主题1： 剖析疾病及疾病预防
项目名称： 利用免疫治疗实现持续的无抗病毒药的HIV-1控制
项目统筹者： 陈志伟教授（港大）
摘要
自1981年以来，全球已有4 040万人死于爱滋病毒感染，目前仍有约3 900万人为长期爱滋病毒携带者。尽管已积极展开预防措施及联合抗逆转录病毒治疗，至2023年底，香港爱滋病毒感染者的累计人数仍增加至11 943宗，估计每年需总额7.5亿港元的医疗开支。抗药性、药物累积毒副作用、免疫力重建不良和与污名化关联的服药压力，仍是爱滋病毒感染者群体在接受药物治疗过程中遇到的难题。因此要终止爱滋病毒流行，仍需要疫苗和治愈研究的科学突破。为了实现这目标，我们的总体研究方向是研发有效的免疫疗法，增强感染者的免疫力，以达到在不需要药物治疗情况下仍能持续有效地抑制病毒（即长期将病毒抑制在检测限以下）。
本项目建基于香港研究资助局优配研究金／协作研究金／主题研究计划获资助项目的科研成果和重要发现，研究假设有效的免疫疗法可以通过增强宿主免疫力来实现持续有效的无需服药治疗的病毒抑制。重要的是，我们已经取得的研究成果包括开展PD-1增强型核酸疫苗的临床I期研究。基于我们前期研究成效以及团队的专业协作，我们是次申请项目的研究重点，是在相关动物模型以及临床试验的爱滋病毒感染者中探究持续的无需药物治疗的病毒抑制。我们将利用当前系统病毒学和系统免疫学的先进技术，旨在完成以下三个具体的研究主题：(I) 探究由PD-1增强型核酸疫苗介导的长达6年无需药物治疗下病毒抑制之作用机理；(II) 确定PD-1增强型核酸疫苗对已接受药物治疗的爱滋病毒感染者体内病毒储藏库的影响；(III) 透过实验性停药和联合免疫疗法探究可否在爱滋病毒感染者中实现持续的无需药物治疗的长期病毒抑制。这些研究结果将会丰富当前关于人体抗病毒免疫保护机制的知识，亦将会对于拯救爱滋病毒感染者的生命、减少药物带来的毒副作用或抗药性、以及政府和个人的经济负担有至关重要的帮助。
主题1： 剖析疾病及疾病预防
项目名称： 肝癌表型可塑性研究在减轻肿瘤治疗抵抗和复发中的作用
项目统筹者： 马桂宜教授（港大）
摘要
肝癌是本地区最普遍及恶性程度最高的肿瘤之一。由于其早期发病隐匿，具耐药性及高复发率，肝癌整体预后并不理想。肿瘤细胞可塑性是癌症的一个特征，使得癌症细胞能够通过自身分子水平和表型的改变，采取不同的分化状态。肝癌肿瘤被认为含有更多高干性或低分化的细胞状态，这些细胞对疗法耐药，并与肿瘤复发的发展相关。我们的团队长期致力于肝癌干细胞生物学研究，已取得重大进展并为此领域作出了贡献。
尽管取得了一些成果，但对于调控肿瘤细胞干性状态的过程仍有重要的知识缺口，而如何进行靶向肿瘤干性的治疗长期以来仍受到技术可用性的限制。近期，条码CRISPR-Cas9基因编辑技术和单个或多个基因联合技术平台的高通量功能筛选、高效模拟细胞在肿瘤发生发展过程中各个状态的转变和发育轨迹的新型计算工具、空间和单细胞多组学更全面地理解肿瘤细胞差异性和肿瘤微环境、以及化学生物学和癌症药物开发领域的技术突破，使我们能在前所未有的新领域进行研究。
目前这领域的挑战在于综合定义各种内在和外在因素的功能属性，及这些因素如何相互作用而对肝癌的恶质干性和耐药状态产生影响，并设计和验证针对干性的新概念验证疗法。我们假设基因、蛋白调控以及肿瘤微环境中免疫调节细胞的变化会影响肝癌的发病、进展及恶性程度，且在此过程中维持更多干性状态具有重要作用。
作为一支国际公认的领先的跨学科科学家及临床医生团队，我们拥有成功的合作历史，独特的专业知识涵盖癌症生物学、肝胆外科学、免疫学、计算生物学、生物信息学、合成生物学及生物化学。这使得我们能够充分利用团队实现的技术突破，结合我们在肝癌干细胞生物学的研究经验以及前期数据，通过四个不同但高度相关的项目组成的多管齐下的方法，更加深入地探究肝癌干性。通过利用生物条形码CRISPR-Cas9以及我们独突的组合遗传技术平台，(一) 我们将系统地识别和描述对于肝癌干性至关重要的功能基因和/或其组合。通过将内部和公开的计算方法用于我们的小鼠及人类肝癌数据集，(二)我们将探究肝癌中肿瘤细胞可塑性相关的干细胞/祖细胞特征及分化状态。通过利用我们独特的空间转录组及单细胞多组学数据集，(三)我们将阐明肝癌中微环境与肿瘤干性、表型可塑性及耐药性的关系。前三个目标将共同定义新的内在和外在调控因子，并对表型可塑性的机制进行深入理解，进而加速揭示新的干性弱点，并为最后一个目标提供信息：(四)利用化学生物学方法寻找新的靶向肝癌干性的治疗干预措施。总的来说，这项目将为基于证据的转化应用提供独特信息，并通过靶向可塑性和干性改善肝癌患者的诊断及治疗结果。
主题2： 建设可持续发展的环境
项目名称： 发展香港海岸基础设施数字孪生技术应对极端风暴潮
项目统筹人： 赵吉东教授（科大）
摘要
香港与其他沿海城市一样面临台风、巨浪、风暴潮等恶劣天气影响，对海岸沿线的生命财产安全带来巨大威胁。近年袭港的超强台风「天鸽」（2017年）、「山竹」（2018年）及「苏拉」（2023年）都在香港造成了巨大的破坏。单单是2018年的「山竹」就导致超过 46 亿港元的经济损失。这些事件突显了我们需要理解并有效评估气候变化对香港海岸社区的影响，以提高我们预测和管理这些风险的能力。全球变暖伴随着更多极端天气事件的发生，其中特别是极端风暴潮，沿海城市包括香港需要做好海岸安全韧性防护措施和准备，以便更好地应对这些挑战。
本项目将致力于发展和创建新一代香港海岸数码分身技术和平台，以增强应对极端事件（特别是极端风暴潮）的准备能力。这个数码分身技术将最新的计算力学、数据科学、机器学习、人工智能以及先进量测及感知手段有机结合，提升我们对海岸灾害超前和实时预测能力，以提供准确的预报，让决策者更好制定缓解严重天气事件（尤其是极端风暴潮）的方案。
该研究由四个主要任务组成：(一) 创建全香港海岸数码模型；(二) 发展数学及数值模型准确模拟海岸与波浪相互作用过程；(三) 构建由人工智能驱动的沿海地区数码分身预测系统；(四) 建立以该系统为核心的预警系统，以应对潜在的灾害。这个基于人工智能的数字孪生海岸将利用实时监测数据进行实用预测，特别关注易受影响的区域和低洼地区。
这些模型能够帮助我们预测香港海岸可能出现的巨浪，准确高效模拟其与海岸地形及建筑物之间的复杂相互作用，并对海岸堤防工程可能遭受巨浪破坏，以及涌浪对近岸区域造成的水浸等灾害情况作出科学预判和评估。深度学习方法将用于实时制作面临洪水、淹没和损害风险的区域地图。该系统将覆盖香港全境海岸，利用各种先进监测技术获取实时数据并作预测和反馈，及时应对极端天气情况下海岸安全及灾害风险，提升近岸脆弱地区或低洼地区的韧性。该平台系统在建成后可推广至其他海岸城市和地区，包括大湾区。
主题2： 建设可持续发展的环境
项目名称： 高频率、高功率、高效率 无线电力传输技术
项目统筹者： 许树源教授（港大）
摘要
无线电力传输(WPT)的功率等级会随着工作频率的增加而降低。现有无线充电标准的工作频率通常在 85 千赫至 300千赫范围内，便携式设备的充电功率高达 2.2 千瓦，电动车的充电功率高达 22 千瓦。最近，无线电力传输产业正在考虑使用兆赫兹操作来提高系统效能。
尽管已有一些个别研究报告，但高频和高功率的工作范围仍然是无线电力传输领域一个未开发的领域。兆赫操作有三个技术障碍，包括缺乏(一) 具有适合大规模生产的精确参数的谐振器，(二) 具有低开关损耗的闸极驱动器和功率逆变器，以及(三)低损耗电磁屏蔽操作的材料。本项目透过三种新的整合方法克服了这些问题，以应用于高频、高功率和高效率的无线电力传输领域。我们将研究: (甲) 具有高品质因数的新型印刷电路板兆赫谐振器结构，(乙) 用于软开关功率逆变器的新型闸极驱动电路，以及 (丙) 低损耗超表面电磁屏蔽。创新的谐振器适合大量生产，参数精确；功率逆变器则适用于高功率应用，而超表面屏蔽亦提供了封闭磁场的新解决方案，从而避免人体暴露在电磁场中。
这个研究项目预期可以发展出高功率范围为100瓦至1千瓦的新无线功率传输技术，高频范围可涵盖1兆赫至13.56兆赫，并且达到超过95%的高效率。这项技术可应用在消费性电子产品、笔记型电脑、无人机、电动自行车和移动机器人等等的无线充电工具。初步结果已显示这研究项目的可行性。香港政府已制定明确的政策，将香港定位为大湾区的科技中心。本团队此前率先推出了平面无线功率传技术，引领全球无线充电标准「Qi」。这个新项目将为高频、高功率和高效率的无线功率传输体系提供新技术，进一步巩固香港作为全球领先的无线功率传输技术的国际地位。
主题3： 加强香港作为地区及国际商业中心的策略地位
项目名称： 通过技术转型提升香港在可持续供应链金融中的地位
项目统筹者： 张季恒教授（科大）
摘要
香港一直以来在担当全球供应链枢纽的关键角色，推动区域经济发展中扮演着关键角色，负责协调货物流、资金流和信息流的供需网络。近年科技日新月异的发展，彻底改变了我们在新知识经济领域中的商业模式，从而带来机遇与挑战。现代供应链面临三大挑战：首先，中小企业虽然在经济中扮演重要角色，却常资金有限；其次，在法规和社会需求的推动下，环保压力不断增加，碳成本成为传统劳动力和材料成本以外的重要考量因素；最后，数字化转型虽具前景，但也凸显了数据碎片化和决策工具缺乏的效率问题，导致许多决策仍依赖直觉而非科学分析。
为了应对上述挑战，我们聚集了一批在数据分析、运筹学和金融领域的资深专家，力图强化香港于全球供需网络中的协调能力并发挥关键作用。在我们提出的数据、模型、分析、计算框架下，我们旨在开发一种创新的分析方法，并与尖端的金融技术无缝融合。我们的策略涵盖四个核心领域：(一)设计区块链共识机制；(二)通过去中心化金融整合供应链数据；(三)了解碳成本对供应链的变革性影响；及(四)利用数据驱动的分析提升供应链效率。香港虽在上一波技术浪潮中在数字化等领域稍显落后，但现代供应链对可持续性与金融的强调为香港提供了重要的发展契机。通过此项目，我们将协助香港迎头赶上，更有望使其在不断演进的全球环境中处于领先地位。
主题4： 促进对香港起重要作用的新兴研究及创新项目
项目名称： 多感仿真可穿戴装置机理和关键技术的研究
项目统筹者： 陶肖明教授（理大）
摘要
真正的多感模拟技术旨在复制人类的五种感官体验（视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉）。尽管现代技术已较好地处理视觉和听觉的模拟，但仍缺乏建立在科学机理上的触觉和嗅觉模拟可穿戴技术。在本项目中，我们提出透过研究多感仿真可穿戴装置，以模拟较少发展但具急切需要的触感（触觉）和气味（嗅觉）体验，揭示其运行机理，开发关键技术及其应用。
本项目的创新之处包括：(1) 首创的纤维结构及其仿生驱动装置的模拟机制，用于传递混合气味和触感。 (2) 混合气味的新型嗅觉神经元生物传感器、触觉和声学讯号的边缘运算纤维传感器和传感方法，以及配备机器学习模型的织物可穿戴声学听诊器。 (3) 将人类的嗅觉和触觉感知与生物感测器获得的测量信号联系起来的人工智慧模型。 (4) 用于控制感觉仿生模拟设备的演算法。 (5) 通过触觉和嗅觉模拟穿戴装置，提供更加身临其境的沉浸式体验。
我们研发的多感仿真可穿戴装置包括一种通过人工智慧控制的感知和模拟混合气味的嗅觉模拟设备；一个通过改变其硬度、尺寸、表面形态和热电性质、可感知和调节作用力和温度的织物触觉模拟器；以及一种可穿戴的织物声学听诊器，可借助机器学习模型持续检测人体内脏器官产生声音的位置和强度。
我们团队在柔性材料、物联网感测器和执行器、可穿戴系统和生物医学应用、电子织物、人工智慧数学、声学和信号处理方面取得出色的学术研究成果，同时在知识转移方面亦有为社会带来显著影响的优异记录。在大学教育资助委员会 2020 年的研究评审工作中，由本项目统筹者及团队成员提交的两个影响案例分别被工程小组和自然科学小组评为 4* （国际领先）。团队更创建了多家初创科技公司。
本研究预计带来显著影响，将开辟一个全新的研究领域，不仅有望从根本上影响元宇宙、增强和虚拟实境技术的发展，并将影响医疗保健、物联网、智慧城市、艺术技术、机器人、教育、体育、个人防护、时尚、纺织和娱乐等不同的产业领域，其中许多均为香港希望进一步发展的领域。
主题4： 促进对香港起重要作用的新兴研究及创新项目
项目名称： 香港社区压力缓解：大型语言模型赋能社交机器人的战略性研究
项目统筹者： 洪约翰教授（理大）
摘要
「家庭幸福是促进心理健康和个人成长的和谐社会基础」（Zeng et al., 2023）。然而，香港在广泛社会动荡后成为医学期刊《刺针》中抑郁症的典型案例。香港约12.8%的人口患有创伤后压力症候群。新冠疫情亦加剧了市民在疫情期间焦虑和抑郁的程度。香港是一个过度劳累的城市，61%的人口感到压力大、焦虑、抑郁和情绪不佳。工作压力每年为香港带来48.1亿至70.9亿港元的经济成本。尽管「正面情绪可以缓冲因缺勤带来的工作压力的负面影响」（Siu et al., 2020），但精神健康服务系统已不堪重负。我们应该「鼓励和促进早期健康求助治疗……」（Hung et al., 2022），但回避就医的现象很普遍。 「应向市民提供心理支持，例如简单的家庭心理干预……」（Choi et al., 2020），但这些在香港是缺乏的。
我们将利用本地化、文化和个人数据，对嵌入大型语言模型（LLMs）的社交机械人进行训练，以向未被官方医疗系统检测到的市民提供定制的心理护理。人性化的社交机械人已被证明是自然的互动伙伴，能够协助信息搜索、改善身心健康，并支持教育工作。我们将把机械人和虚拟化身连接到2020/21年度主题研究计划项目所创建的香港城巿网络HK CityNet，同时提供一种新的分布式计算、可扩展性和隐私保护的软件架构。我们将开发训练规程、逻辑符号人工智能，以及新方法和功能的设计指引，并在本地社区进行现场测试。
本项目任务包括：1) 构建一个动态访问HK CityNet的架构，在大规模运用健康相关信息时处理云延迟、可扩展性问题、移动分布式物联网和数据隐私；2)开发人工智能以持续监测市民关心的话题，并以HK CityNet的资料训练大型语言模型; 3) 透过逻辑、规范和价值观（医疗、文化）来细化大型语言模型，以防止不当行为和虚构「事实」；4) 针对市民关心的话题，开发本地化和个性化的对话格式；及5) 通过本地社区实地研究来评估性能和效果。
本项目的独特性和创新性在于以城市动态设计研究指导的前沿技术。我们针对市民相关的信息，确保人工智能增强的信息提供将情感因素作为技术使用的优先考虑，从而避免应用程式和大规模资讯及通讯科技基础设施的市场失灵。