项目编号: R1012-21
项目名称: 分布式网络中保障数据所有权的安全数据共享技术与奖励机制
项目统筹员: 贾小华教授（城大）
摘要
在当今的数字社会中，海量大数据已成为各行各业在进行科学决策时不可或缺的重要参考。但是，因为数据往往是由不同机构所收集和管理的，它们通常会呈现碎片化、孤岛化的特征，使得海量大数据的能量难以充分释放。为解决上述的数据孤岛问题，本项目拟通过开发一个安全可靠、带激励机制的数据共享平台来让数据所有者在无须担心数据安全的情况下共享数据，并且从中获得收益。
本项目主要包括以下三项任务：
（1） 开发一个安全可验证、去中心化的数据共享授权平台：包括（1） 设计一个保护隐私、可验证的数据授权框架；（2） 设计支持多个数据拥有者的数据联合授权新框架；
（2） 设计安全可验证、保障授权正确性的数据分析方案：包括（1） 设计用于安全数据聚合统计的新技术与算法；（2） 设计用于安全协作机器学习的新技术与算法；（3） 设计用于计算结果隐私保护的新技术；
（3） 设计基于质量的数据价值评估方案与保护隐私的奖励分发方案：包括（1） 设计基于质量、公平的数据价值评估新技术与框架；（2） 设计保护隐私、可验证、基于分布式账本的奖励分发新技术。
本项目将开发一个原型系统以验证上述的安全数据共享设计。
本项目的成果包括：（1） 去中心化、保障正确性的数据授权模型与框架； （2） 面向加密数据、安全可验证的数据分析理论与算法； （3） 基于分布式账本、高效的数据价值评估与应用设计方案。 上述的新成果将极大地推动包括数据所有权管理、数据价值评估、应用密码学、隐私计算、差分隐私、分布式账本等在内的热门研究领域的发展。
项目编号: R4015-21
项目名称: 用于血管内栓塞的微型机械人平台与群体磁性微凝胶
项目统筹员: 张立教授（中大）
摘要
动脉瘤主要指动脉血管壁上因损伤或病变而形成薄弱点，造成脉壁异常地向外鼓起或膨胀而成的瘤状突出。其体积的增大可诱发血管破裂，从而导致致命性的内出血。目前动脉瘤的标准治疗方案是通过微创血管内手术完成的，包括栓塞术、支架植入和血管内套膜支架修复。但由于血管内术后并发症的存在，其长期疗效往往不如人意。因此为了治疗动脉瘤并减少甚至消除术后并发症，我们极需一种具有更好临床表现和长期稳定性的新型栓塞策略。
微/纳米机器人在包括主动靶向治疗在内的微创医疗领域具有广阔的应用前景。本项目由来自香港中文大学、香港大学、香港城市大学、苏黎世联邦理工学院、威韦尔斯亲王医院、百谷医疗科技有限公司、Cornerstone Robotics Limited 和透视微创治疗基金会的研究者和医生们共同参与，旨在研究功能化磁控微凝胶集群用于图像引导的血管内介入栓塞治疗动脉瘤，并解决其面临的关键挑战。在临床与产业界合作伙伴的参与下，本项目在初期阶段就将充分探讨该微型机器人平台临床转化的潜力与所需前置工作。本项目涉及多门学科的交叉与融合，经全球性的研发团队与产业界通力合作，其产出将为本领域的发展提供根本性的关键数据与参考。开发出的介入式栓塞治疗技术将朝着更有效稳定且副作用更少的方向发展，有望显著影响现有的医疗复健体系，帮助众多患有各式动脉瘤疾病的患者们。
项目编号: R4024-21
项目名称: 一「喜」同游 : 透过家校协作及信息科技应用之幼儿体育运动教育计划
项目统筹员: 夏秀祯教授（中大）
摘要
参与充足的体力活动对我们的身心健康有很大的益处，而从小培育幼童养成恒常运动习惯和建立活跃的生活模式可让他们终生受惠。世界卫生组织於2019 年首次针对幼童订立体力活动指标，当中建议幼童每天应进行不少於180 分钟不同强度的体力活动。然而，本地研究显示只有约百分之十三的儿童的活动量能达至该水平，情况令人担忧，值得关注。
基础动作技能（例如跑、跳、掷、接等技能）是学习多种体力活动的根基；若幼儿拥有较佳的基础动作技能，他们会更有动机和能力参与不同种类的体育活动，从而令幼童有较高的活动量、更佳的体适能水平及更理想的体重指标；故此，自小培养基础动作技能是促进儿童身心发展的重要一步。根据香港的幼稚园教育课程指引，「体能与健康」乃本地幼稚园教育的主要学习範畴之一，幼稚园无疑应担当教导幼儿基础动作技能之责任。不过，本港大部份的幼稚园教师都未曾接受系统化及专业的体育教学培训，而现时的体制中亦没有一套统一被认可的课程供教师参考。基於这些限制，部份幼儿有机会未能在幼稚园得到合适的指导和学习机会以发展基础动作技能。
有见及此，本研究计划将有以下目的：（1） 为在职幼稚园教师提供专业发展培训，提升他们在体育教育方面的知识和教学方法；（2） 设计一套可融入幼稚园校本课程的基础动作技能教材；（3） 製作家长教育资源套，以加强家长对体育素养的认知以及促进家校协作；（4） 设计一个崭新、运用人工智能作基础动作技能评估的流动电话应用程式，以支援教师为幼儿进行动作评估。研究团队希望透过上述措施提升主要持份者的体育素养，包括对於体力活动之认知、信心、动机、和行为实践。
研究团队将会把参加者分成实验组及对照组，并采用随机对照试验的研究设计判定计划之成效。透过分别比较两个组别的参加者於计划前、後在体力活动量和「基础动作技能」上的转变，从而检视计划内容能否让参加者在这两方面的表现得到短、中期的改善。研究员亦会於计划的不同时段和老师、家长进行焦点小组访谈，从而持续优化计划内容。
项目编号: R4032-21
项目名称: 发展益生菌为高效并安全的结直肠癌预防及辅助治疗
项目统筹员: 于君教授（中大）
摘要
结直肠癌是全球第三大常见恶性肿瘤，也是香港最常见的癌症。寻找能够预防结直肠癌早期进展或减少疾病缓解後复发的药物制剂刻不容缓。此外，开发用於增加结直肠癌化疗有效率的药物也迫在眉睫。本项目团队长期致力於结直肠癌与肠道微生态及其转化应用的研究。在此转化项目中，我们将 （1） 探索前期研究中发现的潜在益生菌的抗癌活性，在已建立的动物模型中进行分子和免疫学实验评估；并在临床样本中进行验证；和 （2）发掘可用於预测结直肠癌化疗疗效的细菌标志物及可增强化疗疗效的益生菌。通过以上两个部分，预期此项目将产出以下重要成果，包括 （i） 确定候选益生菌用於预防结直肠癌或增强化疗疗效的潜在作用及其机制，（ii） 确定其用於试验新药申请所需的疗效、毒性、剂量、配方等数据，以便生产和後续临床试验，以及（iii）申请知识产权，以用於对外授权丶分立公司或工业合作开发。本转化项目的最终目标是开发并产业化可用於预防和治疗结直肠癌的益生菌。
项目编号: R5006-21
项目名称: 深入探究视觉系统颜色匹配机制以研发高质量照明及影像系统
项目统筹员: 魏敏晨博士（理大）
摘要
照明和成像（相机和显示器）系统旨在准确地产生、渲染、记录和再现人类所观察到的颜色，因而颜色表征对于它们而言至关重要。在2020年，这两大产业在全球的市场总额超过3520亿美元。在设计、生产和校准过程中我们一般采用数值（例如，三色值和色度坐标）来表征或指定颜色。相同的数值表示两个颜色在一般人看起来相匹配。这些数值都是基于一组广泛使用的函数—颜色匹配函数（CMF），它描述了人类视觉系统的颜色匹配机制。尽管颜色表征如此重要，目前使用最广泛的CIE 1931 2°CMF仅基于由17名西方观察者完成的颜色匹配实验数据。虽然这组配色函数在过去70年中在各行业没有产生巨大的问题，但最近的研究已经清楚地表明它无法满足新兴技术的需求。人们看起来相同的颜色刺激的颜色值不同，而颜色值相同的颜色刺激却存在明显的色差。
更重要的是，人类的色彩感知相当复杂，同时涉及到眼睛和大脑。虽然颜色科学家、视觉科学家和神经科学家都对于人类对颜色的感知非常感兴趣，但他们通常是从各自的领域出发开展研究工作，并且只关注整个视觉感知过程中的某些阶段。这无疑使得我们无法全面地理解人类对于颜色的感知和颜色匹配机制。
在本项目中，我们将联合颜色科学家、视觉科学家和神经科学家共同开展研究来深入全面地理解人眼视觉系统中的颜色匹配机制。我们将设计及搭建全面的颜色混合设备，通过使用心里物理实验、视网膜电图（ERG）、脑电图（EEG）和核磁共振成像（fMRI）等方法来收集颜色匹配数据，并揭示人类视觉系统颜色匹配的基础机制与机理。研究成果包含将可以用于指导高质量照明和成像系统的开发。
项目编号: R5009-21
项目名称: 针对智能交通系统的可靠多端点协和式GNSS定位
项目统筹员: 许立达博士（理大）
摘要
交通拥堵是日常生活中最令人沮丧的事情之一。尽管智能交通系统 （ITS） 已经帮助缓解交通拥堵，但目前的交通状况仍然令人担忧；因此，需要进一步发展 ITS。尤其是针对公共汽车和小巴的道路交通系统。 ITS 旨在应用最先进的传感器、技术和演算法来提升拥堵交通道路的效率。大多数巴士都使用全球导航卫星系统 （GNSS） 进行定位。基于 GNSS 定位位置，ITS 可以推导出公共汽车的预计到达时间，以改善用户体验并提高公共交通使用率。此外，公共汽车的 GNSS 定位数据能在揭示交通堵塞的位置和时间方面发挥一定作用。因此，GNSS 数据被用于交通信号规划的整体设计，以减少交通拥堵。然而，如果交通工程师采用错误的数据，他们可能会设计出失效的算法。因此，GNSS 数据的准确性和完整性是需要考虑的重要因素。
本项目旨在开发一个GNSS协同定位系统，有效利用香港现有的智能城市数字基础设施，解决数据不准确和不可靠的问题。地政总署开发的三维城市模型和交通部开发的公共汽车物联网 （IoT）是发展本项目提出的GNSS协作定位系统的关键。三维城市模型可以用于推导 GNSS 信号如何在城市环境中进行传播及反射，这有助于减轻有害的信号多径效应。当物联网连接引入了GNSS大数据后，我们能够开发人工智能（AI）算法，智能地（以数学和统计学的方式）提高所有公共汽车和小巴的GNSS轨迹的准确性和可靠性。
简而言之，我们将开发一种GNSS协同定位算法，该算法使用云服务器中的数据，并基于 3D 城市模型、人工智能和物联网进行开发。在即将到来的数字时代，本项目所提出的系统将在提供准确可靠的绝对位置信息方面发挥不可替代的作用。
项目编号: R6003-21
项目名称: 时空图神经网络的趋势预测：理论及其在天气和电力负荷预测中的应用
项目统筹员: 杨瓞仁教授（科大）
摘要
许多现实世界的应用需要同时对系统的空间和时间维度进行建模。例如，模拟特定时间段内高速公路网络中交通模式的变化或流行病传播模式的发展均需要时空建模。除了对已经发生的事件的行为进行建模之外，时空趋势预测更进一步地为未发生的事件做出预测。由于时空趋势预测在广泛的现实世界应用中普遍存在，本项目旨在通过进行高影响力的研究来推进最先进技术的理论和应用方面，这些研究可以在中短期内在现实世界中产生实际影响。
在这个项目中，我们将开发时空图神经网络 （GNN），它使用图来模拟空间域中实体之间的交互。特别是，我们将探索循环神经网络和transformer网络的基于图的扩展，它们可以在进行长期预测时提高模型的准确性和确定性。具体来说，我们将把对抗性学习（机器学习中一个令人兴奋的新主题）的最新想法融入到这些模型的设计中。
基于所提出的时空GNN，我们将与负责为城市提供天气预报服务的政府部门香港天文台合作，开发用于天气预报应用的特定趋势预测模型。此外，基于天气预报和与应用相关的其他类型的数据，我们将扩展趋势预测模型的应用范围，以涵盖智慧城市应用中的其他预测任务。特别是，我们将与香港两家电力公司中较老的港灯合作，将它们应用于电力行业预测中遇到的问题。
对于天气预报和电力负荷预测应用，我们将启动试点研究，以广泛、全面地评估和比较我们的模型与在我们的组织合作伙伴的运营系统中运行的现有方法。我们预计试点研究的结果将为组织合作伙伴的后续技术路线图提供指导，使他们能够将开发的技术纳入其运营系统，以产生现实影响。
项目编号: R7003-21
项目名称: 以光学和计算技术应对微塑料和纳米塑料的污染
项目统筹员: 林彦民教授（港大）
摘要
「消失在海里：塑料都去了何处？」这篇于2004年发表在《自然》期刊上的文章首次使用了「微塑料（MP）」一词用以指代粒径小于5毫米的塑料碎片，并提醒人们注意环境中这些几乎肉眼不可见的污染物。然而，微塑料颗粒物直到近几年才逐渐走入公众视野，并出现在一些研究专著中。难以对其污染进行科学的定量测量成为了这其中主要的绊脚石。不仅如此，专家们认为那些更加细微的粒径小于1微米的纳米塑料（NP）在环境中存在得更为普遍，应引起更多的关注。不幸的是，公众对于它们的来源、传播途径、富集程度以及影响等知之甚少。
在本项目中，我们作为一个由领域和技术专家组成的跨学科团队，通过开发成像、光谱学和计算学工具来获取微塑料和纳米塑料的一手信息。我们需克服成像技术中存在的不同种的挑战，来采集塑料的面形、维度、成份组成等物理信息。我们致力了解塑料表面上的微生物定植，并解释其在塑料分解机制中以及作为潜在病原体载体时的作用。我们也会通过提升光谱分析技术，来高通量地进行塑料种类以及其在环境介质中曝光度的筛查。然后，我们计划将这些物理、生物和化学信息整合到一个多模态计算系统中，从而进行有效的信息查询和毒理分析。上述科学研究将大大帮助我们探索如何达至有效地对抗微塑料和纳米塑料污染这最终目标。
项目编号: R7028-21
项目名称: 父母劳工移民的长期影响：东南亚家庭的福祉，债务与可持续性
项目统筹员: Lucy Porter JORDAN博士（港大）
摘要
劳工移民及其家庭的福祉状况对于移民者自身及关注移民福利的政策制定者具有重要意义。本研究调查了在香港拥有超过350,000名移民家庭佣工的两个主要劳工输出国 — 印度尼西亚和菲律宾之移民家庭的财务及身心健康状况。尽管现有证据表明父母移民的短期影响因父母移民情况及其他家庭情况而异，但目前学界对父母移民为留居于原籍国的移民家庭儿童及其他家庭成员带来之长期影响的相关研究仍相对有限。本研究旨在扩充对父母移民问题的理解，并为劳工移民输出国及香港等劳工移民输入地的有效移民政策制定和实践发展提供切实可需的证据。
本研究基于一个既有关于东南亚儿童健康及移民父母（CHAMPSEA）的混合方法研究计划对东南亚家庭福祉、移民和债务三者间的关系进行扩展调查。本研究持续追踪分别于2008年及2016年接受过本项目采访的印度尼西亚和菲律宾家庭，并不断收集新的研究数据。此外，本研究确认当前全球流行的新型冠状病毒肺炎疫情已导致劳工移民的计划外遣返和收入下降，并可能对跨境家庭产生负面影响。
本项目与联合国国际移民组织全球和国家办事处的密切合作以及与不同政府、包括社区组织在内的利益相关者的持续接触将确保本研究对不同持份者产生广泛影响。本项目的研究结果将与在劳工移民输出国的留守移民家庭、非政府组织、香港的政策制定者以及移民家庭佣工服务提供者等分享。
项目编号: R7031-21
项目名称: 香港、东亚和东南亚缓减伤害毒品政策之路途:原则、过程和实践
项目统筹员: Karen Ann LAIDLER教授（港大）
摘要
在过去的二十五年，香港见证了非法毒品使用发生的急剧变迁，从主要使用海洛英到不同类型的精神科药物。这些转变与世界其他地方相似，包括东亚和东南亚。同时，有关地方和区域的毒品政策和戒毒复康服务都基于全面禁毒原则，即人们必须停止所有非法药物使用行为。尽管这原则可能是最终目标，但毒品政策也必须回应毒品使用者的风险和需要。本研究将基于缓减伤害和维护毒品使用者福祉的原则，旨在制定和实施以研究指导的政策和计划策略。
建基于研究团队以往的以影响为导向之研究，这个为期三年的项目包括两个部分。第一部分侧重于香港，旨在为前线社工制定和实施以研究指导的政策和计划策略。本研究团队将首先根据毒品使用者和前线社工的采访，取得毒品使用的趋势和相关问题的基线。这些资料将构成为前线社工制定和提供关于缓减伤害的培训计划之基础。本研究团队将再访问服务使用者和前线社工，以评估在接受有关缓减伤害的培训和获得有关知识后，前线社工在工作实践上有否及如何转变，并会就此修改培训材料供行内其他前线社工使用。
本研究第二部分以东亚和东南亚区域为重点，并以本研究团队过去七年的缓害和毒品政策培训为基础。通过以往的培训，本团队已经在东亚和东南亚建立了一个政策制定者和相关从业人员的网络，他们拥有处理毒品政策问题的知识和经验，因此能够有效地进行合作。这部分的目的是建立一个区域性的药物政策研究影响中心。本团队将首先举办专业培训，利用已建立的网络与地区的其他人士接触。这些活动将侧重于区域毒品政策中的关键优先议题，评估已知（或未知）的事情，并协助成员的能力建构以促进改变。然后，这些活动将成为研究创新中心的基础，成员合作制定研究议程，从各自国家收集数据，并共同建立整体区域概况和合适的行动计划。
项目编号: R7035-21
项目名称: 实现保密在线通讯的可信赖量子装置
项目统筹员: Giulio CHIRIBELLA 教授（港大）
摘要
量子密码学有望在我们的通信技术中带来一场革命，它能提供基于自然基本定律的强大安全性。这种安全级别对于保护当今的敏感信息 — 例如人口普查数据、医疗数据和工业计划 — 在未来更强大的计算资源下不被解密至关重要。在短期内，量子密码学已经可以助力广泛的应用，例如电子商务、安全互联网浏览、在线通信、在线游戏和在线投票。量子密码系统在保护银行交易、选票以及最近的电话和视频会议中已有成功应用。如果得到广泛实施，它们可以造福整个社会，带来前所未有的安全性，并开辟量子增强产品的新市场。
尽管如此，量子安全的全部潜力尚未实现。对于商业应用，安全的前提是设备要按照其规范运行。而新一代量子协议，称为设备独立（DI）和半设备独立（SDI），即使在设备由黑客自己制造的极端情况下也能保证安全。然而，DI/SDI 协议目前离实用还很遥远。本项目的目标是绕过 DI/SDI 密码学的障碍，使其更贴近企业和普通用户。为了实现此目标，我们组建了一支世界一流的团队，其中包括来自国际量子技术理论中心（格但斯克）、斯德哥尔摩大学和布鲁塞尔自由大学的顶尖专家。基于涵盖理论和实验的独特专业知识，我们将开发用于密钥分配和随机数生成的安全协议，它们可以在中等大小的设备上实施，同时容忍噪声、不完美的初始种子和测量设备中的缺陷。
该项目将在香港建立本地在量子密码学领域的专业知识，并有可能在不久的将来催生新的初创企业。长远而言，量子增强通讯系统的发展将有助于创造一个安全的数字空间，并加强香港在科技和金融领域的领导地位。
项目编号: R7036-21
项目名称: 诱导性多能干细胞来源的间充质基质细胞在心力衰竭治疗中的治疗应用
项目统筹员: 谢鸿发教授（港大）
摘要
人间充质基质细胞 （MSC） 是最早应用于「再生医学」的祖细胞之一，也用于一系列免疫和炎症介导的疾病的免疫调节治疗。 然而，成人体细胞组织来源的MSC，如骨髓和脂肪组织，在培养中容易衰老，在质量（基因表达、分化和增殖）方面具有很大的批次间差异，并且重复性招募和资格认证捐赠者花费巨大，阻碍其临床应用。 为了克服这些限制，我们香港大学（HKU）的研究团队是世界上第一个成功地从人类多能干细胞，包括人类诱导多能干细胞（hiPSC）中衍生出不同的MSC细胞系的团队之一，并进行了多种心血管疾病的临床前研究。 在这个项目中，我们计划在香港大学的良好生产规范（GMP）实验室制备临床级 hiPSC-MSC，用于治疗心力衰竭的临床前和临床研究。