主题1: 利用先进科技应对医疗挑战
项目名称: 在基层医疗及护士诊所中应用人工智能辅助上下尿路评估
项目统筹者: 张源津教授(中大)
摘要
血尿(即尿液中带血)是泌尿外科常见主诉,也是转介至泌尿外科专科门诊的主要原因之一。通常,患者需要接受血尿相关检查,包括对上尿路(即肾脏和输尿管)进行超声波检查,以及对下尿路(即膀胱、前列腺和尿道)进行软性膀胱镜检查,主要目的是排除尿路结石和泌尿系统恶性肿瘤。随着香港人口老龄化加剧,我们观察到处理血尿患者的需求日益增长,这导致在血尿诊断流程的每一个环节都出现了人力短缺和等候时间过长的问题。在我们医院,患者首次就诊泌尿外科专科门诊的平均等候时间为120周,进行泌尿系统超声波检查的平均等候时间为52周,进行软性膀胱镜检查的平均等候时间为16周。因此,我们需要一种创新、高效且易于推广的方法来处理这种常见但又相对简单的泌尿外科症状。
本项目旨在通过提供一种可在基层医疗及护士诊所中应用的实时检测解决方案,彻底改变血尿的整个诊断流程。对于上尿路检查,超声波是一种可在床旁进行的简单影像学检查方法,通过开发一种具有卓越诊断性能的人工智能模型,即使在基层医疗及护士诊所也能实现对上尿路的全面评估。对于下尿路检查,我们将开发一种内置摄像头的新型导尿管,该导尿管可在简单的诊所环境中实现对下尿路的可视化检查,并辅以能够提供实时膀胱镜评估的人工智能模型,从而实现对下尿路的全面评估。我们将开展一项试点研究,在基层医疗及护士诊所中应用上述新技术。我们深信这种创新的方法和技术将使基层医疗医生和护士能够对这种常见且重要的泌尿外科问题进行准确、快速的实时检测评估,并将显著减轻泌尿外科专科门诊及公立医院的工作负担。
主题1: 利用先进科技应对医疗挑战
项目名称: 开发新一代癌症免疫疗法的综合技术平台从发现肿瘤新抗原到研制创新的治疗性疫苗
项目统筹者: 赵燕湘教授(理大)
摘要
癌症免疫治疗通过激活机体自身免疫系统来清除肿瘤细胞,已成为肿瘤治疗领域的重大突破。以免疫检查点抑制剂(ICIs)和嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法为代表的创新免疫药物,极大改善了部分患者的长期生存率。然而,现有免疫治疗仍面临诸多挑战。例如,许多癌症类型对ICIs反应有限,CAR-T疗法则主要适用于血液系统肿瘤,对实体瘤的治疗效果尚不理想。
近年来,基于新抗原的肿瘤疫苗作为新一代免疫治疗策略,展现出极具潜力的应用前景。该策略通过递送肿瘤特异性新抗原,激发患者体内针对肿瘤的特异性且持久的免疫应答。部分领先的候选疫苗,尤其是mRNA新抗原疫苗,在早期临床研究中已显示出令人鼓舞的结果。然而,这一策略仍面临新抗原免疫原性不足及肿瘤微环境免疫抑制等关键难题,亟需技术创新加以突破。
为应对上述挑战,并把握新一代癌症免疫治疗带来的重大机遇,我们团队拟搭建一体化创新技术平台,专注于多肽新抗原免疫疫苗(PIN-Vax)的研发。该平台涵盖肿瘤新抗原发现、疫苗分子设计、功能增强及前沿评价等全流程,具体包括四大核心模块:第一,基于人工智能与多组学数据的肿瘤新抗原筛选系统,实现临床样本中共享型及个体化新抗原的高效发现;第二,LipoNeoAg脂质化新抗原递送系统,利用合成生物学手段对多肽新抗原进行脂质修饰,显著提升其免疫原性及体内递送效率;第三,Autotide自噬靶向订书肽平台,开发兼具抗肿瘤增殖与免疫调节功能的创新分子;第四,前沿体内外药效评价体系,系统评估LipoNeoAg与Autotide组合为PIN-Vax候选疫苗的抗肿瘤活性。我们预期,该新型组合策略有望显著增强肿瘤特异性免疫应答,突破传统新抗原疫苗的疗效瓶颈。
为验证PIN-Vax平台的可行性与临床转化潜力,我们计划以HPV相关子宫颈癌和HBV相关肝细胞癌为模型。这两类癌症均富含病毒源性新抗原,具备疫苗开发的理想基础。我们将系统开发PIN-Vax候选疫苗管线,深入评估其抗肿瘤效果,并探索与ICIs联合用药的协同机制。
本项目的跨领域团队由基础研究、临床医学及产业合作伙伴组成,具备扎实的前期研究基础和丰富的新药研发经验。我们的长远目标是将PIN-Vax平台打造为新一代肿瘤免疫治疗的创新引擎,协助香港及全球癌症患者获得更优质的治疗选择。
主题2: 致力推动在2050年前实现碳中和
项目名称: 香港及大湾区海岸带蓝碳生态系统:碳汇能力、生物地球化学和微生物过程以及控制机制
项目统筹者: 刘红斌教授(科大)
摘要
气候变化威胁着全球生态系统、人类健康和经济发展,而温室气体排放是全球一致认为的主因,当中以燃烧化石燃料产生的人为二氧化碳占其大宗。为了保护我们的地球并确保它为子孙后代保持宜居状态,世界各国政府已设定在未来几十年减少温室气体排放的目标。虽然使用可再生能源代替化石燃料以及提高建筑物、运输和废物处理(香港三大主要耗能行业)的能源效率等措施能显著减少温室气体排放,但要达到凈零碳排仍需要大自然的助力。
滨海蓝碳生态系统有巨大潜力提升碳封存能力以帮助实现凈零碳排。我们拟议的项目将研究香港和大湾区蓝碳生态系统(红树林和海草)的过去、现在和未来,重点关注它们的碳封存能力和所面临的环境威胁。我们将结合生物地球化学过程、微生物代谢活动和途径、以及水动力驱动等方面的研究,达成对红树林和海草沉积物中由微生物驱动的生物地球化学过程的定量及系统理解,并揭示这些过程如何受潮汐和环流变化等物理因素以及富营养化和水污染的人类干扰所影响。我们亦会研究滨海蓝碳向沿海海域的运输过程以及蓝碳生态系统的潜在温室气体排放。此外,我们将开发污染修复策略和多功能性的生物炭基微生物复合材料,以优化滨海蓝碳生态系统的复修并提高其碳储存能力。
这项研究的结果将阐明这些珍贵而脆弱的生态系统如何应对人类影响和气候变化。在这项研究结束时,我们将提供一个模型,以预测香港的蓝碳生态系统对政府所定于 2050 年实现碳中和目标所能作出的贡献。
主题3: 打造香港成为粤港澳大湾区领先的集成电路和光电创新科技中心
项目名称: 面向6G 通感一体化的太赫兹光子芯片
项目统筹者: 王骋教授(城大)
摘要
4G及5G网络的普及已经深刻改变了人们的生活和交互方式,但对更快连接的追求仍在持续。展望2030年以后,6G网络不仅将提供更高的数据传输速度,还将具备精准的环境感知能力,实现通信感知一体化网络。这要求无线网络的载波频率从4G的低于5 GHz,5G的5-30 GHz,进一步提升至毫米波和太赫兹波段(超过100 GHz)。然而,由于电子器件的损耗和效率问题,将现有的微波系统升级至太赫兹频率面临重大挑战。因此,6G时代的太赫兹网络需要系统架构和元器件层面的根本性设计变革。
针对上述挑战,本研究计划研发符合6G需求的集成太赫兹光子芯片,在芯片级光学系统中完成太赫兹信号的生成、接收、混频与处理功能。基于薄膜铌酸锂光子芯片平台,在发射端通过将电光调制器与单行载流子光电探测器整合,并结合共封装的太赫兹集成电路和天线,实现低噪声的太赫兹信号生成、放大及高速调制。在接收端,通过将太赫兹天线阵列与调制器和信号处理器相结合,在单个薄膜铌酸锂芯片上实现高效信号接收、下变频与处理。我们还将研究先进芯片封装技术、实时频谱感知及自适应频谱管理技术,以演示具有态势感知能力的智能太赫兹光子通感一体化系统。本研究将发挥团队在光子学、太赫兹技术及集成技术方面的优势,并与大湾区及全球的工业伙伴和下游用户紧密合作。
该项目将提供适用于6G应用的集成太赫兹光子发射与接收解决方案。通过与业界伙伴紧密合作合作,进一步奠定香港作为大湾区光电创新与下一代无线技术领导中心的地位。
主题3: 打造香港成为粤港澳大湾区领先的集成电路和光电创新科技中心
项目名称: 面向未来具身机器人系统的技术驱动的 RISC-V AI创新架构研究
项目统筹者: 谢源教授(科大)
摘要
本项目针对未来的具身机械人系统,设计创新的基于RISC-V的人工智能芯片。 随着人工智能的不断发展,对计算能力的需求呈指数级增长,而传统的x86同ARM架构正逐渐接近其性能极限。 此外,摩尔定律的放缓使得探索新的芯片设计方法变得迫在眉睫。
本研究将聚焦于两个关键领域:RISC-V芯片架构和存内/近存计算。 RISC-V是一种开源指令集架构(ISA),为定制人工智能工作负载提供了很好的灵活性。 存内和近存计算通过减少内存与处理器之间的数据传输量来解决「内存墙」问题,使其成为未来人工智能芯片架构的理想选择。这些创新有望为人工智能应用带来更高的性能、效率和可扩展性。
项目将探索先进的封装技术,如混合键合和小芯片技术,以及新的存储技术,例如三维集成的DRAM技术。这些新技术将突破摩尔定律放缓的限制,为人工智能芯片设计开辟了新的可能性。 项目通过聚焦于具身机械人人工通用智能(AGI)的未来,应对交互式机械人面临的计算同实时处理挑战。 项目采用算法-架构协同设计方法来优化人工智能系统,以满足具身机械人的特定需求。
项目的预期成果包括人工智能芯片架构的仿真器、设计方法、开源知识产权(IP)内核以及芯片原型。这些贡献将惠及研究小区,并推动人工智能同半导体行业的发展。
本项目与产业界开展了广泛合作,将确立香港作为集成电路创新的全球中心,助力开发能在复杂环境中运行的下一代人工智能系统。