项目编号：C1002-21GF
项目名称：规模储能适用的具有高能量密度和极高安全性的水系锌电池
项目统筹者：支春义教授
院校名称：香港城市大学

项目摘要

在锂离子电池应用迅速扩大的同时，LIBs引发的事故也越来越多。其中一些会导致灾难性的后果，尤其是在一些大型储能系统中。对电池应用场景的详细分析表明，手机、电动汽车等移动设备需要高能量密度来保证每次充电的使用时间。除此之外，还有很多其他应用场景更注重安全而不是能量密度，例如大型储能系统、应急家庭和小区供电系统、智能城市设施用电系统等。

锂离子电池是一种高能量密度系统，但不是本质安全的。研究人员为提高其安全性能付出了巨大的努力。事实上，我们还有另一种选择，就是从本质安全系统做起，提高其储能的能力。水系电解质锌电池使用水溶液作为电解质和稳定的锌金属阳极。该系统本质上是安全的，在能量密度提升上也展示了很好的前景。我们的项目旨在开发具有高性能的水系锌电池，并用它们来构建具有终极安全性的大型储能系统。项目成果将有利于能源的安全使用，促进现代社会的可持续发展。

项目编号：C1013-21GF
项目名称：深度神经网络的理论研究与应用
项目统筹者：陈汉夫教授
院校名称：香港城市大学

项目摘要

深度神经网络（DNN）提供了各种超高效算法来处理涉及大量数据的科学技术领域，涵盖了图像和视频分析、生物信息学、金融等。然而，寻找值得信赖的DNN算法是当今AI（人工智能）面临的最重要的挑战之一。当前，我们急需严格的数学理论来刻画DNN的函数逼近性质、建模性能和泛化能力，以了解它们如何以及为什么可以有效地处理大规模复杂任务。在这个提案中，我们计划（i）从多种角度建立DNN的数学理论，并分析其相应的深度学习算法，以及（ii）应用所发展的理论来设计更优质的网络和算法来解决图像、视频和自然语言任务。成功发掘相应的理论和算法将有利于众多的学科和技术领域并将推动机器学习、图像处理和优化理论的发展。

项目编号：C1017-21GF
项目名称：先进核应用自愈合高熵合金的设计
项目统筹者：开执中教授
院校名称：香港城市大学

项目摘要

随着全球能源危机和环境污染的日益加剧，我们迫切需要加速设计先进的第四代（G-IV）核反应堆。然而，先进的G-IV反应堆的高辐照损伤等特征将大大加速材料降解，并导致其过早的失效和退役。为了突破这一棘手的难题，在本项目中，我们计划开发新型耐辐照自愈合高熵合金（HEA），该类合金主要是藉助于致密的纳米颗粒进行强化。更为具体地说，将可控地引入高密度的共格L12型纳米颗粒。由于该L12纳米颗粒具有超高热稳定性，及其强烈的沉淀析出强化效应，该类新型HEA有望同时具备优异的微观结构稳定性、机械性能和独特的“自愈合行为”，并再高温下展现出非凡的抗辐照能力。该项目的成功实施将促进人们进一步深入了解自修复金属合金，并将为设计新一代核反应堆的新型耐辐照结构材料提供全新的机会。

项目编号：C1020-21GF
项目名称：复杂合金在极端条件下的竞争变形机制
项目统筹者：王循理教授
院校名称：香港城市大学

项目摘要

寻找能够承受极端温度的材料已成为当今社会的一个巨大挑战。然而，传统材料难以满足上述挑战性的要求。因此，新材料的设计在成分选择及微结构调控方面越来越强调复杂性。

本项目基于申请团队前期在合成与表征高熵合金等方面取得的成功。通过计算模拟辅助合金设计，旨在开发能够在极高以及极低温度下兼具高强度和大延展性的新型高熵合金。原位中子衍射是一种表征材料变形行为的强大技术。本项目拟利用原位中子衍射技术并结合透射电子显微和三维原子探针分析，揭示不同变形机制之间的竞争及相互作用。此外，也将利用分子动力学模拟方法解释相关实验结果并明确有助于改善合金力学性能的关键物理参量。本项目所提出的方法，即通过成分设计、创新表征和计算器模拟的协作，能够极大地促进新型高性能材料的发展。

项目编号：C1043-21GF
项目名称：应用自主合成的胆囊收缩素B受体激动剂缓解模式动物的顺行性遗忘症
项目统筹者：贺菊方教授
院校名称：香港城市大学

项目摘要

阿尔茨海默病（AD）是一种痴呆症，也是老年人中普遍存在的精神障碍。顺行性遗忘症是痴呆症的一个主要症状，表现为患者无法形成新的记忆。内嗅皮层（Ent）是AD患者中最早发生萎缩的部位，表明Ent与痴呆症的发展密切相关。我们最近的研究表明，Ent通过释放胆囊收缩素（CCK）到新皮层中参与其关联记忆的编码。CCK充当记忆形成的分子开关。此外，CCK敲除（CCK-/-）小鼠也表现出如顺行性遗忘症一般的学习和记忆缺陷。我们通过系统施用CCK-4（CCKB受体（CCKBR）的天然激动剂）成功地挽救了这些缺陷。因此，CCK-4是治疗顺行性遗忘症的潜在候选药物。然而，短暂的半衰期使其无法成药。我们的目标是合成新的CCKBR激动剂来缓解动物模型中的顺行性遗忘症，我们有信心做出对顺行性遗忘症具有良好治疗效果的化合物。

项目编号：C1052-21GF
项目名称：研发应用于机器人关节无电缆的新型集成化无线传能电机系统
项目统筹者：刘春华博士
院校名称：香港城市大学

项目摘要

近年来，机器人在工业应用领域引起了广泛的关注，特别是工业机器人和协作机器人在大规模无人生产领域的应用。通常，电机驱动装置通过电缆连接并安装在机械臂之间。这就不可避免地给机器人关节模块带来诸多问题和麻烦，包括关节的定期维护、低自由度和不灵活的布置。如何巧妙地移除机器人关节执行机构的导电线和信号线，从而有效地提高系统的自由度和可靠性，并最终实现高灵活性运行，将成为一个革命性和具有高度影响力的研究课题。该项目旨在研发应一种应用于机器人关节无电缆的新型集成化无线传能电机系统，其核心是通过将无线电能传输巧妙地融入同步电机设计中。因此，通过创新性地设计系统结构和电能流动方式，该新型电机驱动装置能够在移除机器人关节执行机构的导电线和信号线条件下，满足多关节机器人系统的运行要求。项目的成功将为机器人执行机构带来变革性的创新，并以无电缆的方式可极大地改变机器人关节的运行模式。此外，该项目可为香港本地、大湾区、甚至世界范围的学术界、工业界和教育界提供长期的正面意义和影响。

项目编号：C2004-21GF
项目名称：基于区块链和可信计算的用户可控的数据共享及分析
项目统筹者：徐建良教授
院校名称：香港浸会大学

项目摘要

近年来，个人数据的可用性不断提高。与相关利益相关者共享此类数据是释放其价值的先决条件。为了实现安全的数据共享，大多数现有系统都使用集中式解决方案进行存储管理和访问控制。然而，集中式解决方案有两个主要问题。首先，随着数据价值的提升和网络安全威胁的增加，集中式解决方案无法消除用户的安全和私隐顾虑。其次，由于私隐法规，例如香港的 PDPO、美国的 HIPAA 和欧洲的 GDPR，集中的敏感数据通常无法被进一步分享，从而限制了它们的应用并造成数据孤岛。

为了解决这些问题，本项目旨在探索新兴的区块链和可信计算技术，以实现用户可控的安全数据共享、搜索和分析。其核心思想是把对个人数据的控制权交还给数据所有者，而无需依赖任何受信任的第三方。为了实现这一思想，有几个关键要求和挑战：（1）如何在区块链上安全地共享数据，同时支持可审计的访问和私隐控制；（2）如何通过区块链访问控制支持对机密数据的高级搜索功能；（3）如何为私隐保护数据分析设计基于区块链的激励机制。为了应对这些挑战，我们的研究目标包括：（1）提出链上/链下混合存储模型，并开发基于区块链的访问控制和私隐控制机制，以实现安全的数据共享；（2）为区块链中授权的各类查询开发安全索引和搜索算法；（3）为安全数据分析设计基于区块链的交易平台和私隐增强技术；（4）开发可信计算和智能合约技术来管理访问权限、记录数据访问和激励数据共享。

项目编号：C2011-21GF
项目名称：基于质谱的代谢组学研究帕金森氏病的生物标志物
项目统筹者：蔡宗苇教授
院校名称：香港浸会大学

项目摘要

帕金森病是最常见的神经退行性疾病之一，目前仍没有可以缓解及治疗该疾病的特效药物。因此，鉴定帕金森病生物标志物及识别潜在的治疗靶点具有重大的社会和科研价值。人体中的代谢物是基因和蛋白转录及修饰后的最终产物，对新陈代谢和生命健康起到至关重要的作用。代谢组学是利用先进的分析仪器鉴定并评价代谢物扰动的技术，近年来在多种疾病的诊断、鉴定新型治疗靶点等领域得到了广泛的应用。本项目拟采用基于质谱平台的代谢组学技术，探究帕金森病患者血浆和脑脊液中的代谢紊乱并对其相关生物标志物进行鉴定及评价。我们期望找到和帕金森病显著相关的代谢产物，并结合数学模型建立可以反映帕金森病临床严重程度的诊断新生物标记物。此外，我们拟从蛋白质/酶水平对帕金森病相关的代谢产物进行验证，期望建立帕金森病及病人的特征代谢图谱，为深入阐述帕金森病的发病机理、识别新的治疗靶点和治疗手段提供数据及理论支持。

项目编号：C4024-21GF
项目名称：通过预测-订制治疗方案来改善以汉语为母语的自闭症谱系障碍学龄前儿童的社交沟通
项目统筹者：黄俊文教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

大量研究证据表明，由家长实施的沟通治疗可有效降低学龄前自闭症儿童社交沟通障碍的严重程度。尽管有高质量的研究证据，但将研究转化为临床实践仍有很大挑战性，特别是对于来自低收入家庭的儿童，这可能有两个原因。首先，尽管研究数据证明了治疗在群体水平上的有效性，但个体水平上疗效的差异很大，这很可能是由于儿童及父母的独特因素导致了不同儿童的疗效不同。其次，由于治疗采用一对一的干预形式，疗效最好的干预方式的成本仍然很高。本项目有两个主要目标，分别是降低治疗成本和在个体水平上提高儿童的治疗效果。我们将首先开发两种治疗方案，分别是一对一形式的个体疗法和小组形式的团体疗法（最多8个家庭一起学习）；这两种疗法都是由言语治疗师指导并通过家长来实施的治疗。个体疗法至少比团体疗法贵4倍。然后，我们将评估父母及孩子的行为和神经特征的不同组合是否决定了哪种形式的干预方式可能在个体儿童水平更为有效。很可能并非所有家庭都需要成本更高的个体疗法。我们将采用机器学习算法和交叉验证程序去构建治疗反应的预测模型，这将增加模型应用到新患者的可能性。凭借我们团队对自闭症谱系障碍基础机制的研究、对多模态神经成像数据的分析经验、对自闭症儿童的随机对照试验，以及对学习汉语的儿童在语言神经科学上的研究发现，我们这个由临床医生和科学家所组成的跨学科团队在开展这个研究上将会有独特的优势。如果成功的话，该研究将成为实现精准医疗愿景的先例之一，能够为患有发育障碍的患者和家庭提供指导，不仅仅关于是否接受治疗，更关于在多种选择的情况下接受哪种治疗方案。这种通过预测–订制治疗的方法很可能会革新临床治疗的实践方式，并最终降低总体治疗成本，并提高对自闭症谱系障碍儿童干预的有效性。

项目编号：C4032-21GF
项目名称：剖析针对神经肌肉接头退化和肌脂肪变性的组合疗法对抗少肌症的治疗机制
项目统筹者：张颖恺博士
院校名称：香港中文大学

项目摘要

少肌症是一种与年龄相关的肌肉疾病，其特征是骨骼肌质量和力量的流失，导致平衡能力差，并可能导致脆性骨折。其在香港的患病率范围为5.3-12.3%，但在脆性骨折患者中的患病率上升到惊人的70%。少肌症的原因是多因素的，其中活动减少、脂肪浸润（或肌脂肪变性）和神经肌肉接头退化是一些潜在因素。目前的临床建议是体育锻炼和补充蛋白质，但依从性不理想。本研究旨在调查少肌症患者的肌脂肪变性和神经肌肉接头退化问题，并探讨新的联合干预（振动治疗 + 口服补充β-羟基β-甲基丁酸或HMB，一种亮氨酸代谢物）对治疗少肌症的机制。我们的最终目标是了解少肌症的发病机制，并找出一个好的解决方案来推迟少肌症的进展，降低其患病率，提高少肌症患者的生活质量。

项目编号：C4034-21GF
项目名称：针对阿尔兹海默症的小样本学习技术：从数字生物标记物到个性化介入治疗
项目统筹者：邢国良教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

由于人口老龄化，阿尔茨海默病已成为日益严重的全球健康问题。由于目前还没有针对阿尔茨海默病的治愈手段，早期识别患阿尔茨海默病的风险并及时干预至关重要。该项目将利用人工智能和传感器来识别称为数字生物标志物的自然家庭环境中病人的生理、行为和生活方式特征，并将其应用于早期阿尔茨海默病检测和个性化干预治疗。

具体来说，该项目旨在开发一种全新的可识别多种阿尔茨海默病数字生物标志物的分布式保护隐私的小样本学习框架，一种利用不同传感器数据融合的对比机器学习方法，一种可生成个性化护理计划的生成对抗网络，以及一种可解释的深度学习框架，可为专业人士和护理人员提供可解释且值得信赖的阿尔茨海默病干预指南。我们将进行临床试验以验证提出的技术。通过与全球工业/学术伙伴合作，我们的团队旨在建立一个世界级的阿尔茨海默病人工智能研究中心，以推进阿尔茨海默病研究和治疗的水平。

项目编号：C4044-21GF
项目名称：应用多模式方向确定前驱期α-突触核蛋白病的新型神经变性氐生物学标志物及病因机制: 一项基于家庭的队列研究
项目统筹者：荣润国教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

特发性快速眼动睡眠行为障碍（iRBD）是一种新型且独特的异态睡眠。患者会因梦境扮演行为而出现频繁的睡眠相关的动作和损伤。iRBD的意义不仅在于引起睡眠障碍本身，而且意味着患者处于包括柏金逊病（PD）在内的α-突触核蛋白病神经退行性病变的早期阶段。此外，我们的家族研究数据显示，iRBD患者的未患病的直系亲属已经处于更早的α-突触核蛋白病变阶段，表现出一系列的RBD特征和神经退行性病变相关的生物学标志物。通过对健康对照、iRBD患者的高危亲属、iRBD患者和由iRBD转化而来的PD患者进行研究，本项目包括了早期α-突触核蛋白病的连续谱，这将有利于研究iRBD的病因学风险因素、疾病表型、与疾病进展相关的新型生物标志物、以及从iRBD到PD的疾病进展相关的病理生理学机制。在此项目中，我们会对生物标志物实施多模态测量，包括临床评估、数字监测、肠道微生物和宿主免疫反应，以及血浆蛋白质组学分析，这些测量有望有效地捕捉到iRBD表型特征并描绘出这些标志物在疾病连续谱中的动态变化。另外，包括机器学习在内的先进分析方法有望识别不同的表型并预测疾病进展。该项目的研究成果将增强当前对α-突触核蛋白病病理生理学的科学性理解，并将对卫生系统产生若干影响，包括筛查和识别高危个体、监测疾病进展，并为未来的针对α-突触核蛋白病变早期阶段的神经保护试验提供证据。

项目编号：C4062-21GF
项目名称：复发性早期流产：遗传学病因，诊断与干预
项目统筹者：蔡光伟教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

复发性流产是一个全球性的健康问题，影响着全球范围内数百万对夫妇。尽管部分复发性流产的非遗传学病因已经明确，但其遗传性病因的作用仍未阐明。理解和阐明这些潜在的遗传学病因可为复发性流产患者提供有效的治疗方案，如通过相应的辅助生殖技术增加成功怀孕的可能性。

在此，我们致力于使用自主研发的低覆盖度高通量全基因组测序技术针对复发性流产夫妇及流产组织，检测可能导致复发性早期流产的各类遗传学变异（例如非整倍体、拷贝数变异、平衡性染色体异常和单核苷酸变异）。此外，我们还将采用第三代测序技术进一步优化和改进现有变异检测的生物信息学算法，并通过前瞻性研究进行可靠性验证。同时，对于确诊遗传学病因的夫妇，我们证明通过体外受精和胚胎植入前遗传学检测的方法，可有效提高妊娠率并降低再次流产的比例。我们将证明，通过我们的方法对复发性早期流产进行遗传学病因的诊断，可以实现对患者的个性化临床干预，如选择不含遗传学变异的胚胎进行植入。

我们深信，该项合作研究的成果将会增加进一步揭示复发性流产的遗传学致病机制，并改善针对复发性早期流产群体的临床治疗决策。

项目编号：C5044-21GF
项目名称：具有仿生三重周期最小曲面结构的三维骨组织工程支架的构建及研究
项目统筹者：赵昕博士
院校名称：香港理工大学

项目摘要

骨支架的表面拓扑结构对细胞行为、功能以及骨组织再生有显著地调控作用。双曲面结构具有较大的表面积、曲面连续以及促进能量耗散等多种优点，因此，很多物种在漫长地进化过程中均出现了双曲面结构。例如，珊瑚表面有利于矿化的双曲面结构，树叶通过双曲面结构加强光合作用以及哺乳动物骨小梁有双曲面结构以维持优异的力学性能。为了重现双曲面的独特结构特征，我们拟制备具有不同高斯曲率的仿生三重周期最小表面（TPMS）支架，以模拟天然骨小梁的表面双曲面微观拓扑结构。TPMS是一种三维对称的晶体结构，具有出色的比表面积、孔隙结构和内部连通性，可有效地促进间充质干细胞（MSC）的粘附/迁移/成骨分化以及新生血管长入，并通过启动多种细胞信号通路实现成骨–成血管耦合。我们将通过数字光处理技术（DLP）3D打印β-磷酸三钙（β-TCP）陶瓷材料，制备具有TPMS结构的超高精度3D骨支架，同时将在打印原料中添加各种金属离子以促进骨矿化，以及覆盖生物活性气体一氧化氮产气涂层加速血管再生。该支架具备以下优点：（1）具有出色的比表面积、孔隙结构和内部连通性，为细胞黏附、迁移、分化以及血管长入提供良好微环境；（2）具有平滑的曲面结构以消除应力集中，避免了应力遮挡，同时保持了支架的高机械强度；（3）能通过协同的机械刺激和蛋白质/受体激活细胞信号通路调节内源性干细胞的成骨分化/血管生成；（4）具有可代谢化学成分，不添加任何外源性药物和生长因子；（5）合适的曲率以促进细胞外基质的矿化进而增强骨组织再生；（6）超大的表面积以增加生物活性分子的表面功能化。

本课题中，TPMS支架未引入细胞/生长因子，使得它较传统的骨移植物更安全，有利于进一步临床应用转化。TPMS支架的成功制备与应用，不仅将有助于饱受骨疾患者的康复，也将引发再生生物材料概念的革命性演变，即仅通过物理刺激来调控细胞行为/功能和组织再生，无须额外地添加外源性生长因子、药物或细胞因子。长远而言，本项目的实施与商业化将巩固大湾区科创产业的优势，并缓解周边地区因人口老龄化带来的骨疾患者增加等相关社会问题。

项目编号：C5062-21GF
项目名称：气候变化下香港植被碳固存的现况与趋势研究
项目统筹者：黄文声教授
院校名称：香港理工大学

项目摘要

自二十世纪中开始，人为活动所产生的温室气体排放是造成气候变化的最重要驱动因素。为应对全球气候变化，联合国和国际社会把碳中和定为最迫切的目标。香港政府已将「零碳排放」列为最新版本《香港气候行动蓝图2050》的主要愿景。该计划的目标是在2035年之前将香港的碳排放量对比2005年水平减少50%，并在2050年前达至碳中和。

简而言之，碳中和就是实现平衡碳排放和碳固存。目前，大多数措施都针对于减少人为活动中的碳排放，但碳固存也值得关注。植被在碳固存中有主导作用，它可以通过光合作用储存碳。植物碳存量也是城市气候适应力的一个关键指标。在当今气候变化的世界中，温度上升和不断变化的降雨模式等极端天气将影响植被生产力和碳吸收。因此，评估香港植被在气候变化下现时和未来的碳固存表现尤其重要。

我们如何能客观地估计和评估碳固存的表现？卫星遥感技术已证明其碳固存评估的能力。这个研究涵盖五个范畴，包括数据收集、数学建模、结果分析和政策建议。这将有助于我们达成项目目标去估算香港植被碳固存在不同气候变化情境下的现况与趋势。我们将建立一个全面的技术框架来估算植被生物量和碳固存。该框架不但适用于香港，更适用于大湾区及其他地区。

项目编号：C6012-21GF
项目名称：新一代优势手性催化剂的开发及其在不对称合成中的应用
项目统筹者：孙建伟教授
院校名称：香港科技大学

项目摘要

手性是自然界中一种常见的现象，它描述了一类无法与其镜像重迭的物体（包括分子）。许多生物分子，例如 DNA、蛋白质和碳水化合物，都是手性的。因此，手性生物环境与手性分子的两个镜像（即“对映异构体”）相互作用不同。这意味着药物分子的两种对映异构体通常具有不同的生物活性。在这种情况下，手性药物的生产过程一般需要选择性合成其中一种单一的对映异构体，以最大限度地提高药物功效并减少副作用。目前，手性药物约占小分子药物市场的三分之二。因此，开发用于获得单一对映体的新合成工具是一项具有重要意义的工作。

不对称催化为满足上述需求提供了一种实用的解决方案。它使用少量的手性催化剂作为“种子”来诱导产品的手性。因此，催化剂性能是该过程中的关键考虑因素。然而，设计具有广泛应用价值的（优势的）手性催化剂是一项非常具有挑战性的任务。本项目将发展一类新及具有此类特性的优势手性催化剂，它们不仅易于获得，而且有望具有良好的催化性能。这些新催化剂将用于催化合成包括药物中间体在内的一系列有用的手性分子。它们将有望在学术界和工业界得到更加长远的应用。

项目编号：C6032-21GF
项目名称：需求不确定性和气候变化下大湾区可持续水资源开发的稳健基础设施规划
项目统筹者：陆萌茜教授
院校名称：香港科技大学

项目摘要

未来几十年，大湾区（GBA）将迎来高速发展。为确保发展过程中水资源利用的可持续、便捷、低成本，我们需要在保护生态系统的同时，增加供水投资。在供应方面，我们可以通过提高区域连接性或扩展存储量来优化系统的效率和可靠性。为确保该地区GDP的稳步增长，这无疑需要大量投资；在需求方面，我们可以通过实施基于经济效率的定期水权分配、激励性水权交易方案、及研发节水技术并加大对配置故障预警技术的投入等形式对系统进行改良。

我们的提案旨在通过量化基础设施投资和需求管理的收益来使决策者受益。基于项目成本数据的难获得性和量化收益的可操作性，我们重点关注收益而非成本。为此，我们开发出包含了供需节点及其连接性和现有存储容量的大湾区供水网络—基础设施成本不可知模型。为提高模型的实用性，我们将利用水文气象模型和社会经济模型以及对短缺和溢出成本率的估计，模拟不同的用水供需情景。该模型基于多场景耦合下的原始–对偶算法，将流量的分配与交付作为决策变量，可用于分辨各节点的需求在时间上的紧迫性及在程度上的严重性，为决策者规划未来大湾区的水资源基础设施投资提供可靠准确的依据。同时，该模型亦可提示何时何地何种供需方案，将有效缓解供需不平衡问题。此外，该模型还可用于评估特定项目的收益，例如东西江水源的双向联通项目。该模型的另一个用途是量化风险，例如度量2008年后在金融领域流行被广泛推荐的「风险价值」。综上所述，基于紧密的团队合作及与政府相关部门的协作，我们的项目将仿真大湾区未来的水资源供需情景并评估其潜在收益。

项目编号：C6034-21GF
项目名称：调控内在机制和神经元活动以促进神经轴突再生介导的功能恢复
项目统筹者：刘凯教授
院校名称：香港科技大学

项目摘要

脑或脊髓损伤等神经损伤会导致持续性神经功能丧失。神经功能恢复有限的主要原因之一是缺乏成功的神经轴突再生和重新连接。我们旨在使用新建立的颅内视束损伤模型来研究功能性的神经轴突重新连接。通过一种新的组合策略来提高视网膜神经节细胞的内在生长能力，我们将驱动视神经节细胞轴突再生穿过视束损伤区，重新支配脑内神经元，并恢复瞳孔对光反射。我们的目标是增强功能恢复，并研究轴突再生和功能性的神经轴突重连接的细胞以及分子机制。该项目的成功完成将建立在脑内损伤后重建脑回路的策略，并帮助我们了解介导中枢神经系统损伤后功能重新连接的基本机制。

项目编号：C7004-21GF
项目名称：基于先进地形建模与创新光谱技术的火星古老湖泊盆地特征研究
项目统筹者：Dr. Joseph Ryan Michalski
院校名称：香港大学

项目摘要

现在的火星是一个非常干旱、冰冷的沙漠星球，但是在遥远的过去，火星的气候温暖适宜于湖泊的形成。遥感探测发现火星表面有一百多个干涸的湖泊盆地。这些古湖泊遗迹暗示古老火星存在温暖湿润的宜居环境。30至40亿年前的火星到底有多温暖？大气层由什么组成？有多少液态水？液态水持续存在了多长时间？早期火星的环境条件是否有利于微生物生命的起源？地球上的湖泊沉积物不仅详实地记录了古气候的变化，而且湖泊环境所具有的营养物质和能量来源还可以维持巨大的生物量和复杂的微生物生态系统。由于火星上的湖泊沉积物是研究古气候和探测潜在生命的宝贵窗口。因此，火星古湖泊沉积一直是火星重量级着陆任务和未来样品返回任务的首要目标。这个项目将利用多源遥感数据对火星古代湖泊盆地进行系统研究分析。我们团队的研究方向囊括地球湖泊遥感、火星遥感以及包含机器学习和人工智能等在内的创新遥感数据分析技术的应用。我们将创建全新的、更高分辨率的火星古湖泊盆的地形图，以评估早期火星的海岸线、水量和湖泊环境。我们还将对地球北极的湖泊进行模拟遥感探测研究，将其与火星上小型湖泊盆地进行比较。这些先验知识有助于火星上与冰有关的小型湖泊的人工识别和自动探测。我们还将开发新的软件工具来提取高光谱红外遥感数据中矿物学信息，从而评估整个火星的湖泊矿物学和地球化学的全貌。这种创新集成项目旨在在火星全球发现数百到数千个小型古湖泊的沉积遗迹，为火星湖泊的矿物学和气候之间的联系提供新认识，为湖泊沉积物对火星上生命的启示提供新见解。此外，该项目有助于其树立香港在中国和国外的空间探索的战略位置。

项目编号：C7012-21GF
项目名称：关联量子材料中的输运和动力学
项目统筹者：沈顺清教授
院校名称：香港大学

项目摘要

相互作用的多体物理学的动力学和输运性质构成了现代凝聚态物理学中最重要的问题之一。传统的输运理论，如玻尔兹曼方程，成功地依赖于能够将体系描述为弱相互作用粒子。然而，当相互作用变得非常强时，例如在接近其量子临界点或单一费米气体的材料的情况下，准粒子可能没有明确定义，并且缺少可靠的传输理论框架。固体中能带结构的拓扑性也强烈地修改了通常的输运方程并导致了新的输运效应。在一些相关的量子物质中，拓扑上非平庸的低能激发成为电荷、自旋和热传输的主要载体，从而产生新的现象。传统玻尔兹曼方程方法无法捕获的另一类系统是远离热平衡的系统。特别是，近年来出现了新的非平衡物质相，如多体局域化、离散时间晶体和量子多体疤痕态，作为用于量子控制和量子模拟为目的的平台。特别是，此类系统中初始状态的记忆可能会保留很长时间，使其可用于量子信息存储应用。量子系统的动力学和传输特性决定了量子材料在未来的潜在应用。

该项目的目标是（1）研究能带拓扑起关键作用的传输和动力学；（2）研究强相互作用和相关系统中的输运和动力学；（3）开发和利用新的数值技术来计算相关量子系统中的传输和动态特性。该团队有望对各种输运和动力学现像做出新的认识，探索凝聚态和冷原子系统中物质的新效应和新状态；形成一支在该领域走在前沿，对国际产生影响的强大团队；培养博士生，使他们可以作为学术界或工业界的研究人员，对社会作出贡献。从长远来看，该研究工作有望帮助确定和理解相关量子材料，实现拓扑电子器件和量子计算量子位等工业应用。

项目编号：C7021-21GF
项目名称：3D/4D生物打印构建多功能肝癌免疫微环境用于探索肿瘤精准治疗
项目统筹者：万钧教授
院校名称：香港大学

项目摘要

肝癌最主要的治疗方式包括手术治疗、局部和全身化疗以及其他射频消融等方式，免疫疗法的出现为肝癌患者提供了新的选择。目前，几种免疫检查点抑制剂已成为肝癌患者的治疗手段。然而，由于免疫治疗响应率低（10-20%），临床上仅少部分人受益。因此，深入了解肿瘤免疫逃避的机制，特别是在肿瘤微环境中的免疫调节作用，对于在肝癌患者中扩大免疫治疗的影响至关重要。在过去的十年中，我们致力于探索肝癌肿瘤免疫微环境的机制。凭借我们建立世界首个陶瓷4D打印系统的经验，我们通过融合多种打印技术，建立起先进的多功能3D/4D生物打印平台。因此，我们希望构建体外3D生物打印肝癌免疫微环境，并以此（1）探索肿瘤细胞与免疫细胞相互作用的确切机制；（2）寻找增强免疫治疗的潜在靶点；（3）鉴定有效生物标志物以预测免疫反应。相比较患者来源的异种移植小鼠模型和类器官模型，我们所提出的生物打印肿瘤微环境系统不仅将克服以上两种模型在癌症微环境中可能缺乏人体免疫细胞的局限性，还将大大减少实验动物的使用。此项课题将显著促进对肿瘤免疫微环境复杂性的机理研究，并促进开发对肝癌患者的新治疗。

项目编号：C7041-21GF
项目名称：实现2060碳中和：粤港澳大湾区气候变化减排情景下空气污染与健康的协同效应研究
项目统筹者：任超博士
院校名称：香港大学

项目摘要

粤港澳大湾区现已成为中国工业与经济最高速发展的区域之一。根据中央政府的目标，粤港澳大湾区内的省、市级政府亦承诺于2060年之前实现“碳中和”。然而，实现这项远景目标的具体的减排措施与路径还未确定，以及未来其对于空气质量、居民健康、社会经济效益的潜在影响也未知。本项目旨在通过跨学科研究探索潜在的减排路径与评估其潜在影响，并提出优化的气候变化对策来填补此项空白。本研究亦将提出减缓未来气候变化的具体对策，及评估其在2030-2060时间范围内对于居民健康与社会经济效益的影响，以此协助制定粤港澳大湾区的缓解气候变化政策与提升空气质量的协同管理计划。

项目编号：C7074-21GF
项目名称：透过时空优化的多光子显微镜以揭示神经活动
项目统筹者：黄建业教授
院校名称：香港大学

项目摘要

除了结构成像之外，以高时空分辨率对神经活动进行深度千赫（kHz）帧速率实时监测是揭示精神疾病正常脑功能和病理进展的基本机制的关键。进行这种成像的能力将通过观察多层神经动力学来增强我们的基本理解，由于光的限制，目前仅限于相对表面的神经元，特别是生物组织的强光散射和吸收。尽管双光子显微镜（2PM）已广泛用于完整组织较深部分的光电压成像，但由于基本挑战，它仍然是一个悬而未决的问题。

我们将开发一个集成和模块化的多光子（又名 STOMP）显微镜平台，使我们能够以超快的方式捕获一组前所未有的深度和功能性动物脑成像数据。这些进步将独特地允许对脑组织进行超深和超快成像，以增强我们对基础神经科学的理解，并为精神疾病过程提供新的机制见解。

项目编号：C7075-21GF
项目名称：超分子和金属超分子功能材料及生物材料 ‒ 从合成挑战到超分子可控组装、功能及应用研究
项目统筹者：任咏华教授
院校名称：香港大学

项目摘要

凝聚态物质的宏观世界中，分子通过分子间的作用力集成，分子的排列方式往往影响其性质和功能。通过超分子化学能调控分子的排列方式，换言之超分子化学是超越分子的化学。由于超分子化学对材料和生物系统具多方面的重要性和关系，因此，深入理解超分子组装的精确操控与其结构–特性–功能间的关系是先进材料及生物材料研究的圣杯之一。此项目将凝聚不同领域的学者携手合作，通过理解和操控分子间的作用力和超分子相互作用，共同应对如何调控分子及其组装方面的重大挑战。从而创造可控的功能纳米结构，以及对分子设计提供指导原则，并会针对具刺激响应功能的先进材料和生物材料进行概念验证应用研究，尤其专注于具刺激响应功能的超分子材料和生物材料、光学传感、细胞成像、生物触发及生物界面模拟等方面的研究。团队将通过合理的设计和合成策略，开发多类型基于有机分子、聚合物、机械互锁分子、过渡金属配合物、金属有机笼、受生物启发的分子、或其共轭和杂化构建模块构成的新颖超分子和金属超分子材料，以及生物材料。此外，团队也将深入研究分子间的作用力和超分子相互作用的调控，以及超分子组装过程的机理。团队预期在超分子构建模块或其共轭和杂化化合物引入刺激响应功能可开发一系列具刺激响应功能的新颖超分子和金属超分子材料及生物材料。团队将探索这些新颖超分子和金属超分子材料及生物材料的功能特性及应用。研究成果将有助理解结构–特性–功能间的关系，并为超分子组装提供合成策略和指导原则。通过不同领域的学者携手合作，本项目将凝聚新的力量，实现新的研究维度，在功能超分子和金属超分子材料及生物材料研究领域取得世界认同的卓越成就；并可全面培养和培训这领域的青年科学家及研究生，孕育新一代科创人才。

项目编号：C7082-21GF
项目名称：活性流体在传热和能源回收中的应用
项目统筹者：唐晋尧博士
院校名称：香港大学

项目摘要

活性物质是个新类型的材料。不同于传统材料，其组分处于非平衡状态并可以通过消耗能量不停产生驱动力。活性物质系统中可以观察到大量新奇而不同于普通物质态的物理现象。本研究将以研发新型人工活性物质为出发点，研究活性流体中的传热和传质现象，并尝试将其运用于实际能源回收和传热。

2021/22年度协作研究金 - 设施/设备

项目编号：C1015-21EF
项目名称：促进功能光子学和材料研究的超快光谱和超分辨显微镜平台
项目统筹者：雷党愿博士
院校名称：香港城市大学

项目摘要

深入理解纳米材料与结构的电子特性、光学响应和晶格振动需要发展同时具有纳米尺度空间分辨和飞秒级别时间分辨的光学成像与光谱系统。本协作研究金项目的团队计划合作建立香港第一个同时具有超快时间分辨和超分辨成像功能的光学平台，用于促进本地的功能光子学和材料以及光学生物传感和成像研究。该平台是基于一个无光阑的近场光学显微镜，其结合原子力显微镜与多种光学模块来实现打破阿贝衍射极限的纳米尺度光学成像与光谱采集，具体包括在小至10 nm空间分辨率的尺度上从可见到红外的光学近场扫描和超快泵浦-探测光谱收集，将为本地大学和相关研发中心提供许多合作机会。

项目编号：C4002-21EF
项目名称：建立香港首套先进的活细胞成像共享平台，以促进香港跨学科及生命科学的前沿研究
项目统筹者：姜里文教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

我们近期建立了先进的电子显微镜的成像平台，以促进香港跨学科的生命科学研究。但电子显微镜平台无法对细胞动力学和机制进行活细胞成像。我们的目标是建立首套先进的活细胞成像共享平台，可用以（1）具有40-100 nm超分辨率的活细胞多色成像；（2）超高速、低光毒性，适用于高分辨率和长时间的4D成像分析；（3）组织器官的深度成像；（4）内吞作用和胞吐作用中分子动力学的细胞表面成像。我们将会整合新的活细胞成像平台与现有的电子显微镜平台，以在香港及其他地区推广跨学科/多学科的生命科学研究和卓越研究。我们的生命科学研究还将为年轻科学家的教育和培训做出巨大贡献。

项目编号：C4050-21EF
项目名称：用于跨学科纳米材料和纳米器件研究的亚十纳米分辨率的电子束光刻系统
项目统筹者：孙贤开教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

在此项目中，我们将购置具有亚十纳米分辨率的电子束光刻系统，从而将香港研究机构的纳米制造能力提升至国际水平。该系统是世界上最先进的系统，可在整片晶圆上做出具有亚十纳米分辨率和精度的图案。该系统涵盖了各种纳米制造设施中直写纳米光刻、工业研发和批量生产的广泛前沿应用。这台新添置的设备连同香港中文大学微纳制造实验室已有的其它设备，将助力香港学术界位居纳米材料和纳米器件研究的前沿，促进粤港澳大湾区的研究规划和合作。

项目编号：C5036-21EF
项目名称：用于大数据分析的高性能深度学习集群
项目统筹者：陈小君教授
院校名称：香港理工大学

项目摘要

本项目旨在为分子计算、医学影像分析、数字经济和智能城市等跨学科研究领域提供高性能深度学习集群。拟议的设备将安置在香港理工大学大数据分析中心实验室（UBDA），并配备新一代GPU。香港本地大学各院系的研究人员可以利用UBDA平台上的新设备，对大数据时代中深度神经网络、优化算法、并行和分布式计算的理论和应用开展前沿研究。所有在UBDA平台上开发的用于大数据分析的快速算法、新型计算技术和高效工具箱都将对香港及全世界开放数据源。此项目拥有一支强有力的科研团队，由来自香港理工大学、香港中文大学和香港浸会大学在数值优化、计算器科学、分子计算、医学影像分析、数字经济和智能城市等领域的顶尖研究人员组成。这也将显著加强香港不同机构的研究人员在科学、工程、金融、健康以及其他领域中大数据分析上的合作。

项目编号：C5078-21EF
项目名称：用于活体成像和光遗传学研究的正置多光子荧光显微镜
项目统筹者：杨莫教授
院校名称：香港理工大学

项目摘要

荧光显微镜在过去数十年的发展让科学家能够仔细研究生物样本，引领他们在生物医学的领域作出不少重大的发现，并贡献现代医学的发展。生物样本过往一直透过荧光标记，然后使用荧光或共聚焦显微镜成像。其中，共聚焦显微镜光路中的针孔可造出高分辨率的光学层析。然而，由于光散射的特质，使用可见光光谱范围内的激发激光对生物组织的穿透能力非常差，限制了共聚焦显微镜的成像深度。多光子显微术通过在红外线光谱范围使用脉冲激光来解决此问题。红外线能够更有效地穿透生物组织，让研究人员在生物样本甚至活体观察它们的结构和动态生物事件。

我们计划购置的多光子荧光显微镜使用直立配置，让研究人员能够直接使用活体动物模型、器官外植体以及其他相对较大的生物样本进行成像。研究人员能够在几天甚至几周的不同时间点在同一批动物身上进行实验，以便在早期临床实验中研究药物的潜在效用。另一方面，拟议的显微镜中的脉冲激光器配备了可用于成像或光激发的第二激光输出。此配置可用作光遗传学实验，让研究人员在动物成像实验中使用特定的光谱开启或关闭某些基因。

香港理工大学生命科学中心实验室的动物成像中心为研究人员提供一站式的动物成像设施。神经退行性疾病（例如阿尔兹海默症和视网膜退化）的研究经常会使用转基因动物来进行活体成像或光遗传学的实验。我们相信，拟议的多光子荧光显微镜将会成为动物成像中心不可或缺的仪器，可为我们研究团队的动物实验提供生物成像的有力支持，并可大幅改善将来发表的研究报告的质素，为社会带来长远的裨益。

项目编号：C5081-21EF
项目名称：用于分子和纳米功能材料研究的傅立叶变换电子顺磁共振光谱仪
项目统筹者：黄维扬教授
院校名称：香港理工大学

项目摘要

傅立叶变换电子顺磁共振（FT-EPR）光谱可以确定顺磁自旋活性核的局部和微观环境，更重要的是能表征这些活性位点之间在短距离内电子信息的传递。它正在成为各种研究领域中表征新兴分子和纳米功能材料的一个非常重要的表征技术，比如：催化、电池电极、分子机器、蛋白质–蛋白质识别、电子–电子距离测量方法、储氢、透明导体和量子计算等等。因此，正如我们众多合作者以及研究项目中提到，我们急需在香港建立一个现代化的FT-EPR设施中心。

本项目的首要目标便是满足这一迫切需求。通过建立香港首个现代化的FT-EPR设施中心，提升本地研究人员在新兴分子和纳米功能材料方面的表征力度。通过与该领域的领先专家合作，最终促进香港多学科研究的发展。目前，在牛津大学、麻省理工学院和苏黎世联邦理工学院等机构都已经有了FT-EPR相关的开创性工作，但在香港甚至在中国大陆，还没有类似的高度集成的定制FT-EPR。建立和拥有这种独特的FT-EPR设施，将可以大大扩展材料研究的广度和深度，并使香港在新兴分子和纳米功能材料的研究和开发方面具有领先优势。因此，我们将购置一套先进的FT-EPR系统，该系统具有定制的实验功能，可以帮助香港科学界的研究团队完成高影响力的研究。同时，香港的工业界也将是这一设施的主要受益者，行业中长期存在的一些问题可以得到解决。

项目编号：C6001-21EF
项目名称：利用光电关联显微技术和超低温电子断层扫描技术研究细胞显微结构及生物大分子原位结构
项目统筹者：党尚宇教授
院校名称：香港科技大学

项目摘要

冷冻电子断层扫描技术（cryo-ET）是一种先进的成像技术，可以对生物样品，包括组织、细胞、生物大分子进行三维可视化，并且提供这些生物样品之间相互作用的信息。冷冻电子断层扫描技术解析亚纳米分辨率结构的强大能力，为研究人员提供了寻求解决诸如重大公共卫生危机等问题的方案，以及理解不同疾病基本致病机理的机会。
制备适合冷冻电子断层扫描技术样品需要特定的样品冷冻及减薄方法，包括快速直接冷冻、冷冻聚焦离子束铣削结合扫描电子显微镜（cryo-FIB/SEM）成像、高压冷冻（HPF）和冷冻切片。在香港科技大学生物冷冻电镜中心的基础上，我们拟通过申请几台关键设备来进一步加强冷冻电子断层扫描研究方向，这对于高质量的冷冻样品制备至关重要。
升级后的香港科技大学生物冷冻电镜中心将提供单颗粒冷冻电镜和冷冻电子断层扫描研究所需的几乎所有设备，为本地科学家解决重要科学问题提供优质服务，最终造福整个香港社会。此外，先进的冷冻电镜设施将为通过合作项目及研究活动为初级研究人员和学生提供良好的培训环境，这将有利于当地科学界和制药公司。

第二轮协作研究金与2019冠状病毒病及新型传染病相关的一次性研究计划 – 合作研究

项目编号：C4026-21GF
项目名称：多模引导的气管插管暨经皮手术双机器人用于严重COVID-19患者的最小感染插管和气管切开术
项目统筹者：任洪亮教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

COVID-19大流行给全世界带来了数百万人死亡。即使有各种疫苗接种计划，它仍然因其快速变异的病毒而成为全球关注的问题。 虽然我们可以使用个人防护装备和负压，但仍然存在污染风险。严重患者需要气管插管以提供氧气，这会导致病毒颗粒的雾化，从而带来巨大的病毒传播风险。现有气管插管如错误插入会导致创伤，同时气溶胶污染的区域会危及临床医生。因此，在涉及患者直接接触的气道手术中，迫切需要预防呼吸道传染病的传播。机器人远程操作可最大限度地减少对床边工作人员部署的需求，从而实现更安全的医生 - 机器人 - 患者互动。这项多学科合作研究将开发新的气管插管机制，视觉感知和导航，以避免错误插入插管。传统的手动插管程序缺乏对医生的病毒传播保护,这项研究所提出的方法可降低医疗专业人员感染的可能性。此外，机器人过程减轻了医生的负担和工作量。由于插管过程中机器人系统的触觉和视觉信息可以准确再现，因此它也可以用作医学教学辅助工具，减少对经验丰富的外科医生的依赖。

项目编号：C4061-21GF
项目名称：新冠病毒病对成年人脑神经精神健康长远影响研究
项目统筹者：周伟浩博士
院校名称：香港中文大学

项目摘要

SARS-CoV-2型病毒感染引致的长期健康影响，即所谓“长新冠”，是现今科学及公共卫生领域的热门话题。现有的科学证据证明部分2019新型冠状病毒病（新冠病）的患者在感染后的数个月依然受长期症状困扰。当中，脑神经和精神症状甚为常见，例如焦虑，抑郁，睡眠问题，认知力下降，失去嗅觉和长期疲倦等。更令人担忧的是有数据显示新冠病患者可能有增加脑退化的风险。由此可见，新冠病的长期脑神经和精神健康影响有可能成为一个公共卫生的重大负担。所以，了解新冠病的长期脑神经和精神健康影响的性质和规模对我们应对这危机，以及为着以后可能出现的新型疫症的准备工作皆十分重要。我们这个跨学科的研究项目涵盖流行病学，临床及脑神经科学角度。我们综合网上平台，电子医疗纪录，多角度以临床，脑神经认知科学方法及脑磁力共振扫描作深度辨症，再加上机器学习方法，以了解新冠病的对脑神经和精神健康影响多个层面的影响。我们的目标是理解新冠病的长期脑神经和精神健康影响的性质和规模，并开发一个网上快速测试平台。

项目编号：C4072-21GF
项目名称：用于传染病传播建模和控制的高精度和保护隐私的室内社交联系跟踪技术
项目统筹者：邢国良教授
院校名称：香港中文大学

项目摘要

社交联系追踪对于传染病的预测和控制至关重要。由于缺乏高精度的社交距离数据，尤其是在室内环境中，现有的社交联系与传染病传播建模方法无法提供细粒度的传染预测。该项目旨在开发可以快速部署的、并实现准确的室内社交联系跟踪的高效技术。该项目的成果还将实现高精度的传染病传播模型和建筑/小区规模的流行病控制策略。该项目的成果将对香港及其他地区的 COVID-19 和其他传染病管理产生重要影响。

具体来说，该项目的研究目标包括 (1)第一个集成了超宽带 (UWB) 无线电和运动传感器的安全硬件设备SocialPal 的设计和实现，可以用于在室内环境中进行准确的社交距离跟踪； (2) 基于机器学习算法的可以用于大量用户和建筑物规模的高精度社交联系跟踪系统； (3) 安全的社交联系追踪查询系统，可以提供灵活的由用户、楼宇管理和政府卫生部门共同控制的隐私保护政策； (4) 基于室内社交联系的细粒度建筑／小区规模的流行病模型和感染控制政策，有助于评估传染风险并最大限度地减少对小区内经济活动的影响。

项目编号：C5024-21GF
项目名称：通常的社交距离足以避免在室内环境中通过空气传播的呼气飞沫的感染吗？
项目统筹者：郭海教授
院校名称：香港理工大学

项目摘要

由于呼出飞沫的空气传播是病毒性呼吸道疾病（包括最近大流行的COVID-19）感染健康人的重要途径之一，因此探索和了解病毒通过呼出飞沫空气传播的详细机制极为重要。为降低接触病毒性呼吸道疾病的风险，世界卫生组织建议采取主要措施，即手部卫生、保持社交距离和戴口罩。在推荐的措施中，关于与暴露风险相关的社交距离存在激烈争论，尤其是在室内环境中。通过呼气活动，空气中携带病毒的飞沫可能会传播很远的距离，例如在室内环境中几十米，并在空气中长时间停留，使其成为重要的接触途径。不幸的是，许多关于社交距离的公共卫生政策的科学证据仍然不完整。公众对病毒性呼吸道疾病的空气传播和适当的社交距离只有初步的理解。为解决“通常的社交距离是否足以避免室内环境中呼出飞沫的空气传播”的担忧，本项目将采用系统的、多学科的实验、理论和建模方法。首先使用一套最先进的仪器和方法测量甲型或乙型流感感染者呼出飞沫的大小分布、速度矢量场和空气传播动力学的时空变化，以及距受试对像不同距离的流感病毒数量。然后噬菌体 phi 6 将用作冠状病毒和其他人类致病性包膜病毒的替代物，借助培养方法和 RT-qPCR 技术以研究在不同环境条件（例如温度和相对湿度）下从释放点开始的不同时间和位置的不同尺寸呼出飞沫中病毒的存活率和数量。最后，将开发一个全范围空气传播的通用模型，并使用实验数据进行验证，以预测携带病毒的呼气飞沫的空气传播和暴露于活病毒的风险。与以往的模型不同，模型中将集成更多参数，特别是在不同距离和时间的不同尺寸呼出飞沫中病毒的存活率和数量，以及呼出飞沫浓度对不同环境条件下呼出飞沫阻力的影响，以进行更逼真的模拟研究。该项目的成果将是确定各种室内环境中适当的社交距离所必需的知识，这将有助于控制呼吸道传染病。

项目编号：C5048-21GF
项目名称：新冠病毒导致团队远距合作对设计师大脑同步性的影响与面对面合作模式之差异研究
项目统筹者：施奕腾博士
院校名称： 香港理工大学

项目摘要

COVID-19 改变了人们与他人交流和互动的方式，从而给团队设计合作带来了独特的挑战。创新、合作和创造力是经济增长和社会进步的重要驱动力。各种设计合作对于市场上成功的产品至关重要。 因为人们普遍认为，一群人可以共同努力解决他们作为个人无法解决的复杂问题。该项目旨在探索 COVID-19 所需的远程设计合作与同地设计合作相比对团队大脑同步性的影响。并且，我们质疑使用远程设计合作是否会影响团队设计结果。预计项目成果将为学术界和工业界做出贡献。

项目编号：C5079-21GF
项目名称：2019冠状病毒病发病风险时空预测与实时预警
项目统筹者：史文中教授
院校名称：香港理工大学

项目摘要

即使借助公共卫生措施和疫苗的保护，未来新冠疫情很可能也不会完全消失，而是会演变成季节病和地方病。在全球，新冠疫情的长期防控虽属必要，但其社会经济成本十分高昂，对医疗保健系统也造成沉重的负担。本项目旨在研发一系列方法，用于预测城市内部精细尺度下的新冠疫情发病时空风险，即新冠患者出现发烧、咳嗽等症状的时空风险。预测结果将有助于制定更精准的抗疫措施，从而降低新冠疫情及未来潜在传染病的长期防控成本，并提高防控的有效性。为提高预测的准确度，该系列方法将综合考虑新冠病毒不同变异毒株在精细尺度下的传播性及其他流行病学特征，并通过快速全基因测序和系统发育分析，确定不同毒株的本地传播和外地输入状况。同时，该系列方法还将对城市特征与社交接触对新冠疫情传播的影响进行建模。项目还将开发移动端系统，用于发布新冠肺炎发病风险预测结果，并对高风险区域及路径发布主动预警，协助市民保护自身健康。

项目编号：C6020-21GF
项目名称：缓解大流行期间的供应短缺和资源分配效率低下：产品标准，信息不对称和议价能力
项目统筹者：陈滢儒教授
院校名称：香港科技大学

项目摘要

我们目睹了关键卫生保健用品的供应短缺，包括呼吸机、测试盒试剂和个人防护设备，如长袍、手套和口罩。最近全球病例的增加导致对这些卫生保健用品的需求激增。根据美国疾病控制和预防中心的说法，面罩等呼吸防护设备的设计是为了实现非常紧密的面部贴合和非常有效的空气传播粒子过滤。由于各国病例的急剧增加，对口罩的需求骤然上升，因为政府官员继续提倡佩戴口罩作为防止疾病传播的有效方法。此外，生产外科口罩的原材料，如熔喷非织造布，随着需求的不断激增而变得稀缺。

拟议的项目分两个阶段解决供应短缺问题。在供应方面，我们研究各种政策（如跨标准替代政策）如何影响个人防护设备的供应，同时考虑到供货商生产和跨市场分配的激励。在分配方面，鉴于供应短缺，世界各地的政府、医院和主要原材料供货商必须有效地配给稀缺的医疗资源以提高社会福利。我们研究在存在不可避免的因素（如信息不对称和讨价还价能力）的情况下，稀缺资源应该如何在多个代理人之间分配。第二阶段的研究将使市场需求内生化，它可以反馈到第一阶段，并反过来影响供货商的生产和分配激励。

项目编号：C6036-21GF
项目名称：从结构生物学到基因组生物学：一种紧密结合结构生物学和新型基因组学平台定量分析2019冠状病毒RNA聚合酶转录和调控的多尺度方法
项目统筹者：张栢恒博士
院校名称：香港中文大学

项目摘要

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）目前仍在全球肆虐，且未有有效的治疗药物。新型冠状病毒的RNA聚合酶作为病毒基因转录及复制的核心，已被证明是潜在的药物靶点。因此，要想开发针对RNA聚合酶的抑制剂，必须从结构及功能上全面了解该病毒RNA聚合酶在基因调控及转录、校对等过程发挥的作用。对此，我们将会紧密结合病毒基因组学，酶学，及结构生物学，并从这三个方面阐释新型冠状病毒RNA聚合酶如何进行基因转录的调控，如何在与核苷酸类似物结合过程中发生结构上的动态变化。在新型冠状病毒全基因的研究方面，我们将会阐明病毒RNA聚合酶转录调控的机理。在病毒聚合酶的研究方面，我们将会借助单分子光镊及冷冻电镜技术，观测单个RNA聚合酶在转录过程中的动态变化，揭示新型冠状病毒RNA聚合酶在进行核苷酸加成循环的分子机理。在抗病毒药物的研发方面，由于外切酶亚基（ExoN）的存在，目前能有抑制RNA 聚合酶并逃脱外切酶亚基剪切校对的核苷酸类似物仍未被发现。我们将会揭示核苷酸类似物在催化加成、抑制新生RNA 链延伸、及逃脱外切酶亚基的剪切校对过程中发生的分子机理，并寻找可以有效抑制RNA 聚合酶的核苷酸类似物。

该研究项目将搭建并紧密结合以病毒基因，核心蛋白质分子，RNA 聚合酶催化反应及动态结构为基础的研究平台，阐明新型冠状病毒在转录和调控等重要过程中的分子机理，以及潜在的药物靶点。

项目编号：C7042-21GF
项目名称：基于类器官的新冠肺炎的研究：评价突变病毒的感染性，疫苗的功效以及探究致病机理
项目统筹者：周婕博士
院校名称：香港大学

项目摘要

新冠病毒引起的 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 大流行已演变成全球危机。该项研究基于我们实验室建立的人类呼吸道类器官和蝙蝠肠道类器官。我们认为气道类器官是一种强大的人气道上皮体外模型，可用作人的化身来评估新出现的新冠病毒变异体对呼吸道细胞的感染性，评估疫苗接种后血清对变异体的功效和探索 COVID-19 的发病机制。我们提出四个主要研究目标。 (1) 解析气道类器官中的新冠病毒感染。 (2) 评估新出现的新冠病毒变异体的传染性，以及病毒基因组突变对气道类器官中病毒复制能力的影响。 (3) 将气道类器官开发成临床前模型系统，以评估疫苗接种后血清和生物合成的抗体针对新冠病毒及其变体的的功效。 (4) 剖析人类和蝙蝠类器官的细胞反应，明确人类感染冠状病毒发病机制。

本项研究将通过开发新型类器官模型用于研究病毒-宿主相互作用，以推动该领域的发展。此外，该项目的发现和知识将对阻止 COVID-19 大流行产生重要影响。

项目编号：C7055-21GF
项目名称：科技创新认知刺激治疗及照顾者支持
项目统筹者：黄凯茵博士
院校名称：香港大学

项目摘要

随着香港踏入「后疫情时期」，社会有必要学习如何保障弱势社群，并舒缓疫情带来的心理健康问题。认知障碍症患者较一般人士有较高风险感染新冠病、更容易因感染而死亡；在疫情下，认知障碍症的服务亦较受影响、病情较易恶化。照顾者亦因而需承受更大压力。感染控制措施在这社群中是必要的，但郄影响到现有循证介入的一个要素：以人为本的投入参与。一些初步的经验显示，加入信息及通讯科技（information and communication technology，简称ICT）的介入，可以作为保护措施的一个选择，同时亦可能有助改良服务并增进对于认知障碍介入的知识。透过三个相连的研究，本项目将会改良、评估、并进一步加强一个运用ICT对认知障碍症患者及家人的进行的介入服务。服务的内容建基于一般需亲身进行的现有循证人本照顾：适合患者的认知刺激治疗（Cognitive Stimulation Therapy，简称CST）小组，以及适合家庭照顾者的多元支持计划。

研究一为乐龄科技参与研究。全部均具加用ICT作介入经验的15名认知障碍症患者、15名家庭照顾者、以及15名服务提供商会以研究伙伴身份参与，共同改良介入设计。介入设计的内容为一项为期7周、加用ICT进行的CST（下称teleCST），以及其后为期6个月、加用ICT进行的多元照顾者技援计划。

研究二将比较这些加用ICT的介入与亲身进行的介入，以了解前者是否能达致与亲身介入相同的功能改善及安康效果，以及其相应的成本。研究将随机安排156对患者及照顾者进入以下四个研究组别：(A) teleCST及其后亲身进行的照顾者支持计划；(B) 亲身进行的CST及其后亲身进行的照顾者支持计划；(C) teleCST及其后加用ICT进行的照顾者支持计划；(D) 亲身进行的CST及其后加用ICT进行的照顾者支持计划。研究将于CST开始前（基线）、后（7周）、及照顾者支持计划后（6个月）测量成效。如此安排可以让研究分别评估两项介入服务（CST及照顾者支持计划），以及研究其合并作用。

研究三旨在利用ICT进一步发展以人为本照顾。研究将以随机抽样方法，选取teleCST介入小组的录像片段，并利用机器学习进行分析，以识别一些人本参与的元素中，哪些能促进沟通、交流、及改善介入效果（认知功能、安康）。

这些研究的结果，会对于本地及海外的介入治疗师、服务策划人员、政制人员、以及认知障碍症非药物介入研究人员有用。有关加用ICT进行服务的成效及成本效益科研实证，在疫情以外亦有其重要性，可作为提高服务可达性的一个解决方案，以应全球超过5千万名认知障碍症患者所需。

项目编号：C7060-21GF
项目名称：在金色叙利亚仓鼠中模拟严重的2019冠状病毒病
项目统筹者：陈福和博士
院校名称：香港大学

项目摘要

2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 的临床严重程度从无症状感染到致命疾病不等。COVID-19在儿童和免疫功能正常的成年人中通常是轻微的，但在免疫功能低下和老年患者中的严重感染可能有更高的死亡率。重症 COVID-19 患者可能出现急性呼吸窘迫综合征、多器官功能障碍综合征和其他肺外的疾病表现。此外，人们越来越认识到，在患有非致命性COVID-19的患者中，有些人的情况可能会发展为“长期 COVID”，其特征是在最初的康复后出现 COVID-19 的持续症状。为了研究重症 COVID-19 的发病机制、传播性、长期后遗症和潜在的对策，能够密切模拟人类重症 COVID-19 的现成动物模型是必不可少的，但目前还缺乏。在这个项目中，我们将建立一个模拟重症 COVID-19 的新型仓鼠模型。我们将利用这种新的动物模型研究重症 COVID-19 的发病机制、传播性和长期后遗症，并评估这种重要传染病的抗病毒和疫苗功效。

项目编号：C7080-21GF
项目名称： 以数字孪生支持可快速部署及重新配置的医疗设施模块以应对及治疗传染疾病
项目统筹者：吴兆堂教授
院校名称：香港城市大学

项目摘要

由于 COVID-19 患者人数激增，全球医院正面临前所未有的挑战。基于组装合成建筑方式的医疗设施能颠覆传染病房的供应潜力。然而，对于传染病毒在临时设施内的传播路径、于连接单元内的疾病传播可能性、负压隔离病房机械系统的意外故障、及连接单元能否灵活地满足患者需求等问题，仍然存在很多疑问。此项目旨于开发一个数字孪生平台，以提高医务人员的安全性和运营效率、实现患者护理自动化、监控患者之流动、达到负压隔离病房的自我诊断和调节、并促进基于组装合成建筑方式医疗设施模块的需求规划，以应付传染病治疗的需求。研究结果将帮助世界各国政府规划、设计、和提供安全、可靠及高效的医疗设施模块，以满足于COVID-19的不同疾病爆发阶段所引致的患者需求。

项目编号：C7086-21GF
项目名称：新冠肺炎疫情对应届大学毕业生在港就业的教育、社交和健康方面的影响
项目统筹者：Dr. Olga Zayts
院校名称：香港大学

项目摘要

这研究项目探讨新冠疫情（COVID-19 ）对香港大学毕业生过渡到劳动市场时于教育、社会和健康上的影响。项目集中于三个年份的毕业生：2021 年、2022 年和 2023 年。大学毕业生被认为是劳动力中的弱势人口群体，而新冠疫情使这情况恶化：毕业生面临就业市场的抑制、裁员和必须展示新的“技能”（如工作场所所需的高阶数字素养）。毕业生的工作过渡是一个重要的社会问题，因为不成功的过渡会产生巨大的经济和社会成本，包括心理健康不佳的成本。项目利用团队在社会语言学和心理学（作为两个主要有关学科）方面的广泛专业知识研究以上主题，并辅以人力资源管理、公共卫生和经济学方面的知识作探讨。它旨在为毕业生和其他相关利益者（大学和工作场所）开发基于证据的工具和资源，以促进毕业生顺利过渡到劳动力市场。这些资源将支持新冠疫情后工作场所所需的核心能力的发展。这些能力包括数字和语言能力以及心理健康复原力。项目团队将与香港的心理健康非政府组织、工作场所和大学密切合作，以确保项目的影响和成果的实施。

项目编号：C7101-21GF
项目名称： 家庭在2019冠状病毒病疫情期间的小区环境和社会融合：一项关于香港社会动态追踪调查 (HKPSSD-D) 的扩展研究 (HKPSSD-D)
项目统筹者：Dr. JORDAN, Lucy Porter
院校名称：香港大学

项目摘要

香港向来是一个不同民族和文化交流融合的地区。是项研究的重点在于了解香港人，在2019冠状病毒病疫情期间，社会融合，身心健康和整体福祉的状况。研究的创新之处在于首次将香港的主要少数民族（印度裔，尼泊尔裔，巴基斯坦裔）及华裔群体一同纳入为研究对象。基于最新的2021年人口普查的抽样框，是项研究将在基线调查中收集个人和家庭的详细资料，此外结合关于小区环境、本地确诊人数、隔离措施等外部数据，以深入了解不同香港家庭于疫情期间在社会融合，身心健康和整体福祉等方面的经历。

此项目将为我们理解香港的社会融合及其对整体人口的健康和福祉的影响提供崭新的视角。影响全球的新冠疫情也许不会是今世后代要面临的唯一一次灾难性公共卫生危机，所以是项研究将会提供重要的信息来引导未来的计划和政策，以及为以后相关的本地长期追踪研究奠定基础。为了确保此项目能够充分反映不同利益持份者的经历，并对关于香港少数族裔的政策和实践产生足够的影响力，研究团队将会聘请过去已经与团队建立关系的合作伙伴与小区领袖，非牟利机构人员和政策制定者进行合作，以共同完成整个项目。

项目编号：C7104-21GF
项目名称：建筑物环境中COVID-19和流感感染的实时监控和预警系统
项目统筹者：李玉国教授
院校名称：香港大学

项目摘要

与流感等地方性传染病一起，导致 COVID-19 的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 可能是人类今后持续面临的一个挑战。停止传播可以阻止大流行。由于大多数 COVID-19 和流感感染病例发生在通风不足的室内空间，我们的目标是开发一个实时室内监测和预警系统，以促进快速爆发分析以确保居住者的安全。这样的系统应该是经济的，基于传输科学，操作简单，并维护用户隐私。在这个多学科项目中，我们将重点关注这一系统背后的关键科学问题。

在大流行的前两年，合作团队已经初步分析了 SARS-CoV-2 的吸入途径可能占传播主导地位。我们将扩展现有的多途径和基于环境的感染风险模型。我们将通过基于大数据和基于传播机制的计算方法探索全球大流行数据，进一步确定 SARS-CoV-2 和流感病毒的传播途径。我们将在有代表性的室内空间评估和验证我们的系统。所提出的系统应该有希望减少或消除居住者的感染风险，并通过在新病毒出现时快速识别传播路径来提供未来安全网。

项目编号：C7105-21GF
项目名称：空间共处讯号系统
项目统筹者：Dr. SCHULDENFREI Eric Henry
院校名称：香港大学

项目摘要

十九世纪霍乱疫情的平息，归功于流行病学确定了其病原体及传播方法，以及公民努力重建的城市供水系统。二十一世纪的疫情又会为城市设计带来怎样的变化？我们应如何配合崭新的病原体监测装置，改良现有的建筑物？

严重急性呼吸系统综合症和2019冠状病毒病等新型空气传播疾病席卷全球。要有效化解此危机，我们必须集合跨学科（包括流行病学、建筑学和心理学）的新思维。时至今天，我们仍未能充份掌握流感传播的基本事实。因此，我们首先需要发掘有效的方法来探测以及了解疾病在室内环境的传播。

Google及苹果计算机合作研发的感染风险通知系统（简称GAEN）忽略了一系列有关感染空间和时间的重要信息。它设计上的缺陷，导致它不能准确地向曾与患者接触的人仕提供警示。有见及此，本研究项目提出一款新型且低成本的感测装置。它与Google/苹果的系统互动，但同时弥补了其不足之处。此系统保留及改善现有的隐私保护机制，同时加设固定且准确的环境传感器，提供更完整的数据，协助了解病菌、病毒在室外空间的传播。

我们研发的系统测量环境、距离、时间、位置和气流之间的相互影响，更准确地评估感染风险。这些指标有助快速追踪流感等空气传播疾病的接触者，并为提供必要的数据，完善传播模型和制定有效应对措施。这些数据亦能为修改建筑条例、城市环境和未来流行病有关政策提供指引。此建基于GAEN的传感器能装设于常见的建筑元素（如灯泡），快捷地在小区广泛使用。

我们的系统实时收集的信息对政府决策至关重要。在2019冠状病毒病大流行下，各国政府致力制定隔离、社交距离和佩戴口罩等等的措施。一般新出现的疾病的传播途径（如污染物或空气传播）、潜伏期和传播曲线核实需时。大规模人手追踪接触者亦费时失事。因此，我们需要实时的接触者追踪技术，快速发出患者接触警示以减低传播风险。我们提出的感染风险通知系统快速、可信且不断更新、改善。它可以应用在每年的流感季节，直接显示用户的感染风险，并建议适当的防疫行为（如佩戴口罩几天），有效减少传播。相比彻底更换及提升城市所有的空调系统，此提案大大地节省经济和人力成本。