年襲港的超強颱風「天鴿」（2017年）、「山竹」（2018年）及「蘇拉」（2023年）都在香港造成了巨大的破壞。單單是2018年的「山竹」就導致超過 46 億港元的經濟損失。這些事件突顯了我們需要理解並有效評估氣候變化對香港海岸社區的影響，以提高我們預測和管理這些風險的能力。全球變暖伴隨著更多極端天氣事件的發生，其中特別是極端風暴潮，沿海城市包括香港需要做好海岸安全韌性防護措施和準備，以便更好地應對這些挑戰。
本項目將致力於發展和創建新一代香港海岸數碼分身技術和平台，以增強應對極端事件（特別是極端風暴潮）的準備能力。這個數碼分身技術將最新的計算力學、數據科學、機器學習、人工智能以及先進量測及感知手段有機結合，提升我們對海岸災害超前和實時預測能力，以提供準確的預報，讓決策者更好制定緩解嚴重天氣事件（尤其是極端風暴潮）的方案。
該研究由四個主要任務組成：(一) 創建全香港海岸數碼模型；(二) 發展數學及數值模型準確模擬海岸與波浪相互作用過程；(三) 構建由人工智能驅動的沿海地區數碼分身預測系統；(四) 建立以該系統為核心的預警系統，以應對潛在的災害。這個基於人工智能的數字孿生海岸將利用實時監測數據進行實用預測，特別關注易受影響的區域和低窪地區。
這些模型能夠幫助我們預測香港海岸可能出現的巨浪，準確高效模擬其與海岸地形及建築物之間的複雜相互作用，並對海岸堤防工程可能遭受巨浪破壞，以及湧浪對近岸區域造成的水浸等災害情況作出科學預判和評估。深度學習方法將用於實時制作面臨洪水、淹沒和損害風險的區域地圖。該系統將覆蓋香港全境海岸，利用各種先進監測技術獲取實時數據並作預測和反饋，及時應對極端天氣情況下海岸安全及災害風險，提升近岸脆弱地區或低窪地區的韌性。該平台系統在建成後可推廣至其他海岸城市和地區，包括大灣區。
主題2： 建設可持續發展的環境
項目名稱： 高頻率、高功率、高效率 無線電力傳輸技術
項目統籌者： 許樹源教授（港大）
摘要
無線電力傳輸(WPT)的功率等級會隨著工作頻率的增加而降低。現有無線充電標準的工作頻率通常在 85 千赫至 300千赫範圍內，便攜式設備的充電功率高達 2.2 千瓦，電動車的充電功率高達 22 千瓦。最近，無線電力傳輸產業正在考慮使用兆赫茲操作來提高系統效能。
儘管已有一些個別研究報告，但高頻和高功率的工作範圍仍然是無線電力傳輸領域一個未開發的領域。兆赫操作有三個技術障礙，包括缺乏 (一) 具有適合大規模生產的精確參數的諧振器，(二) 具有低開關損耗的閘極驅動器和功率逆變器，以及 (三)低損耗電磁屏蔽操作的材料。本項目透過三種新的整合方法克服了這些問題，以應用於高頻、高功率和高效率的無線電力傳輸領域。我們將研究: (甲) 具有高品質因數的新型印刷電路板兆赫諧振器結構，(乙) 用於軟開關功率逆變器的新型閘極驅動電路，以及 (丙) 低損耗超表面電磁屏蔽。創新的諧振器適合大量生產，參數精確；功率逆變器則適用於高功率應用，而超表面屏蔽亦提供了封閉磁場的新解決方案，從而避免人體暴露在電磁場中。
這個研究項目預期可以發展出高功率範圍為100瓦至1千瓦的新無線功率傳輸技術，高頻範圍可涵蓋1兆赫至13.56兆赫，並且達到超過95%的高效率。這項技術可應用在消費性電子產品、筆記型電腦、無人機、電動自行車和移動機器人等等的無線充電工具。初步結果已顯示這研究項目的可行性。香港政府已制定明確的政策，將香港定位為大灣區的科技中心。本團隊此前率先推出了平面無線功率傳技術，引領全球無線充電標準「Qi」。這個新項目將為高頻、高功率和高效率的無線功率傳輸體系提供新技術，進一步鞏固香港作為全球領先的無線功率傳輸技術的國際地位。
主題3： 加強香港作為地區及國際商業中心的策略地位
項目名稱： 通過技術轉型提升香港在可持續供應鏈金融中的地位
項目統籌者： 張季恆教授（科大）
摘要
香港一直以來在擔當全球供應鏈樞紐的關鍵角色，推動區域經濟發展中扮演著關鍵角色，負責協調貨物流、資金流和信息流的供需網絡。近年科技日新月異的發展，徹底改變了我們在新知識經濟領域中的商業模式，從而帶來機遇與挑戰。現代供應鏈面臨三大挑戰：首先，中小企業雖然在經濟中扮演重要角色，卻常資金有限；其次，在法規和社會需求的推動下，環保壓力不斷增加，碳成本成為傳統勞動力和材料成本以外的重要考量因素；最後，數字化轉型雖具前景，但也凸顯了數據碎片化和決策工具缺乏的效率問題，導致許多決策仍依賴直覺而非科學分析。
為了應對上述挑戰，我們聚集了一批在數據分析、運籌學和金融領域的資深專家，力圖強化香港於全球供需網絡中的協調能力並發揮關鍵作用。在我們提出的數據、模型、分析、計算框架下，我們旨在開發一種創新的分析方法，並與尖端的金融技術無縫融合。我們的策略涵蓋四個核心領域：(一)設計區塊鏈共識機制；(二)通過去中心化金融整合供應鏈數據；(三)了解碳成本對供應鏈的變革性影響；及(四)利用數據驅動的分析提升供應鏈效率。香港雖在上一波技術浪潮中在數字化等領域稍顯落後，但現代供應鏈對可持續性與金融的強調為香港提供了重要的發展契機。通過此項目，我們將協助香港迎頭趕上，更有望使其在不斷演進的全球環境中處於領先地位。
主題4： 促進對香港起重要作用的新興研究及創新項目
項目名稱： 多感仿真可穿戴裝置機理和關鍵技術的研究
項目統籌者： 陶肖明教授（理大）
摘要
真正的多感模擬技術旨在複製人類的五種感官體驗（視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺）。儘管現代技術已較好地處理視覺和聽覺的模擬，但仍缺乏建立在科學機理上的觸覺和嗅覺模擬可穿戴技術。在本項目中，我們提出透過研究多感仿真可穿戴裝置，以模擬較少發展但具急切需要的觸感（觸覺）和氣味（嗅覺）體驗，揭示其運行機理，開發關鍵技術及其應用。
本項目的創新之處包括：(1) 首創的纖維結構及其仿生驅動裝置的模擬機制，用於傳遞混合氣味和觸感。(2) 混合氣味的新型嗅覺神經元生物傳感器、觸覺和聲學訊號的邊緣運算纖維傳感器和傳感方法，以及配備機器學習模型的織物可穿戴聲學聽診器。(3) 將人類的嗅覺和觸覺感知與生物感測器獲得的測量信號聯繫起來的人工智慧模型。(4) 用於控制感覺仿生模擬設備的演算法。(5) 通過觸覺和嗅覺模擬穿戴裝置，提供更加身臨其境的沉浸式體驗。
我們研發的多感仿真可穿戴裝置包括一種通過人工智慧控制的感知和模擬混合氣味的嗅覺模擬設備；一個通過改變其硬度、尺寸、表面形態和熱電性質、可感知和調節作用力和溫度的織物觸覺模擬器；以及一種可穿戴的織物聲學聽診器，可借助機器學習模型持續檢測人體內臟器官產生聲音的位置和強度。
我們團隊在柔性材料、物聯網感測器和執行器、可穿戴系統和生物醫學應用、電子織物、人工智慧數學、聲學和信號處理方面取得出色的學術研究成果，同時在知識轉移方面亦有為社會帶來顯著影響的優異記錄。在大學教育資助委員會 2020 年的研究評審工作中，由本項目統籌者及團隊成員提交的兩個影響案例分別被工程小組和自然科學小組評為 4* （國際領先）。團隊更創建了多家初創科技公司。
本研究預計帶來顯著影響，將開闢一個全新的研究領域，不僅有望從根本上影響元宇宙、增強和虛擬實境技術的發展，並將影響醫療保健、物聯網、智慧城市、藝術技術、機器人、教育、體育、個人防護、時尚、紡織和娛樂等不同的產業領域，其中許多均為香港希望進一步發展的領域。
主題4： 促進對香港起重要作用的新興研究及創新項目
項目名稱： 香港社區壓力緩解：大型語言模型賦能社交機器人的戰略性研究
項目統籌者： 洪約翰教授（理大）
摘要
「家庭幸福是促進心理健康和個人成長的和諧社會基礎」（Zeng et al., 2023）。然而，香港在廣泛社會動盪後成為醫學期刊《刺針》中抑鬱症的典型案例。香港約12.8%的人口患有創傷後壓力症候群。新冠疫情亦加劇了市民在疫情期間焦慮和抑鬱的程度。香港是一個過度勞累的城市，61%的人口感到壓力大、焦慮、抑鬱和情緒不佳。工作壓力每年為香港帶來48.1億至70.9億港元的經濟成本。儘管「正面情緒可以緩衝因缺勤帶來的工作壓力的負面影響」（Siu et al., 2020），但精神健康服務系統已不堪重負。我們應該「鼓勵和促進早期健康求助治療……」（Hung et al., 2022），但迴避就醫的現象很普遍。「應向市民提供心理支持，例如簡單的家庭心理干預……」（Choi et al., 2020），但這些在香港是缺乏的。
我們將利用本地化、文化和個人數據，對嵌入大型語言模型（LLMs）的社交機械人進行訓練，以向未被官方醫療系統檢測到的市民提供定制的心理護理。人性化的社交機械人已被證明是自然的互動夥伴，能夠協助信息搜索、改善身心健康，並支持教育工作。我們將把機械人和虛擬化身連接到2020/21年度主題研究計劃項目所創建的香港城巿網絡HK CityNet，同時提供一種新的分佈式計算、可擴展性和隱私保護的軟件架構。我們將開發訓練規程、邏輯符號人工智能，以及新方法和功能的設計指引，並在本地社區進行現場測試。
本項目任務包括：1) 構建一個動態訪問HK CityNet的架構，在大規模運用健康相關信息時處理雲延遲、可擴展性問題、移動分佈式物聯網和數據隱私；2)開發人工智能以持續監測市民關心的話題，並以HK CityNet的資料訓練大型語言模型; 3) 透過邏輯、規範和價值觀（醫療、文化）來細化大型語言模型，以防止不當行為和虛構「事實」；4) 針對市民關心的話題，開發本地化和個性化的對話格式；及5) 通過本地社區實地研究來評估性能和效果。
本項目的獨特性和創新性在於以城市動態設計研究指導的前沿技術。我們針對市民相關的信息，確保人工智能增強的信息提供將情感因素作為技術使用的優先考慮，從而避免應用程式和大規模資訊及通訊科技基礎設施的市場失靈。