项目编号：C1009-22GF
项目名称：6G无线通信的一项使能技术
项目统筹者：陈志豪教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
随着第五代（5G）移动通信系统的部署，6G研发的竞赛正在迅速升温。今天难以想象的创新和应用将被推出，并改变我们的生活方式和社会运作。在这个项目中，我们的目标是建立一个太赫兹（THz）通信链路测试平台，以便对6G不断变化的要求、挑战和标准化做出灵活的响应。为了满足超宽带宽的要求，我们提出开发THz辐射集成电路（IC）来调制基带信号。我们采用存算一体化，自定义阻性随机存取存储器设备和内容寻址存储器硬件，以缩短通信延迟，支持超快数据密集基带处理。通信链路的速度将通过多输入多输出（MIMO）技术得到提高。超表面将被设计用来操纵辐射场以增强通信范围和吞吐量。成功开发和集成所提出的技术将使我们处于6G颠覆性技术研究的最前沿。
项目编号：C1014-22GF
项目名称：一种清洁能源发展悖论的升级改造解决方法
项目统筹者：刘锦茂教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
本项目将从报废的太阳能电池板和风力涡轮机叶片中回收废玻璃和再生碳纤维，并将这些材料作为纤维增强碱激发水泥基复合材料（FRAC）的关键成分。该过程将包括五个主要任务：（1）制定一套过程控制策略，从报废的太阳能电池板和风力涡轮机叶片中回收玻璃和碳纤维；（2）开发一套废弃物驱动的FRAC设计，机理和表征的知识体系；（3）评价FRAC的强度发展过程并优化其力学性能；（4）检验FRAC的长期耐久性和浸出性；（5）评估其对环境和经济的影响。本项目将通过开发一种把废弃物转化为有价值且环保的建筑材料的新方法，推进废弃物升级再造的科学前沿发展。同时，将有助于香港实现其可持续发展目标，进而支持气候行动计划2030+。
项目编号：C1017-22GF
项目名称：通过人工创新方法达到真正蜘蛛牵引丝性能的基础研究
项目统筹者：胡金莲教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
蜘蛛牵引丝具有优异的综合力学性能包括高强度，高韧性等特点，在航空航天，军事，医疗等领域具有重大潜力。因为蜘蛛好斗的天性，无法通过养蚕缫丝的方式大规模收集蜘蛛丝，因此，目前主要通过在异源载体中表达重组蜘蛛丝蛋白的方式来批量制备人造蜘蛛丝。然而当前的人造蜘蛛丝在潮湿环境中，氢键网络易受损，湿强度降低，这大大限制了人造蜘蛛丝的应用。而且人们对于从蜘蛛丝蛋白溶液到固态蜘蛛丝的流程和分子组装机理尚未完全清楚。本项目旨在蜘蛛丝中引入共价键以稳固分子结构并提高人造蜘蛛丝的湿稳定性。同时，本项目将辅以低剂量原位透射电镜（Low Dose in-situ TEM）和分子动力学模拟来研究成纤过程中蜘蛛丝蛋白分子的自组装行为。本项目的顺利实施将有助于高性能人造蜘蛛丝的大规模生产，并为其他蛋白质材料提供迭代设计方案。
项目编号：C1024-22GF
项目名称：RNA转运的分子机制及其在神经元中空间分布的特异性
项目统筹者：黎国安博士
院校名称：香港城市大学
项目摘要
神经元包含称为轴突和树突的长分支突起。为了改变这些突起中的蛋白质组成，神经元需要一种专门的机制来将特定的mRNA长距离传输到这些远端位点。RNA由多种RNA结合蛋白包装成颗粒，并由称为驱动蛋白的运动蛋白沿着细胞骨架携带。不同的mRNA可以独立运输并异质分布，但人们对特定mRNA是否以及如何定位于神经元连接（突触）知之甚少。此外，它们在完整大脑内运输的多样性程度仍未得到探索。在此研究计划中，我们将采用跨学科的方法，包括先进的细胞和体内成像、基因组编辑、化学生物学和质谱法，以全面研究神经元中mRNA传输的特异性，并破译其潜在机制。RNA运输功能障碍与特定疾病有关，从自闭症到神经退行性变。我们的研究可能有助于了解各种脑部疾病的特定运输缺陷。
项目编号：C1029-22GF
项目名称：保障元数据安全的高效可信网络关键技术研究
项目统筹者：王聪教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
过去十年，我们见证了端到端加密技术（End-to-end Encryption，E2EE）在众多在线服务中的广泛普及。虽然加密保护了流量负载，但如今的E2EE平台并不保护通信元数据，包括通信方的身份、通信时间、频次和流量大小等。这些元数据通常表现出加密流量负载的独特特征，带来潜在隐私泄露威胁。由于潜在攻击者不仅可以收集通信元数据，并可能主动干扰网络流量，如何保护通信元数据及其所带来的隐私问题，则显得尤为重要。在本项目中，我们将开发新的安全和隐私增强技术，推动现代E2EE平台的前沿进展，并为未来打造保护通信元数据隐私安全的 E2EE 通信系统，建立基础理论与体系架构。这项研究拟应对当今社会对隐私安全不断增长的需求，并服务于已部署E2EE的众多面向企业或消费者的在线平台。
项目编号：C2003-22WF
项目名称：RNA的NAD端帽：机理和功能
项目统筹者：夏亦荠教授
院校名称：香港浸会大学
项目摘要
生物利用复杂的机理对基因表达作精密的调控。其中一个机理是对RNA分子进行各种修饰。RNA端帽的形成是RNA修饰的一个主要类型。真核生物的mRNA的5’末端一般带有一个甲基鸟苷（m7G）结构作为端帽。这一端帽对基因表达起关键的作用，而原核生物的RNA以前被认为不带端帽。最近几年在细菌与真核生物中发现一些RNA的5’端带有NAD帽子，表明存在一种由NAD端帽化介导的新的基因调控方式。但对于NAD端帽过程的控制机理和具体功能还所知甚少。
我们以前开发了多种方法来鉴定带NAD端帽的RNA（NAD-RNAs）。我们的发现显示NAD-RNAs很可能起调控基因表达的作用。在这一研究计划中，我们将利用大肠杆菌和拟南芥植物作为模式生物来阐明调控NAD端帽化的分子机理。我们将利用分子生物学和遗传学等方法来了解一些NAD-RNA的分子功能机理，特别是在转录调控中的作用机理。这一研究项目将由分子生物学、分析化学、结构生物学、和细胞生物学领域的科学家进行多学科的合作来完成。
项目编号：C2013-22GF
项目名称：深海西伯加虫环境适应以及多样性的基因组启示
项目统筹者：邱建文教授
院校名称：香港浸会大学
项目摘要
西伯加虫是广泛生活在深海的环节动物的一个科，但人们对其系统发育位置以及共生关系如何促成它们在适应深海环境知之甚少。本研究旨在提供优化的环节动物系统发育框架，揭示西伯加虫科四个主要谱系中的基因组足迹，包括如何与共生体协调新陈代谢以满足其营养需求，它们进化的驱动因素，以及不同谱系如何适应，以便利用不同的化学合成环境。我们还旨在构建一个具有用户友好接口的环节动物综合基因组数据库，以促进环节动物基因组资源的使用。
项目编号：C4006-22GF
项目名称：岭南文化与世界：广东文人文化景观的建构及转变（1821-1949）
项目统筹者：黎志添教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
晚清民国（1821–1949）是近代中国大变革时期，本研究项目在这一时期的广东文人绅商中选取一百五十位关键人物，旨在从他们的生平经历考察岭南文化的建设及变迁。
本项目突破了单一学科的桎梏，超越「地方/全球」、「东方/西方」的简单二元对立，挑战主流话语对岭南文化「传统－现代」线性发展的描摹，得以宏观映射岭南文化景观，并充分展现了该时期岭南文化的复杂多元及其内在互动。此处「岭南文人」的概念，不仅指广东这一地理范围中的传统士大夫，还包括香港、澳门等邻近粤语地区及海外粤语移民社区的不同人物，涵括艺术、文学、语言、音乐、宗教、教育、物质文化、科学等多个方面。这样，便可将「岭南」置于中华传统和世界输入文化的交汇点，强调其在本土和世界文化史、知识史中的独特作用。
得益于久经试炼的跨学科研究团队、合作机制及研究设计，本项目的研究范围广泛而精深，成员英才荟萃，汇集了人文学科各领域的学者。透过合作出版、研讨会、学术会议、开放式数据库、公共系列讲座和展览的形式，本项目积极推进跨学科对话，并整合研究成果。不同层面的产出构成了本项目的史学价值与成就，同时，在这个学科壁垒分明的时代中，亦可联结各学科的学者，并以数字化的方式向公众呈现成果，数据库也将成为未来研究人员及普罗大众的资源门户。
最后，本项目响应了新近《粤港澳大湾区发展规划纲要》中粤港澳相联系的号召，体现了粤港澳地区近代以来不可分割的紧密联系，更将岭南文化推向世界舞台，展现了岭南研究的合作模式，提高了世界其他地区对岭南人民及岭南文化价值的认识。
项目编号：C4012-22GF
项目名称：认知灵活性的机制：从核心大脑区域到神经网络分析
项目统筹者：容永豪教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
认知灵活性是指根据不断变化的环境和自我目标调整我们的思想和行为的能力。它通常表现为采用不同的策略来解决手头的问题或一次处理多个任务的能力，即多任务处理。认知灵活性不仅对于生存至关重要，对于奖励最大化也至关重要，被视为智力的基石，是人类和其他哺乳动物等高等动物的标志。认知灵活性的减少或缺乏存在于多种脑部疾病中，包括自闭症、强迫症、精神分裂症、抑郁症、中风和阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病。尽管包括我们自己在内的大量工作支持认知灵活性涉及构成高级控制网络的皮质和皮质下区域的多个大脑区域之间的相互作用，但对该回路的基本组成部分以及神经机制知之甚少。我们建议利用啮齿动物模型来解决这些关键问题。我们在初步研究中表明，小鼠在各种策略转换和多任务行为测试中表现出灵活性。基于不同的测试和实验、分析和建模方法，我们建议（1）识别不同认知灵活性任务共有的核心大脑区域，（2）阐明有助于认知灵活性的局部回路的神经活动以及其通过训练得到改善，（3）分析核心脑区之间的连通性及其在柔性行为展示过程中的动态，揭示控制回路的运行模式和原理，以及（4）使用计算神经网络模型探索认知灵活性的网络机制。这个合作研究项目的一个特别优势是我们采用了综合方法，可以利用实验和理论神经科学家的专业知识和协同作用。研究结果将提供一套全面的有价值的实验数据以及一个理论框架，这对于推进我们对认知灵活性的大脑机制的理解至关重要。
项目编号：C4024-22GF
项目名称：基于多组学数据、放射学和组织病理学图像的多模态深度学习推进结直肠癌分型以实现精准肿瘤学
项目统筹者：王鑫教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
结直肠癌（CRC）是一种在临床表现和生物学特征方面均具有高度异质性的疾病，因而导致患者的疾病进展和治疗反应存在显著差异。为剖析结直肠癌复杂的异质性，我们之前对共识分型系统（CMS） 的建立做出了重要贡献。自发表以来，CMS已被广泛用作稳健的分类系统，为各种临床前和临床研究奠定了基础。
尽管CMS的临床用途广泛，但其应用受到几个关键障碍的限制。由于现有基于基因表达谱的CMS分类器既昂贵又耗时，因而绝大多数结直肠癌研究无法受益。此外，中国结直肠癌新发病例占全球总数的近四分之一，然而目前尚不清楚CMS分类系统是否适用于中国患者。
本项目将基于多组学、放射学和组织病理学的多模态深度学习来鉴定更具生物学一致性和临床相关性的结直肠癌分子亚型。项目完成时，拟议的研究将贡献更为稳健的分类体系，以促进生物医学研究和临床应用，建立可用于临床转化的通用分类框架，并基于多个临床研究提供其预后和药物敏感性预测价值的直接证据。本项目的成功实施将推进结直肠癌分型的临床转化，有助于最终实现患者的精准治疗。
项目编号：C4074-22GF
项目名称：自适应3D打印技术：设计、制造、建模与优化
项目统筹者：廖维新教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
3D打印（增材制造）技术已被视为一种有前景的技术，特别是用于制造具有非常复杂或定制设计特征的结构–这些特征往往无法通过传统方法制造。自适应3D打印技术可以通过自适应优化的工具路径，在微观/中观尺度上实现具有自适应设计的机械性能的模型设计和制造。功能分级材料是典型的自适应设计的结构，其特征在模型内部随位置变化。通过3D打印工艺制造的带有形状记忆合金和形状记忆聚合物的结构也可以实现自适应特性，可以在其他物理刺激的帮助下进行变形，即4D打印–额外的自由度允许结构以设计和预测的方式随时间变化。此外，激光扫描路径图案在控制3D打印制造部件的质量方面起着重要作用。尽管如此，仍有许多挑战性的问题需要解决。在这个合作项目中，我们提出了创新的自适应3D打印技术，旨在实现自适应结构设计、自适应扫描路径的生成、数据驱动建模和基于人工智能的扫描路径优化，这将进一步扩展了3D打印技术的功能，实现通过提供额外维度的功能分级自适应结构设计、创新的扫描路径生成框架、创新的建模和优化方法以及具有智能功能的应用。
项目编号：C5031-22GF
项目名称：用于波前光学表征的智能自适应剪切干涉测量技术
项目统筹者：张志辉教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
光学表征是指对特定光学参数进行测量来描述光学系统或材料的可接受程度，它在不同的工业领域中具有广泛应用。例如在视光及眼科学领域，屈光度分布、散光度和散光轴位的测量；在激光加工领域，激光品质因子、远场发散角和束腰半径等的测量；在超材料领域，折射率分布的测量；在先进光学镜头成像质量评价中，调制传递函数（MTF）、焦距、畸变等的测量。尽管有一些设备和仪器可以在特定条件下进行单个光学参数的测量，但仍然缺乏一种方法和设备可以在同一系统上进行多光学参数的测量。
本合作项目旨在开发一种基于波前测量的新颖智能自适应剪切干涉测试（smart self-adaptive shear interferometric，SSASI）方法和系统，用于评价光学系统质量和材料光学特性。项目负责人为超精密加工与计量学讲座教授、超精密加工技术国家重点实验室主任、香港理工大学工业及系统工程学系张志辉教授。本项目中开发的SSASI系统具备多光学参数的测量能力，并可灵活的定制化二次开发。本项目中，项目负责人带领的科研团队将与不同机构开展前沿科学合作研究，包含与香港理工大学视光学院视觉科学研究中心（Research Centre for SHARP Vision，RCSV）合作，对用于近视防控的离焦镜片进行光学表征；与香港中文大学合作，研究激光光束评价和整形；与香港城市大学合作，对超表面进行光学表征。本项目的研究成果还将有助于提升高科技公司产品的关键光学零部件的表面质量，有助于精密计量，材料科学，光学工程和测量技术的科学进步。
项目编号：C5051-22GF
项目名称：用於节能建筑围护结构的亚环境日间辐射冷却涂层
项目统筹者：戴建国教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
建筑物用电占香港总用电量的90%，并为本地制造超过60%的碳排放。建筑围护结构与外界环境接触会产生较大的温度波动而影响室内空间的热舒适性，对建筑物的空调致冷有至关重要的影响。保护性表面涂层广泛应用于建筑围护结构，以提高建筑耐久性并延长其使用寿命。近年来，日间被动辐射冷却技术作为一种零电致冷的建筑节能手段受到了广泛关注，并代表一种升级传统表面涂层的颠覆性技术。
本项目拟开发一系列用于建筑屋顶/墙面的新型多功能白色和彩色被动辐射致冷涂层（PRCC）以及一种用于窗户的智能透明辐射致冷涂层。屋面/墙面PRCC将由无机地质聚合物（一种零熟料的低碳水泥）制成，并具有低于环境温度的日间辐射致冷能力。另一方面，智能透明PRCC将采用具有温度自适应特性的纳米光子双层结构。项目将评价基于不同基材的RCC的长期粘接性能及耐候性。并通过实验研究和数值模拟相结合，评价不同建筑特征和气候条件下带有PRCC的建筑围护结构的节能效果。
项目由来自土木工程、纳米光学超材料、建筑能源、材料科学与工程学科的专家协同参与，为解决香港及其它人口稠密亚热带都市建筑耗能这一紧迫问题提供新的解决方案。项目的实施将大大有助于香港和国家的碳中和目标的实现。
项目编号：C5053-22GF
项目名称：深层神经回路精准声遗传调控技术的开发及其在帕金森病治疗上的应用
项目统筹者：孙雷教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
使用非侵入性工具来高精度控制特定神经元的活动对于剖析大脑中的神经回路和治疗脑部疾病具有巨大价值。现有策略各有优势，它们一系具有侵入性，或缺乏足够的时空精度。因此，刺激可能不成功或伴随着某些副作用。
超声波脑刺激是一种令人鼓舞的替代方法，具有非侵入性、精准的时空控制和更深的组织穿透等优点。 它被认为是研究人脑功能和治疗脑部疾病的有效方法。然而，超声波束的最小焦点仍然比神经元大得多，因此很难精确定位一个小目标并精确操纵特定的神经回路并诱导所需的行为。为了克服这些限制，研究人员提出了“声遗传学”来使所需的细胞对超声波敏感，这样只有选定的细胞才会被激活以获得足够的精度。然而，这个想法仍处于初期阶段，要经过概念验证阶段并考虑到超声的显著优势和最终临床转化的前景，因此必须加强该技术。
这项研究的成功将为脑刺激研究带来突破性的创新，为脑刺激的非侵入性、深度脑穿透和精确性增加了关键方法。这一策略将为超声脑刺激开辟一个新的维度，从而对与公共卫生相关的精神疾病和神经系统疾病产生重大影响。它也可能成为基础神经科学中非常有用的研究工具。
项目编号：C5063-22GF
项目名称：微生物耐药性从热点源传播到职业人群和城市社区
项目统筹者：李向东教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
过度使用和滥用抗生素导致的抗菌素耐药性对全球大量人口的健康构成了巨大挑战。城市地区的耐药性重点污染源包括具高剂量抗生素以预防和治疗感染的临床环境，以及接受大量抗菌药物（和残留物）和耐药基因输入的废水及废弃物处理系统。全球有超过1000万人受雇于这些涉及耐药性来源的职业场所。在这些主要排放源环境中工作的前线人员不可避免地长期暴露于高耐药性污染之中。因此，应优先评估这些一线工作人员获得耐药性的风险。然而，在这些城市热点污染源中，职业性获得耐药性的主要暴露途径（例如吸入、接触和摄入）仍不明晰。因此，亟需开展系统调查，以厘清并量化从污染源到人体的关键暴露途径，并评估耐药性从工作场所二次传播至员工家庭和城市社区的几率。
本项目将比较在典型污水处理厂和公立医院工作的员工与非工作人员（例如，相关家庭成员和城市居民）之间的耐药性类型和流行率，以衡量不同传播途径在耐药性职业获得中的重要性，并探讨外源性耐药菌定植于职业人群体内的环境重塑机制。然后，项目组将开发创新的阻控技术，包括喷雾控制与抗菌表面涂层，并结合耐药性传播动态模型，评估相关干预措施在减少职业暴露和二次传播方面的有效性。本项目将为制定相关政策和技术指南提供科学依据，以减少耐药性热点排放源场所中的职业暴露，防止高耐药性致病菌向城市社区传播，从而助力落实本地与全球范围内控制抗菌药物耐药性的战略计划。
项目编号：C6012-22GF
项目名称：海洋蓝藻的抗病毒侵染机制
项目统筹者：曾庆璐博士
院校名称：香港科技大学
项目摘要
细菌和病毒是地球上分布最广泛且最丰富的生物体。作为特定侵染蓝细菌的病毒，噬藻体可以从它的宿主获得多种代谢基因以促进病毒侵染。另一方面，蓝细菌也发展出多种抗噬藻体防御系统来阻止侵染。例如，蓝细菌可将来自噬藻体的外源核苷酸序列整合到它们的基因组中以逃避侵染，这些序列被称为规律成簇的间隔短回文重复（CRISPR）。然而最近的研究发现海洋蓝细菌蓝绿球藻和聚球藻缺少大多数已知的抗噬藻体防御系统，说明这些海洋蓝细菌可能使用未知的防御系统来对抗噬藻体。
本项目将研究海洋蓝细菌和噬藻体之间的相互作用，以揭示海洋蓝细菌抗噬菌体防御系统的关键基因和潜在机制。为实现这一目标，我们将在基因和蛋白水平上研究海洋蓝细菌抗噬菌体系统，我们还将使用机器学习算法从蓝细菌宏基因组中深度挖掘抗噬藻体防御机制。这项工作将有助于开发海洋蓝细菌中新的抗噬藻体防御系统，并为理解全球海洋中蓝细菌和噬藻体的共同进化做出重大贡献。
项目编号：C6016-22GF
项目名称：高性能离子热电水凝胶的开发及其在多功能智能皮肤和体温发电中的应用
项目统筹者：黄宝陵教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
离子热电水凝胶由于其极高的热电系数，优良的柔性/可拉伸性，低成本以及环保特性，在低品位热能回收和热传感方面展现出巨大的潜力。尽管近年来在该领域取得了显著进展，对水凝胶中的离子热电现象的基本理解尚十分欠缺，这严重影响了高性能离子热电水凝胶的进一步发展。尤其是具有较好热电性能的n型离子水凝胶十分稀少，而水系热电池中的氧化还原热电动势也有待提升。为了实际应用，迫切需要发展有效的策略来调节水凝胶的离子热电性能。在本项目中，我们计划通过实验合成、表征以及原子尺度理论计算相结合的方法来研究准固态离子水凝胶中的离子传输机制及其与离子热电性能之间的关系。我们将研究多种因素，如组成成分，填充物，离子–聚合物耦合，离子–离子相互作用，以及温度等对离子聚合物热电性能的影响。基于这些理解，我们将发展各种策略来调控离子水凝胶的热电性能，从而为热扩散和热电池器件应用发展具有优异热电系数和离子电导率的n型与p型水凝胶。本项目将基于这些离子热电水凝胶发展多功能智能皮肤以及体温发电器件，以探索高性能离子水凝胶在热传感和低品位热能利用方面的应用。
项目编号：C6020-22GF
项目名称：重塑气体燃料存储–金属有机物框架多孔材料热物性研究
项目统筹者：李志刚教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
全世界的能源消耗一直在持续上升。化石能源的大量使用带来了严重的环境问题，比如化石能源使用过程中的碳排放是导致全球气候变暖的主要原因之一。与传统的液态石油和固态煤等化石燃料相比，氢气或甲烷等气体燃料由于碳排放量低和重量能量密度高被视为绿色能源。然而，由于气体燃料极低的沸点、低密度、高临界压力和高扩散率，气体燃料的储存和运输通常需要苛刻的条件并消耗大量的能量。
多孔金属有机框架由于其超高孔隙率、高热稳定性和化学稳定性，在温和条件下储存或运输气体燃料具有巨大潜力。然而，在实际的储气系统中，吸附和脱吸附会引起巨大的温度变化，对系统的储气量会产生负面影响。基于此，本项目将利用原子模拟和实验验证，从原子尺度上出发了解多孔金属有机框架的吸附、脱吸附、热物理以及热输运性质，从而调控多孔金属有机框架的热性质，为未来基于多孔金属有机框架的气体燃料存储系统提供设计指导。
项目编号：C6022-22WF
项目名称：发现新型抗生素：基因组挖掘与多样性导向有机合成相结合的策略
项目统筹者：童荣标教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
用处方抗生素治疗和预防细菌感染是医院的常规但重要的临床程序。然而，对多种抗生素耐药的细菌感染不再是孤立的零星事件，而是世界各地可预测和不断发展的病例。每年约有80万细菌感染者死于抗生素耐药性，预计到2050年，抗生素耐药性每年将导致1000多万人死亡。抗生素耐药性的上升引起了人们对我们有效控制和治疗细菌感染的能力的日益关注。迫切需要发现新型抗生素，以扩大具有新分子骨架的有效抗生素库。这个CRF项目建议在早期阶段将基因组挖掘（计算方法）与化学合成相结合，以促进新型抗生素的发现，以对抗耐药细菌。与使用Waksman平台的传统基于生物活性的发酵/分离不同，基因组挖掘利用细菌基因组的公开数据将生物合成基因簇（BGC）与生物活性天然产物的酶促生产联系起来。这种方法在很大程度上克服了传统方法（重新分离许多已知化合物）的主要局限性，因为编码新天然产物的BGCs尚未被探索。作为初步结果，我们的基因组挖掘发现了两个有效的抗菌天然产物家族的：多环氧杂蒽酮（PCX）和环脱肽（CDP），它们也表现出显着的细胞毒性。在这个合作项目中，我们的目标是使用这种基因组挖掘方法来发现更多具有高抗菌活性和降低细胞毒性的PCX和CDP成员。同时，我们将启动已鉴定的PCX和CDP天然产物的化学合成。化学合成将在发现新型抗生素方面发挥核心作用：（1）确保足够的先导化合物（天然或合成PCX / CDP）供应，（2）提供用于活性毒性优化的类似物库，以及（3）当核磁共振分析无法建立其结构时，化学合成确认PCX和CDP的分子结构。合并基因组挖掘和化学合成可以大大增加发现新型抗菌化合物的机会，以便随后开发为临床抗生素。在这个CRF项目的后期阶段，我们将尝试确定我们的先导抗菌化合物的细胞靶标并阐明它们的作用方式。此外，小鼠模型将用于评估体内功效和毒性，为临床前试验提供可靠的数据。
项目编号：C6026-22GF
项目名称：利用多普勒光达深入研究香港都市里的三维风环境
项目统筹者：冯志雄教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
垂直风速廓线对于空气流通评估以及城市通风规划/设计至关重要。然而，由于现实中对城市高空风环境的测量存在技术障碍，城市垂直风廓线一直难以被精确地测量及重构。本项目引入最先进的多普勒激光雷达技术，对高密度城市边界层的垂直风廓线形态作更深入的研究。项目的主要任务包括在香港构建一个城市尺度的多普勒激光雷达网络用以长期测量垂直风廓线，使用气象模拟及预测电脑模型建立一个垂直风廓线数据库，校准现时香港的空气流通评估方法。该项目的预期成果不仅有利于相关研究学科的发展，亦有利于城市通风规划/设计的进步，最终为改善高密度城市居住环境作出重要贡献。
项目编号：C6033-22GF
项目名称：巡游磁性材料的新颖电磁特性及量子态
项目统筹者：Dr. JÄCK Berthold
院校名称：香港科技大学
项目摘要
现代生活很大程度上是建立在我们能够随时随地获取和处理大量信息的能力上的，而这种对移动和远程计算能力的需求则需要更小和更强大的计算芯片，同时使得信息技术设备巨大的能源消耗成为一个亟待解决的问题。越来越清楚的是，解决这些问题需要新的技术突破，以应对这场第四次工业革命给我们带来的技术和环境挑战。如今，新的量子材料宏观特性可以根据微观量子现象来设计和实现，使得我们进入拥有超越摩尔定律且低功耗的量子计算机和自旋电子学器件的后硅时代成为可能。在这方面，能够实现大量有趣现象如量子反常霍尔态和磁斯格米子晶格等的导电巡游磁铁材料具有巨大的潜在优势。在这些材料中，巡游电子与局部磁矩和长程磁秩序相结合，从而使得电子自由度和磁自由度之间在原子尺度上相互作用，为实现各种奇异的量子态的存在创造了一个巨大的参数空间。本项目的目标是合成稀土三碲合金和过渡金属基的笼目金属，并探索这些材料中出现的磁性斯格米子、拓扑电子态和量子临界性等。这两类材料非常适合于实现我们的目标，因为它们的电子、磁性和拓扑学特性可以由它们的元素组成、化学掺杂和同结构系列中的应变来精确控制。我们将把计算材料设计、模型计算与块状晶体和薄膜的合成结合起来，以制造出具有定制特性的材料。我们将应用不同类型的实验和理论手段，在微观和宏观尺度上描述电子和磁性材料的特性，绘制出磁性相图，并确定新型量子态的出现。我们的项目团队联合了四位实验物理学家和一位理论物理学家。他们在测量技术和理论计算方面的互补以及他们广泛的国际合作为项目的顺利实施和完成提供了有力保障，从而能够实现检测和研究巡游磁性材料的新兴量子相并制造出相应的新材料和新器件，为在未来的自旋电子学和拓扑量子计算等方面的应用奠定基础。
项目编号：C7004-22GF
项目名称：自动化分布式机器学习: 算法和系统优化
项目统筹者：吴川教授
院校名称：香港大学
项目摘要
随着机器学习（ML）的空前进步和海量数据集的可用化，我们现在正处于人工智能（AI）的黄金时代。公司和机构越来越多地部署昂贵的AI基础设施（例如AI云、GPU集群），使用异构硬件加速器（例如GPU、FPGA）来训练复杂的ML模型以提供各种基于AI的服务。要在大量数据上学习一个好的（通常是大的）ML模型（例如深度神经网络或DNN），通常需要广泛的ML专业知识，例如构建神经元网络架构和调整模型超参数以实现最好的性能。然而许多用户并不具备这种专业知识。AutoML（又名自动化机器学习）作为一种解决方案出现，其通过自动化ML模型学习过程使非专家能够运用ML，有望大大促进AI在各种经济、社会和健康领域的渗透。
由于单节点ML无法扩展到海量数据集和大型模型，使用多个加速器和服务器执行模型搜索和训练的分布式ML算法和系统是当今AI云中的新规范。在分布式机器学习的背景下，AutoML变得更具挑战性，因为它涉及高维度的可调控策略，例如模型放置和多设备上的执行顺序、操作和张量融合/分割、通信调度等。没有足够的算法和系统支持来实现自动化，即使对于熟练的领域专家来说，在分布式训练的巨大调优空间内找好的策略也是一项艰巨的任务。而简单的解决方案很容易导致极其昂贵和耗电的硬件的利用率和能源效率的显著降低，无法接受的冗长模型训练时间，以及差的模型质量。这种低效率在当今生产AI云上分布式ML工作负载中很常见，尤其是当GPU和服务器数量增加时。
该项目旨在研究高效、优化的算法和系统策略以实现分布式ML自动化，保证最快速的模型训练收敛、最佳模型性能以及最有效的硬件利用率。我们从神经元网络架构搜索和超参数优化开始，通过利用分布式搜索和训练来确定最佳DNN模型。然后我们研究用于计算和通信加速的分布式模型训练策略，这有助于自动神经元网络架构和超参数选择。我们解决自动化分布式ML领域中的关键问题，并将我们的解决方案部署到真实世界的AI场景中。
项目编号：C7008-22GF
项目名称：复发性肝癌的免疫微环境
项目统筹者：黄泽蕾博士
院校名称：香港大学
项目摘要
肝细胞癌是最常见的原发性肝癌，也是全球最致命的癌症之一。肝癌的高死亡率有多种原因。肝癌对化疗和放射治疗等传统癌症疗法具有高度耐药性。早期肝癌症状隐匿，导致延误诊断。大多数肝癌患者被诊断时已为晚期。即使患者适合手术切除，70-80%的患者会于5年内复发。而复发性肝癌会变得更具侵略性。目前，复发性肝癌暂无有效的治疗方法。免疫治疗是通过激活免疫系统以对抗癌症的疗法。由于免疫治疗已成为主流癌症治疗方法之一，其中一个重要的临床问题是免疫疗法能否预防和治疗复发性肝癌。肿瘤的免疫微环境描述了肿瘤内免疫细胞的数量、状态和相互作用。免疫微环境极大地影响肝癌复发和对免疫治疗的反应。为了设计针对复发性肝癌的免疫治疗，我们致力于揭示有关免疫微环境与肝癌复发之间的关系。通过我们新建立的复发性肝癌临床前实验模型，我们将致力解答两个重要的问题：（1）免疫微环境如何影响肝癌复发；（2）我们如何通过新的治疗方案激活肿瘤微环境中的免疫细胞？我们的工作可能会为新的复发性肝癌治疗方法提供重要的理论基础。
项目编号：C7016-22GF
项目名称：YEATS2化学探针的开发及其在机理和药理学研究中的应用
项目统筹者：李祥教授
院校名称：香港大学
项目摘要
表观遗传蛋白由于能调节组蛋白和DNA修饰的“写入”、“擦除”和“读取”，已经成为一类新兴的药物靶点。YEATS结构域作为组蛋白赖氨酸乙酰化（Kac）和巴豆酰化（Kcr）标记的新型“阅读器”，已被报导与急性白血病和一些实体瘤（如非小细胞肺癌）的发生和发展有关。
最近，我们及其他课题组开发了ENL、AF9和GAS41 YEATS结构域抑制剂，其中一些显示出较好的抗癌活性。然而目前尚未有靶向YEATS2 YEATS结构域的抑制剂被报导。我们认为此类抑制剂的开发不仅可以提供有用的工具来探索YEATS2在基因调控中的作用，还可以为开发靶向YEATS2的药物提供潜在的先导化合物。我们的初始实验已经开发了具有细胞活性的多肽类抑制剂，LS-1-124。在本研究中，LS-1-124将作为构建DNA编码文库（DEL）的原型，用于筛选更高效和更具有特异性的 YEATS2 YEATS抑制剂。效果优异的抑制剂将进一步衍生为蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs），以实现对YEATS2的降解。本研究获得的靶向YEATS2的化合物（包括抑制剂和PROTAC）将用于探索 YEATS2在基因调控中的作用，尤其是YEATS依赖性相关的作用。同时，我们将在细胞模型和动物模型中探究靶向YEATS2化合物的抗癌作用。我们设想，完成这项研究将有助于阐明YEATS2在生理和病理条件下的生物学意义，也有助于开发针对因YEATS2失调引起的人类疾病的治疗新策略。
项目编号：C7037-22GF
项目名称：量子摩尔材料多体研究范式
项目统筹者：孟子杨博士
院校名称：香港大学
项目摘要
半导体和计算机，太阳能和锂离子电池等等与我们日常生活相关的材料，其背后的物理学原理大多基于弱关联的电子系统。近年来为了解决人类社会面临的深层次挑战，强关联电子量子多体材料的研究方兴未艾，这样的强关联材料是制造如超越摩尔定律的新一代计算机芯片、无电阻损耗的超导体能源疏运器件等等理想设备的基石。在量子多体材料的研究大潮中，二维量子摩尔材料，如转角石墨烯和过渡金属二硫化物，在近年来取得了长足进展，并最有可能成为新一代电子器件的制造单元。在量子摩尔材料中，具有拓扑性质的平带使得电子长程相互作用更加重要，并在拓扑和相互作用的合力之下，奇异的关联绝缘体和超导体已经被实验发现。在本项目中，我们将结合理论、计算和实验手段，从量子多体物理学的角度研究与解释量子摩尔材料中的拓扑与强关联物理现象，从而可以建立起量子摩尔材料基础研究的新的多体范式。我们的项目，将拓展量子摩尔材料研究的理论、计算和实验的内涵与外延，预测具有更加优异性质的二维量子摩尔材料造福社会。
项目编号：C7048-22GF
项目名称：昆虫末日？建立澳-亚热带森林昆虫群落应对全球变化的长期模式
项目统筹者：Dr. ASHTON Louise
院校名称：香港大学
项目摘要
近年来，关于昆虫多样性下降的报告已被广泛报道，但大多数证据来自欧洲和北美地区。相较之下，仅有少量研究显示热带地区的昆虫也在减少，甚至在其原始的栖息地。气候变化、杀虫剂的使用和栖息地的丧失是导致昆虫减少的主要因素。然而，由于缺乏对热带地区昆虫的长期监测数据，我们对昆虫是如何随时间变化的了解仍然有限。这种认知的有限性导致科学界对"昆虫末日"的普遍性的长期争论。鉴于热带森林热带地区拥有最高的陆地生物多样性，以及昆虫在维持热带森林功能方面具备关键作用。因此，对热带森林生态系统中昆虫生物多样性的动态变化的研究将是对全球生物多样性动态的重要补充。与欧洲和北美长期建立的高质量的历史生物多样性数据不同，热带森林中的系统昆虫信息收集在近期才出现。缺乏长期的数据集通常是热带昆虫动态的不确定性背后的重要原因。幸运的是，一些热带地区的野外研究站已经运作了几十年，这些地区的昆虫生物多样性研究（包括已发表和未发表的）对我们了解昆虫生物多样性如何随时间变化至关重要。因此，为了进一步了解热带森林中生物多样性变化，我们除了在持续监测昆虫多样性的同时，也需要将搜集和利用现有数据集列为优先事项。
澳大利亚和东南亚的雨林是生物多样性的热点地区。尽管自欧洲殖民以来经历了大规模的栖息地丧失，这些地区仍然拥有高水平的地方生物多样性。我们将从亚洲和澳大利亚的三个实地地点整理和采集昆虫数据，并使用长期的气候和遥感数据来描述景观组成和气候是如何塑造热带森林中昆虫动态特征的。
项目编号：C7064-22GF
项目名称：整合基因组编辑和蛋白质工程方法揭示神经发育和疾病中的微管单分子动态与结构
项目统筹者：狄士杰博士
院校名称：香港大学
项目摘要
微管是动态细胞骨架丝，通过为高度极化的神经元细胞提供结构支持并引导货物运输到不同的亚细胞区室（例如，轴突、树突和棘），在功能神经元的发育和维持中发挥关键作用。虽然破坏微管组装和组织与神经元缺陷有关，但微管结构和动力学决定神经元形态和功能的潜在分子机制仍不清楚。这种知识差距主要是由于缺乏一种综合方法来机械理解模型生物体的体内表型如何与具有确定的蛋白质组成的体外重组微管的生化和生物物理特性相关联。
α/β-微管蛋白异二聚体是赋予微管结构基础（即晶格组织）和聚合动力学的基本构件。在高等真核生物中，这些微管蛋白亚基由扩展的α和β微管蛋白基因家族（即同种型）编码，并经历各种翻译后修饰（PTM）。微管蛋白同种型和PTM的结合导致了“微管蛋白代码”假设：细丝的不同微管蛋白组成控制着特定生物环境（例如神经元）中功能性微管网络的形成。在临床研究中，微管蛋白同种型或微管蛋白修饰酶的数十种突变与神经系统疾病有关。然而，由于针对微管的诱变分析会导致复杂的表型，并可能导致哺乳动物的胚胎死亡，因此揭示微管蛋白同种型、PTM和疾病相关突变在神经元发育中的作用的机制见解一直具有挑战性。
这项拟议的研究通过综合基因组编辑和蛋白质工程方法解决了上述知识差距，使我们能够剖析微管依赖性神经元生长和再生的分子机制。由于MEC-12（α-微管蛋白）和MEC-7（β-微管蛋白）的突变特别影响线虫中六个机械感觉神经元的功能和形态，我们将使用这些神经元和微管蛋白同种型作为模型来研究 微管蛋白PTM或疾病相关微管蛋白突变对单细胞分辨率神经元发育的影响。同时，我们将使用我们最先进的策略来生成重组MEC-12/MEC-7，以通过以下方式表征野生型和突变型MEC-12/MEC-7 微管的结构、动力学和运动结合单分子显微镜。为了将基因组编辑的秀丽隐杆线虫与相关的哺乳动物神经元相关联，我们将进一步检查源自神经干细胞的神经元的表型，这些神经元具有与疾病相关的微管蛋白突变。总之，我们的研究将为分子理解微管依赖性神经元形态和功能开辟一条新途径。
项目编号：C7067-22GF
项目名称：单片氮化镓电子-光电子平台的研发
项目统筹者：蔡凯威教授
院校名称：香港大学
项目摘要
第三代半导体材料的氮化镓（GaN）带来了许多革新的光电器件，其中有改变了电力照明技术的高能效发光二极管，革新了光存储技术的短波长激光二极管，还有重塑了电力电子电路設計、能在高频率和高功率下工作的高电子迁移率晶体管（HEMT）。这些取得巨大成功的器件由具有不同外延结构的晶圆加工、且单独封装而成。用这些器件的组合构建电路，比方说要用GaN HEMT来驱动GaN激光二极管，就需要将这些独立封装的器件组装在印刷电路板上。单片集成技术能够在芯片规模上将这些具有不同功能的器件构建具有紧凑性、稳健性和效率的光电系统，就像硅平台上的集成电路（IC）一样。这个基于GaN的平台同时集成了光子和电子元件，将为光子集成电路（PIC）、光通信和光计算等应用开辟巨大机遇。本项目将研发一个单片集成的氮化镓电子–光电子平台，从单一的晶圆中加工出光子和电子器件以建立功能性集成光电路与系统。
项目编号：C7076-22GF
项目名称：大批量定制工业4.0智能工厂核心技术和创新方法
项目统筹者：黄国全教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
本项目率先提出利用高性能计算机体系架构和操作系统的原理研发面向工业4.0智能工厂的核心技术，从而实现智能工厂的高性能生产管理。项目包括创新突破三部曲：（1）采用智能物联网设备实现工厂数字化，搭建“智能工厂计算机”（iFactory）；（2）基于实时数据建立智能工厂的可视化和可追溯性（VT），形成一套“环视”技術，从而研究iFactory CPU（中央处理器）的“乱序执行（OoOE）”算法；（3）提出智能车间突破性新型运营和管理模式并开发相应的使能工具。在iFactory的架构下，工厂将被系统性地分割成增值单元（例如各类机床、叉车），并进一步将其数字化为智能处理器，產生例如人、机、物、工具、庫存等制造资源的数字孪生，利用其边缘计算能力构建智能处理器，形成iFactory CPU。物联网传感器通过采集实时的处理及运行数据，以确定的心跳频率更新iFactory CPU的内存。每一次更新，CPU都会进行相应的运行决策以供智能处理器执行。iFactory通过网络物理（Cyber-Physical）可视化和时空（Spatial-Temporal）可追溯性来探索和研究工厂的不确定性，并为工厂运营规划、调度和执行开发全新的数据驱动决策模型。iFactory实现強性能、快响应和高弹性的工业4.0智能制造系统。
项目编号：C7080-22GF
项目名称：模块化高层建筑的卓越化生成设计：专家知识增强的级联图学习与优化解决方案
项目统筹者：吕伟生教授
院校名称：香港大学
项目摘要
高层模块化建筑被许多人视为解决高密度城市住房危机的关键性战略。与此同时，卓越化设计（Design for Excellence，简称DfX）的概念逐渐被建筑师和工程师用以释放模块化建筑的全部潜力。在这里，“X”不单单包含了“M”和“A”，更是包含若干“卓越”标准，例如建筑的形态与功能、工程质量与造价、物流管理、环境友好与可持续性等等。种种这些需要超越任何一个设计师能力的多学科领域知识。虽然如此，却很少有人关注探索如何帮助设计师在高层模块化建筑这一复杂设计场景中实现 DfX。
该项目旨在为高层模块化建筑开发一种计算机辅助的、面向设计师的DfX生成式设计方法。这个方法通过级联的方式集成了图形学习、高级优化技术和专家设计知识以适应HRMB设计的复杂性、层次性和重复性。具体而言，我们首先通过自上而下的方式使用图形学习来逐步生成建筑外形，各楼层的平面设计，以及详细的模块设计。在这之后，我们利用先进的启发式算法自下而上优化这些生成的设计选项，即从模组到楼层再到整个建筑。这种方法与现实生活中的设计实践相若：建筑师们正是通过反复设计摸索来找到最优解决方案。然而，由于考虑的因素之多，重复的计算之繁重，智能算法可以帮助设计师更快速且有效地探索更广阔的建筑设计可能性。
我们将在香港的高层模块化建筑项目中进行试点研究。这些实际项目为我们提供了丰富的研究背景，囊括了与用户群体、施工技术、制造能力、物流和场地条件等多种复杂因素以及与之相关的卓越式设计。我们的研究不仅将通过考虑广泛的卓越标准加深行业对高层模块化建筑设计的理解，亦将开辟一种新的人机协作的设计范式以帮助设计师更有效地探索潜在的设计解决方案。通过该项目，我们希望帮助释放高层模块化建筑在缓解当代问题（住房短缺、普遍贫困和生产力下降等等）方面的全部潜力。
项目编号：C7082-22GF
项目名称：利用宝珊道排水系统作为地球关键带观测站研究边坡地下水动力条件以及工程和生态效应
项目统筹者：焦赳赳教授
院校名称：香港大学
项目摘要
山坡是重要的地貌单元，在香港更是如此。在陡坡上的建筑工程很容易引发山泥倾泻。政府现正探讨发展岩洞作为长期土地供应方案。然而，这些洞穴会使上覆的斜坡脱水，导致山坡植被退化。大多数滑坡是由不利的地下水条件引起的，因此了解山坡的水文地质特征至关重要。坡地地下水的水力特性研究得比较透彻，但水化学特性却相对较少受到关注。地下水化学有助於研究地下水行为和化学风化，而化学风化与边坡稳定性直接相关。香港潮湿的亚热带天气加剧了化学风化和岩石化学物质向地下水的释放。由于采样井安装的费用不菲，研究化学风化和地下水化学演化一直受到限制。
宝珊道排水隧道系统由两条隧道和无数从隧道顶板向上延伸至浅土层的蜘蛛排水管组成。该系统配备了自动流量和压力传感器，可实时无线传输数据。这是全港乃至全球首创，利用隧道和蜘蛛式排水沟组成强大的排水系统，旨在通过调节地下水位来加强山坡的长期稳定性。这种密集的仪表系统还可以作为一个独特的山坡观测站来监测地下水成分和动力学及其对工程和生态影响。该项目旨在通过系统的长期、高频观测来探索火山岩山坡内部水文地球化学和风化过程的时空特征，以了解地质条件如何调节山坡水文和水文地球化学动力学。研究结果不仅将提供对山坡水文学和水化学的基本科学见解，还将提供城市环境中与山坡稳定性和洞穴开发相关的公共政策和安全与环境问题相关的建议。
项目编号：C7100-22GF
项目名称：用于移动机械臂任务规划的迁移编程方法
项目统筹者：席宁教授
院校名称：香港大学
项目摘要
为移动移动机械臂规划复杂任务程序是一个长期没能解决、极具挑战性、且非常关键性的问题。这些任务通常涉及与环境的频繁互动，例如擦桌面、从桌子上收集物品。传统的机器人任务程序的开发，无论是通过人工编程亦或使用示教器或摇杆进行示教，都需要仔细调整参数。为此操作人员需要进行严格的培训才能为机器人编写程序；而程序本身通常只适用于特定的任务和环境，因此无法轻易应用于其他任务或环境下。为此，适用于各种任务和环境的可迁移的编程方法对于未来在人类日常生活中大量部署移动机械臂是关键且必要的。
本项研究将开发一种新颖的基于从人类操作中学习技能且可迁移到多种任务和环境中的编程方法。通过该方法，机器人程序将可迁移到执行其它一系列相关任务而不需要重新设计程序。本研究的具体目标包括开发一种用于移动机械臂编程的沉浸式人类示教方法和系统；开发一种基于数据驱动和模型驱动相结合的机器人程序设计方法；对所提出的可迁移式程序设计方法进行理论分析和研究并在实验室环境和真实的医护设施中，进行实验测试和评估。本研究的成果将为机器人技术进入香港的医疗和服务业提供关键技术，并创造新的机会为机器人开发和应用培养下一代科学家和工程师。
项目编号：C7103-22GF
项目名称：揭示Omicron和其他新发SARS-CoV-2变异株的致病機制研究
项目统筹者：朱轩博士
院校名称：香港大学
项目摘要
Omicron的病毒学特征，包括病毒感染、传播和复制的机制，依然存在很多未解之谜。目前已有的证据表明Omicron在肺部的病毒复制有所减弱，但导致其高传播和感染性的机制仍然未明。这是当前 SARS-CoV-2研究中最紧迫、最重要的问题。因为这种特点有可能也会被其他比SARS-CoV-2致病性更高的病原体所利用。基于已有证据及前期数据，我们推测Omicron可以利用额外的宿主因子或改变了已知宿主因子的利用能力，使其获得高传播或感染性。在本项目里，我们拟解决这一紧迫而重要的研究问题。该项目的结果将为当前COVID-19大流行的致病机制、传播和治疗策略提供重要而新颖的方向，并可为我们更好地应对下一次高传染性传染病大流行做好准备。
2022/23年度协作研究金 - 设施/设备项目编号：C1018-22EF
项目名称：先进原位激光分子束外延与角分辨光电子能谱联合量子材料研究系统
项目统筹者：李丹枫博士
院校名称：香港城市大学
项目摘要
量子材料是那些量子力学效应成为主导并产生引人入胜的“隐藏”特征的材料系统。目前，对量子材料的设计、合成和探测已经达到令人瞩目的原子分辨率水平。作为未来技术应用的基础，此类对新型量子相和奇异量子现象的探索，通常需要在极端条件下的先进技术以及超高精度的操作。为了获得材料的本征“信息”，连接这些仪器以实现“原位”测量成为关键手段。本项目将构建香港第一台结合激光分子束外延和角分辨光电子能谱的“L-MBE + ARPES”系统。该系统将集成量子材料的“原子–原子”合成和材料表面电子结构的原位直接测量。本项目对于“生长–转移–测量”这一重要策略的使用，将揭示量子材料的能带结构、表面态、量子限域等新奇物理学特性。本项目旨在将此系统发展成为一个独特、强大、可持续和用户友好的量子材料研究原位平台。
项目编号：C4001-22EF
项目名称：用大脑超扫描探索心智同步性
项目统筹者：黄俊文教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
本项目旨在建立香港首个功能性近红外光谱成像（fNIRS）超扫描共享设施（fHSF），用于研究小群体内人类的认知神经机制。fHSF将为香港本地研究人员及其国内外合作者提供一个先进的研究平台，帮助他们解决新一代有关人类心智的科学问题。这些问题与多人互动过程中大脑思维和神经活动密切相关。fHSF是一个无线的多人fNIRS光学成像系统，能同时测量多达10人的大脑活动信号。该系统具备优异的便携性和对运动噪声不敏感的优势，这些特点将有助于进行一系列对生态效度有更高要求的研究。我们的项目合作组将在四个领域进行研究，以加深我们对个人及群体行为和神经机制的理解。领域1（群体交流和关系）将探索有关在小群体中领导者的神经模式，群体冲突的机制及相关神经可塑性，以及群体成员间多语言交流的神经基础等问题。领域2（群体环境中的学习和音乐表现）将试图回答为什么学习结果可能受到班级规模和虚拟学习模式的影响，并提供神经生物学机制的解释。同样地，我们将研究音乐家合奏时的神经同步性如何解释音乐审美。领域3（家庭系统）将包括对家庭神经科学的研究，主要研究家庭关系的变量（如婚姻满意度）和行为干预对家庭成员的大脑活动的影响。最后，领域4（沟通障碍）将研究社交性障碍（如自闭症）或因群体规模增加而加剧的沟通障碍（如认知沟通障碍）的神经基础。除了计划建立一个10人的fNIRS系统外，我们还将开发新的数据采集和分析方法，使研究者能够将行为变量和多人的神经同步模式关联起来。这个设施将会为我们的研究者提供新的多人神经成像分析技术，并计划发布新的软件程序，以帮助研究者分析fNIRS多人实验的数据。我们的项目团队成员来自香港本地四所大学，他们之间有着丰富的合作经验，包括共同发表研究、共同参与RGC協作研究项目（两个CRF和一个TRS项目），以及合作建立MRI核心设施等。项目统筹人所在的研究单位将会为fHSF运作提供所需的空间。
项目编号：C4062-22EF
项目名称：建立空间多组学核心设施
项目统筹者：陈文乐教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
该合作研究基金（设备补助金）的主要目标是在香港建立空间多组学核心设施。人体由大约37万亿个细胞和大约200种不同的细胞类型组成。所有这些细胞都以高度分隔的方式组织起来，并且在健康或疾病条件下，它们的身体位置在整个生命过程中都会受到调节。为了研究癌症等人类疾病，科学家通常在实验室中一次研究一种细胞类型。或者，组织被收获并分离成它们的单细胞成分，这可能导致空间信息的丢失。我们计划购买的机器能够以单细胞分辨率生成完整组织的详细分子信息，同时保留所有细胞类型的空间信息。生成的信息将有助于了解一些常见人类疾病（如癌症和阿尔茨海默病）的机制。该机器发现新药物靶点的能力将有助于未来开发针对多种疾病的有效治疗方法。最后，该设备将提供给香港的所有研究人员使用。
项目编号：C5032-22EF
项目名称：香港沿海高频雷达网络
项目统筹者：Dr. STOCCHINO Alessandro
院校名称：香港理工大学
项目摘要
高频雷达网络（HFR）是指基于陆地的远程遥感设备。这项设备能够测量海洋表面洋流和波浪，并且能够覆盖数百公里的距离。沿海雷达网络技术现在公认为是一种经济、高效、可靠的可实时监测沿海区域海面洋流和波浪的工具。可以肯定地说，HFR监测网络克服了许多基于船载仪器或停泊装置的标准海洋学设备的限制。全球雷达系统的逐年稳步增加也进一步证明了这项技术的成功。不仅在科学研究中需要广泛使用雷达系统来实时监测收集海洋与沿海区域数据，政府部门也需要使用雷达系统的监测数据来对海洋环境进行保护，并且对可能出现的自然与人为因素（例如海上交通、海洋污染物的排放等）造成的影响进行管理，这正是因为雷达系统拥有高可靠性和可操作性。在局部区域范围尺度，HFR监测网络可以提供实时数据用于海上定位及救援行动、海上交通事件造成的污染物泄漏的快速响应以及整合各项数据资源。HFR监测网络提供了大量的数据用于海洋及沿海研究与工程建设。HFR能够长期收集洋流与波浪数据，对于提高沿海区域数学模型的质量、理解海洋运输特性以及研究不同海洋盆地、沿海区域与外海区域的关联性有重要的作用。
在本项目中，我们的目标是在香港水域的两个相关的监测点，即中部水域及珠江河口出口处，设计、部署并测试一款具有高分辨率的HFR网络监测系统。这项雷达监测系统能在数十公里范围内提供高分辨的洋流和波浪数据，能够极大增加该区域监测能力。这些监测数据能够提供被广泛用于科学研究以及政府管理，包括沿海工程、针对极端洪水及其他自然灾害的海岸保护以及其他环保部门。同时这项雷达网络也能作为未来各项研究项目的基础。
项目编号：C6006-22EF
项目名称：应用CC-MC-ICP-MS获取同位素分流信息以深入理解海洋中的生物和化学过程
项目统筹者：张琼教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
铁、铜、锌、锰等微量金属元素是生命的重要组分，它们作为金属蛋白的辅因子，参与调节了很多海洋中重要元素（如氧、氮、硫、碳等）的生物地球化学过程，从而影响海洋生态系统的功能和全球的碳循环。很多微量金属元素拥有多个同位素。这些同位素有微小的质量差别，因此它们在参与各种生化反应的过程中会有不同的反应速率，导致反应产物中的同位素比例发生变化, 而这些变化可以用高精度质谱仪进行测定。金属同位素在追踪重要的环境过程中具有重大优势，其应用是国际研究热点。例如，在著名的国际合作项目GEOTRACES中，科学家们测定了海洋中的很多微量元素以及它们的同位素信号。在海水、底泥、冰川沉降物等一系列样品中的金属同位素可以帮助我们追踪污染物、指示现代海洋中的地球化学过程以及重建地球历史上重要的气候变化。尽管科学界对金属同位素研究在海洋领域的重要性达成了广泛共识，这些同位素系统的理论框架仍需进一步完善。我们需要开展更深入的研究工作来从根本上理解全球大尺度数据所能指示的各种复杂的海洋过程的相互作用原理。如今，科技的不断发展和进步使我们能拥有更先进的仪器来更精确地测定金属同位素，也让金属同位素技术成为研究生物地球化学循环和气候环境变化的有效工具。然而，香港仍然缺少可以支持测定海洋中超低浓度的微量金属元素同位素的关键设施。因此，我们建议在科大建立一间无金属超净实验室用于样品制备，并购买一台世界先进的具备碰撞反应池的多通道接收电感耦合等离子体质谱仪，用于非传统稳定同位素的测定。这些设施将为整个香港的科学界服务，为我们研究过去、现代以及未来海洋中的营养物质循环、碳泵、气侯、食物网和生态系统结构及功能提供关键支撑。这些设施也将让我们能够开展全球领先的海洋科学研究并为未来的研究者们建立坚实的基础。
项目编号：C7070-22EF
项目名称：建立一套应用于多学科生物医学研究的光片显微镜系统
项目统筹者：游承翰博士
院校名称：香港大学
项目摘要
大视野，高速，高分辨率之三维活体显微成像技术，对于推动生物医学研究的创新至关重要。光片萤光显微镜是一种新兴的成像架构，其照明光路和检测光路垂直分离，采用薄片光激发样品，在正交方向探测成像，有效解决了传统萤光显微镜光散射和光毒性的问题。本项目旨在建立一套应用于多学科生物医学研究的光片显微镜系统。具体来说，我们将购置一台高斯光片显微镜和一台晶格光片显微镜，以应用于从大生物样品到亚细胞分辨率水平的各种生物医学研究。这套光片显微镜系统将促进香港的研究团队之间新的合作，并为细胞和癌症生物学以及干细胞分化和神经科学领域提供重要的研究工具。
项目编号：C7098-22EF
项目名称：研发大气环境下工作的关联共聚焦光学和电子显微镜
项目统筹者：尹晓波教授
院校名称：香港大学
项目摘要
本项目旨在研发并建立可在大气环境下工作的关联共聚焦光学的电子显微镜设备。此设备的实现是通过一具有真空密封，可透过电子特性的氮化硅薄膜来密封整个电子光学腔并将其与大气环境隔离。研究发现一个100纳米厚的氮化硅薄膜可承受超过一个大气压的压力差，并允许超过80%的30 keV的电子束穿过薄膜。当电子束聚焦在薄膜下方距离小于空气的散射长度时，其聚焦和成像能力得以保持，从而消除真空电子显微镜对样品的苛刻要求，实现对所有类型的样品–无论其处于固态或液态，导电或绝缘，有机或无机–进行纳米级关联共聚焦扫描电子成像、光学成像和光谱分析。比如对高湿润样本在液–气界面、液–液界面发生的动态变化过程的研究，又如光合作用的电荷转移、有机半导体纳米结构的量子效率分析和水分解电化学电池的动态研究。此设备进一步允许实现空气中的局部阴极射线发光激发，避免了使用复杂的抛物面成像光学元件和低光采集效率等传统成像和光谱技术中的缺陷。与之同时此设备可实现纳米级精度的关联成像。这种独特设备的广泛广泛可用对于推动当今高度复杂材料的新兴跨学科研究向前发展至关重要。该实验平台将汇集材料科学家、物理学家、化学家、工程师和生物学家，通过向从前未能实现相关研究的应用领域提供新的共聚焦光学、电子学成像和光谱技术，提供前所未有的研究机会。
2022/23年度新进学者协作研究补助金项目编号：C1002-22Y
项目名称：大规模集成铌酸锂光子类脑计算芯片
项目统筹者：王骋博士
院校名称：香港城市大学
项目摘要
近年来，人工智能芯片的计算需求正以每年10倍的速度爆炸式增长，而传统微电子处理器的计算力跟从摩尔定律，每年“仅”增长40%，导致人工智能系统所使用的处理器数量和功耗不断增加。集成光学神经网络可望利用光子间相互作用的高度并行和低延时特性为这一问题提供重要解决方案。本合作研究项目的目标是基于新兴的薄膜铌酸锂光子学平台研发小体积、低功耗和适应不同应用场景的光子类脑计算芯片。我们将开发大规模、可高速重构和低损耗的铌酸锂光芯片，并通过先进封装技术实现光芯片与光电探测器及低功耗电控芯片的系统集成，展示可应用于高速可重构人工智能加速及智能光纤信号处理等应用的功能性光子类脑计算系统。
项目编号：C2002-22Y
项目名称：粤港澳大湾区具有气候与环境意识的城市化发展：解决方案与协同效益
项目统筹者：高蒙博士
院校名称：香港浸会大学
项目摘要
人类活动导致的全球变暖使全球极端天气事件发生得更加剧烈频繁，城市化在其中发挥着不可忽视的作用。城市化发展一直在以前所未有的速度进行，并且预计未来还将继续持续。
城市化不仅带来了便利的生活条件和更好的医疗保障，还带来了一系列的社会和环境问题。如何采取行动减轻城市化的不利影响仍然是一个具有挑战性的问题，解决这个问题需要来自多个领域的知识，包括城市规划、大气科学、环境工程等。城市土地的不同空间分布可能会显著影响城市变暖的程度、空气污染物的扩散以及人类暴露于这些风险因素的程度。之前已有研究表明，紧凑和蔓延的城市化发展容易加剧城市变暖和人类的热应激反应。近年提出的粤港澳大湾区（大湾区）是中国发展蓝图中的重要战略规划，目前大湾区的规划建设仍处于起步阶段。在不牺牲城市化发展和经济增长的前提下，认真周到的城市土地规划将有益于城市气候、环境和人类健康。此外，随着中国计划实现碳达峰和碳中和，如何更好地评估土地规划对气候、环境和人类健康的影响仍然是一个值得关注的问题。为了解决这些基本问题，该项目旨在为具有气候与环境意识的城市化发展提供解决方案，并评估气候、空气质量和人类健康的协同效益。
这个项目将由一个团队来实现，它的成员在城市规划、气候科学、大气化学和环境健康等方面具有专业知识。在这个项目中，我们将开发一种工具来优化土地管理，以减少城市变暖、空气污染和人类暴露。随着城市污染源的二次形成，耦合的气候-化学模型将得到改进。该建模工具将进一步用于评估优化的土地安排将如何有益于城市变暖和空气污染。人类健康的协同效益也将通过数据进行评估。研究结果将为大湾区的发展提供有价值的启示，并有助于实现碳达峰和碳中和。
项目编号：C2005-22Y
项目名称：一种新的基于中医的网络药理学框架用以刻画人类疾病和药物–疾病关系
项目统筹者：田亮博士
院校名称：香港浸会大学
项目摘要
中医和中草药是现今全球被广泛运用于疾病治疗的方法。尽管多年来，我们已经进行了大量的研究，以量化单个中草药化合物成分的有效性和功效，以进行自下而上的药物发现，但从现代医学的角度来看，中医理论中发展了几千年的药理原理仍然难以捉摸，这已经阻碍了中医的现代化和标准化。
为了解决这个问题，我们组建了一个由本地和国际科学家组成的跨学科团队，涉及物理学、中医学、数据科学、计算机科学、化学和生物学等领域。团队旨在使用最先进的大数据和人工智能技术，自上而下地阐明中医理论的药理学原理，并促进发展一种新的基于中医的网络药理学框架，定量预测疾病与中草药的关联。
该项目研究与香港第一家中医院（香港浸会大学）的建立和发展相吻合。这个项目旨在为中医的诊断和治疗过程以及中医的证据医学与现代生物学的知识融合提供新的视角和客观基础。随着中医药力争成为全球医疗保健的一个不可或缺的组成部分，这个项目将有助于更好地理解其工作原理，并将中医药与其他治疗方法整合起来，从而促进全球人民的健康。
项目编号：C4001-22Y
项目名称：Trk信号的光遗传学激活对眼部疾病中视网膜神经节细胞的神经保护
项目统筹者：段丽婷博士
院校名称：香港中文大学
项目摘要
视网膜神经节细胞（RGC）是连接视觉输入到大脑的视网膜神经元。在许多眼部疾病（例如视网膜缺血、糖尿病性视网膜病变和青光眼）中，RGC死亡可导致视力障碍和失明。迄今为止，没有任何治疗可以逆转 RGC死亡或恢复视力。针对RGC的神经保护策略对预防和治疗这些疾病有很大希望。大量证据表明，神经营养因子/原肌球蛋白受体激酶（Trk）信号对疾病状态下的RGC具有神经保护作用。然而，目前激活Trk信号通路的方法因缺乏特异性和可控性而实现不了很好的神经保护功效。本项目中，基于光遗传学技术，我们将使用光信号激活RGC中的Trk信号，该方法具有远程控制、非侵入性、开关可控、激活水平的可调性和高特异性等独特优势。我们将评估眼部疾病动物模型中的光诱导神经保护作用。从长远来看，我们的工作将为开发相关眼部疾病的光遗传学治疗手段提供新的机会。
项目编号：C4002-22Y
项目名称：面向温室气体的下一代中红外激光气体传感器
项目统筹者：任伟教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
全球气候变化与地球大气中温室气体（GHGs）的浓度直接相关，温室气体（包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和氟化气体）的准确监测对于政府加强监督和实现碳中和至关重要。传统温室气体传感器难以同时具备高精度、高灵敏度、大动态范围、多组分和原位在线测量功能。诺贝尔奖技术光学频率梳提供了一种宽带相干光源，可同时发射成百上千条激光线，其大带宽、高分辨率和快速响应的特性有望用于下一代气体传感器。最新研究表明，量子级联激光器（QCL）可产生中红外光频梳，该技术突破使得基于晶片的小型化集成气体传感器成为可能。
本项目旨在开展面向温室气体高灵敏测量的QCL光频梳光谱技术研究。采用新型双光梳多外差检测技术，首先深入研究调控QCL光频梳的重复频率和偏移频率的原理和方法；基于稳定的QCL双光梳光源，探索采用多通吸收池和光学腔提高检测灵敏度和精度的方法；为进一步提高气体探测灵敏度，开展中红外光纤增强双光梳光谱的理论和实验研究；最后，我们将研发的气体传感器原型机用于城市街道温室气体的实时原位监测。本项研究将深化我们对温室气体排放和气候影响的认知，对准确预测其未来变化、协助制定强有力的政策和措施产生长远影响。
项目编号：C4004-22Y
项目名称：一个集合新型生物标志物、先进影像和机械人辅助诊断优势的人工智能前列腺癌风险评估及检测计划
项目统筹者：赵家锋教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
前列腺癌（PCa）是全球诊断出的第二大男性癌症，预计其在亚洲的发病率在未来20年内将翻一番。 虽然血液前列腺特异抗原（PSA）测试可用于前列腺癌的早期诊断，但其准确率很低，且经常导致大量不必要的侵入性活检。由于缺乏有效的筛查计划，没有广泛的前列腺癌筛查，亚洲约有25-50%的前列腺癌被诊断为晚期及无法治愈。
我们的多学科团队包括前列腺癌管理、新型生物标志物开发、生物信息学、人工智能（AI）辅助医疗诊断和医疗机器人技术方面的专家。我们在这项合作研究的每个部分的初步研究中都观察到良好的结果，包括新型尿液精胺检测和用于中国男性前列腺癌诊断的新型microRNA panel，高分辨率超声（Ultrasound）和核磁共振（MRI）图像中的人工智能辅助自动前列腺肿瘤检测、PCa诊断中的机器学习算法，以及用于MRI引导的前列腺活检的新型机器人平台。我们当前的活检数据库和存储的生物样本以及过去十年中调查PCa的数百名患者的超声/MRI 图像用于开发算法，这些将在本研究中进行前瞻性测试。
这提案旨在为PCa创建一种新颖的、多模式的、自动化的筛查和诊断途径，涉及尿液检测、血液检测、成像和机器学习。这涉及5个步骤：（1）新型尿液精胺和血液microRNA生物标志物，（2）先进的机器人辅助超声成像和AI辅助诊断，（3）自动化AI辅助磁共振成像（MRI）诊断，（4）机器学习技术来估计基于生物标志物和AI辅助成像的癌症风险，以及（5）机器人辅助前列腺活检。由于有数百万男性需要前列腺癌筛查，我们的目标是设计一种自动化筛查算法，从步骤 1 到 4不需要医生介入。此后，医生将根据步骤 4 计算的风险评分确定患者是否需要机器人辅助MRI引导的前列腺活检（步骤 5)。在该项目中，将对200名新招募的有PCa风险的男性进行上述多模态诊断算法的前瞻性临床验证。
我们的愿景是通过建立一种基于人工智能风险的癌症筛查新范式，在可治愈阶段诊断出所有具有临床意义的前列腺癌，同时最大限度地减少对患者的伤害和人力成本。
项目编号：C4005-22Y
项目名称：基础研究指导用于柔性光电器件的低维钙钛矿可扩展生长
项目统筹者：路新慧教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
柔性光电器件，如太阳能电池、发光二极管和光电探测器，因为重量轻、顺应性和对大规模卷对卷制备的兼容性，在实际应用中具有巨大的潜力，包括便携式电子产品、智能建筑和温室。在现有的光电材料中，卤化物钙钛矿脱颖而出，因为它具有可调节的带隙、优异的器件性能以及溶液和低温加工性能。然而，以往对柔性钙钛矿器件的研究主要基于刚性器件的经验。钙钛矿晶体在柔性基板上生长的关键机制，以及成分、结构、机械性能和器件性能之间的相关性仍然不清楚。
该项目计划通过先进的结构表徵、计算模拟、界面工程和器件工程的跨学科协同合作来解决这些基本问题。我们的目标是通过多尺度、静态和动力学、理论和实验结合来开发机械稳定、高效、可扩展的柔性钙钛矿器件。我们将充分利用低维卤化物钙钛矿的独特优势混合有机和无机成分的巨大耐受性。无机成分贡献光电功能，而有机成分通过调整维度和交联晶粒和界面来保持结构和机械稳定性。该项目将包括三个主要任务：（1）设计高质量、机械稳定的低维钙钛矿材料；（2）柔性电荷传输层上的钙钛矿成膜研究；（3）发展可扩展制备和其他器件应用。
项目编号：C5002-22Y
项目名称：气候变化影响下的沿海城市洪灾演化机理与智能分析
项目统筹者：段焕丰博士
院校名称：香港理工大学
项目摘要
在全球气候变化、快速城市化和人口持续增长的影响下，地球上人类的生存环境和生存资源状况变得越来越具有挑战性。频繁的极端气候和恶劣天气条件，及其形成的洪涝灾害事件，已是这些不利因素造成的严重后果之一。同时，由于海平面上升的复合作用，这类影响和后果对沿海城市和地区变得尤为突出和关键。例如，最近的几次超强台风，2017年「天鸽」和2018年的「山竹」，在中国大湾区（GBA）各沿海城市包括香港均引发了严重的洪灾和造成了重大损失。从长远来看，由于气候变化的影响及其相关的极端天气事件，预计到本世纪末（2100年）中国大湾区约有15-28%的现有沿海居住区域将遭受洪水侵袭。这些情况均表明在这一沿海地区进行洪水风险评估与机理研究已成为迫切需要。
本合作研究项目旨在探究气候变化条件下的沿海城市洪涝形成机制和灾害演变动态，从而为沿海城巿洪涝分析和风险评估建立一套智能分析框架。为此，本研究项目涉及跨学科和多机构的协同合作研究，通过前沿理论发展和先进模型开发来解决沿海城市洪涝机理与防御机制问题。本项目团队主要包括五名来自三所本地大学的优秀与积极的年轻研究人员（香港理工大学担任统筹者，香港大学和香港科技大学担任主要合作者）和一名来自海外合作大学的高级研究员。通过各方紧密合作，本项目拟解决以下三个关键科学问题和研究内容：（1）气候变化下沿海复合气候事件的时空演变特征；（2）城市海岸带波浪径流相互作用与海岸带洪水过程的动态建模与演变机制；以及（3）沿海洪涝风险智能分析框架。鉴于此，本项目已规划一套全面完整的研究方法，并将应用于香港沿海地区的案例研究。
本合作研究项目预计将在短期，中期和长期范围内为本领域的科学研究和工程应用提供多种效益和形成正面影响。特别是，本项目的研究成就和成果可为香港和其他沿海城市预防和缓解沿海城市洪涝提供科学基础和关键技术支持，进而推动和实现在香港发展可持续型和智慧型城市的目标。
项目编号：C6001-22Y
项目名称：大面积抗病毒自清洁表面之制备研究
项目统筹者：李桂君博士
院校名称：香港科技大学
项目摘要
传染性呼吸道疾病严重威胁现代社会。在公共场所传播呼吸道传染病的风险很高。该合作项目旨在开发一种可大规模生产的抗病毒表面，便于其部署在公共设施，以减低呼吸道传染病的传播。我们将制备这些持久的自清洁表面以去除大部分液滴、利用纳米纤毛表面以去除残留呼吸道粘液，以及采用金属纳米粒子以灭活任何残留的病毒。我们将开发卷对卷集成制造系统来大规模生产这些薄膜，并在公共交通和医院等公共场所测试它们的抗病毒性能。
项目编号：C6003-22Y
项目名称：迈向2060 碳中和：大湾区光伏绿屋顶的全生命周期规划与设计方案
项目统筹者：王者博士
院校名称：香港科技大学
项目摘要
光伏绿屋顶（PVIGR），也就是将光伏发电板布置于绿植屋顶之上，是一种适用于人口密集都会（如香港）的新能源技术，因为它可以节省土地资源实现多重减碳，发挥光伏与绿植的协同效应，并产生其他环境效益。本研究致力于开发适用于香港和粤港澳大湾区的光伏绿屋顶优化设计工具，并基于此评估光伏绿屋顶技术在该地区的应用潜力与全生命周期价值。为实现这一目标，我们拟完成以下研究工作：（1）基于遥感、辐射模拟和深度学习开发模型以准确评估太阳辐射频谱资源；（2）研究光伏板、绿植、建筑、室外微气候之间的传热传质模型，并基于实验数据验证该模型；（3）开发光伏发电潜力地图，以帮助选择适宜安装PVIGR的屋顶，并确定其装机容量；（4）基于城市尺度能耗模拟和公共卫生分析，评估PVIGR全生命周期的环境与社会效益。本项目将帮助香港和粤港澳大湾区更高效地实现其碳中和的目标。
项目编号：C6004-22Y
项目名称：设计具有涌现力学特性的多相软物质复合材料
项目统筹者：许钦教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
软物质复合材料丰富的力学特征使其广泛应用于包括柔性机器人、可关控黏附、智能感应装置等不同的工程应用技术中。另外，多相软物质复合材料是研究生物细胞中相变动力学的理想模型系统。因此，无论在基础科学研究还是工程应用中，对于软物质复合材料力学性质的全面理解都至关重要。然而，由于体系在不同尺度下的复杂相互作用，目前有关软复合材料新型力学特征的设计理论依然十分欠缺。为克服这些挑战，我们将专注于特定的模型体系：柔性弹性胶体将作为软复合材料的连续相以保持整体的延展性，而嵌入相材料将由特定的功能需求决定。为探究不同尺度下的多相作用，我们将研究三个不同体系：颗粒-凝胶，悬浮液-凝胶，纤维-凝胶复合材料体系。该项目的预期结果将帮助我们在非经典理论体系下理解软复合材料的力学性质。同时，我们相信所提出的设计范式将提高多种柔性设备的力学性能，从而实现自然界材料所无法实现的功能特征。
项目编号：C7002-22Y
项目名称：高能源效益类津特耳化合物
项目统筹者：陈粤博士
院校名称：香港大学
项目摘要
在津特耳化合物中，共价键合的聚阴离子接受来自阳离子组分的电子，从而产生对一系列能源相关应用具有吸引力的电子结构。在该项目中，我们将使用机器学习方法对类津特耳化合物进行高通量筛选，以辨别潜在的高性能材料。我们还将进行基于量子力学的严格计算，以更全面地理解电子—声子耦合与非简谐晶格动力学之间的关系。从不同层次理论计算中获得的结果将通过实验研究进一步验证。另外，我们还将制备具有实际应用价值的高性能能量转换器件。该项目的成功实施不仅可以加深对新型输运机制的理解，还将促进类津特耳化合物在能源转换技术中的应用。
项目编号：C7003-22Y
项目名称：构建通过调控骨内神经感受回路精确控制骨稳态的无线供电光电子装置
项目统筹者：乔威博士
院校名称：香港大学
项目摘要
近年来我们对于骨生物学的认知取得了长足的进步，然而目前尚缺乏可实现精确调控骨代谢与再生的治疗手段。我们最新研究发现，骨组织内的感觉神经在受到刺激后可将信号传导至中枢神经系统驱动新骨生成。本项目旨在研发一款无线供电光电子装置，通过光遗传技术激活骨组织内的感觉神经。因此，这一系统将为治疗困难的骨科疾病（如骨质酥松及骨折不愈合等）提供一项具有变革性的方法，有望比传统方法更加经济、简单、安全。
项目编号：C7004-22Y
项目名称：CRISPR应用技术用于基因编辑疗法的研发及优化
项目统筹者：黄兆麟博士
院校名称：香港大学
项目摘要
CRISPR基因编辑技术开始成功应用于临床基因治疗，但如何将CRISPR/Cas有效地递送进入人体，精确地编辑基因与减少脱靶效应，仍需要开发更合适的CRISPR/Cas系统，增加标的序列与单链响导RNA（sgRNA）的专一性，提升Cas酶活性。我们提出以人工智慧与机械学习辅助的方式，加速Cas酶的开发与优化，从之前优化Cas活性的文献中，寻找蛋白质区域的突变与活性间相关性，用系统性的方法，在数个特定氨基酸位点导入突变，成功开发出活性与专一性较高的Cas酶。从我们初步的数据来看，与空模型相比，运用机械学习的方法，减少了九成的实验筛选工作量，同时得到优化Cas变体的量增加了七点五倍。这种开创性的方法，结合机械学习与系统性整合突变的平台，使我们能够有效优化蛋白质，节省时间与精力。未来将以这样的平台，探索更小型的Cas系统，运用于活体生物的治疗。在活用这些工具在临床治疗上，必需准确控制酶的活性与表达，为此，将结合其他先进的技术，像是近远红光响应纳米颗粒结合CRISPR/Cas系统的核糖核蛋白，达成精准控制与递送的目标。相信这个新平台将会革新优化基因编辑技术，使之更有效率与安全。