新闻及香港科大故事

每一项伟大的创新发明，莫不隐含设计心思与感性，用户也许未必察觉，但这却是设计思维中的一个重要元素，有助孕育无数以人为本的创新方案 。 科大的综合系统与设计学部（ISD）以培育新一代创新人才为目标，透过专题研习形式，启导学生以同理心出发，善用科技回应社会需要。  自身困境推动创新 由ISD学生林思恒（Iain）创办和担任行政总裁的悦学教育 （Sallux Education），正正希望利用科技协助有学习困难的中、小学生突破困境。 Iain儿时患有读写障碍及专注力失调/过度活跃症 （ADHD），挣扎向上的亲身经历，成了他创业的最大动力。  现正修读科技领导及创业理学硕士最后一年课程的Iain 说：「学习障碍令我小时候的学习生涯十分痛苦，香港传统的教育方式要求所有学生在课室正襟危坐地听课，每天也要应付排山倒海的习作 。」 Iain现时攻读的课程涉及创业，而成立初创公司是课程其中一项指定要求。  我希望让老师明白 SEN学生的难处和感受。 一如许多患有读写障碍的学生，Iain在背诵英文字母时遇上极大困难，他形容当年的学习经验令他留下阴影，自己虽然用功，「但老师和同学都不谅解我的困境」。  学习障碍也令Iain饱受欺凌，但他并未因此心生怨愤。 逆境滋养了他的同理心，驱使小伙子立志为同路人伸出援手。 「我希望做点有益社会的事情，起码让老师知道有特殊学习需要（SEN） 的学生面对甚么难处和内心感受。」  游戏化课程 Iain革新教学方式，采用虚拟现实 （VR） 及「改良实境」（MR）技术，将上课过程游戏化，大大改善了学生的学习体验。  SEN 学生戴上耳机后，便可完全投入沉浸式虚拟学习环境，课堂专注力可以维持20分钟以上，并在不受干扰的情况下完成习作。 

香港科技大学(科大)港澳海洋研究中心主任甘剑平教授研究团队于中国南海进行海洋模拟试验及观测，透过地球流体动力学理论，揭秘了南海的海洋三维运动特征。中国南海的复杂海洋环流系统决定了南海水体运动的能量转化和物质运输，对生物地质化学过程、碳收支、海洋生态环境健康、区域气候变化，以及占世界人口约22%的周边国家和地区经济社会的可持续发展至关重要。南海海环流本身及其动力的研究被认为是认知南海的基础和灵魂。 在过去的几十年，尽管全球对南海水流运动持续关注，但由于缺乏观测数据和可靠的海洋仿真模型，及对南海环流背景上的复杂物理过程的认知，科学界对南海的三维水体运动仍然非常模糊，甚至存在误解。 最近，科大海洋科学系讲座教授甘剑平的团队透过观测、模拟及利用地球流体动力学理论证明了南海在表层、中层和底层分别存在的流动方向为逆时针、顺时针，和顺时针方向的三层交替旋转环流。研究也发现南海的三层旋转环流是由「热点」的陡峭海盆陆坡处的陆坡流组成，并非在整个海域均存在组织有序的运动结构。而陆坡流则受到季候风、黑潮入侵和独特地形约束的共同作用，并被多尺度海洋环流过程不断改变和调节。研究首次论述了南海环流的三维结构和物理机制，厘清了科学界一直以来对南海水体运动的误解。基于此，甘教授团队于早前建立了受观测和理论验证和约束的南海海洋环流和生物地质化学影像化WavyOcean模拟平台。甘教授说：「由于目前未能刻画边缘海环流的动力『热点』，几乎所有全球模式在同样的时空分辨率下，都无法准确模拟出南海的三层运动流结构及其相关物理过程。因此，有别于大洋环流，我们对受海底地形、海峡交换流、多尺度环流动力过程等多重强迫的全球边缘海环流的认知和模拟比想象中更具挑战。」

香港科技大学（科大）的一个研究小组首次实现穿过完整的小鼠头骨在脑膜下方750微米这一前所未有的深度，对小鼠大脑皮层内的微小神经结构進行活体成像。这一研究能够以接近无创的方式在大脑皮层中进行高分辨成像，将进一步促进大脑科学的研究。 对活体大脑中神经元、神经胶质细胞和微血管系统進行直接而非侵入式成像对于增强我们对大脑功能的理解至关重要。近几十年来，人们一直致力于开发用于完整大脑活体成像的新技术。然而，超声成像（超声）、正电子发射断层扫描（PET）和磁共振成像（MRI）等等現行技术都无法提供足够的空间分辨率来对亚细胞水平的生物结构进行可视化。 虽然三光子显微技术（3PM）等光学显微技术可以对活体样本的结构和功能信息进行高时空分辨率显微成像，然而，当光穿过不均匀的生物组织并与其相互作用时，就会产生光学像差和散射，这从根本上限制了光学显微镜在分辨率和成像深度上的性能。 要矫正像差并恢复光学显微镜在活体成像时的分辨率，自适应光学（AO）有希望成为一种解决方案，但它并非没有缺点：当成像深度增加时，用于传统波前传感的导星信号会迅速消失。 在电子与计算机工程系教授瞿佳男教授和生命科学系首席教授叶玉如教授的共同领导下，科大的研究团队最近开发了一种结合了3PM和两种AO技术的显微镜，实现了对组织深处中低阶和高阶像差的快速测量和校正。 该系统利用了两种 AO 技术：基于相敏感方法直接测量焦点电场分布技术和遥距调焦共轭自适应光学技术（CAO）。通过对导星信号进行编码再解码，该方法实现了对像差的快速AO测量和校正。这一方法能够准确测量激光在组织中带像差的电场点扩散函数，同时快速校正大脑中大成像体积内的像差。 该团队使用 1300 納米的激发波长验证了 AO-3PM 系统的成像性能，实现了穿过完整的头骨在活体小鼠和体外试剂上成像。结果表明，AO-3PM 实现了高空间分辨率，在大脑深处显著提升了荧光信号，并在软脑膜下方高达 750 微米的深度对小鼠大脑皮质进行了高分辨率的结构和功能成像。

科大研究团在公共卫生数据不足的情况下为现行测量方法提供较易于实行的替代方案

影响力系列：在我们的宇宙中寻找元宇宙

香港科技大学（科大）环境与可持续发展学系助理教授王哲与国际研究团队合作，在中国四个超大城市同步开展了大气综合观测研究，揭示了人为源低挥发性有机蒸汽对二次有机气溶胶（SOA）形成的重要影响，为开展有效的城市空气污染控制措施提供了新的见解。   空气污染每年导致全球约700万人死亡，是最大的环境健康风险。城市空气中的污染物既可以从各种排放源直接排放，也可以经由自然源（如植物）和人为源（如交通、燃烧煤炭等）排放的前体物在大气中通过複杂的化学反应形成。一直以来，针对直接排放的污染物的控制措施取得了很大成效，但是由於科学家未能充分掌握二次污染物在大气中生成和转化的机制，故要有效治理由二次污染物造成的空气污染非常困难。 二次有机气溶胶（SOA）是许多城市地区空气污染的重要污染物，对气候变化和人类健康有重要影响。加强对SOA的源头及相关生成机制的理解，即有助於开展有效的城市空气污染控制措施。是次联合研究證实人为源低挥发性有机蒸汽於挥发性有机物（VOC）氧化生成SOA的内在机制中扮演关键角色，对形成城市空气污染有重要影响。 科大研究人员於香港开展全面的实地研究，内地及国际研究人员则於同期在北京、南京和上海这叁个超大城市开展相同研究。该联合研究首次成功在不同城市识别和测量超过1,500种高活性含氧有机分子（OOMs），并研发出一套全新的分类体系，成功追溯这些OOMs及所生成的SOA的前体物。 研究结果表明，人为源VOCs氧化主导了OOMs的形成，其中约40%来自芳香烃，另外40%来自脂肪族碳氢化合物，後者的重要性在过往研究中一直被低估。研究还发现多步氧化和自氧化过程是超大城市地区中OOMs生成的关键化学机制，同时氮氧化物（NOx）对OOMs的生成有重要影响，导致OOMs中的含氮分子数量超过70% 。这些人为源OOMs分子通过凝结过程产生了38-71%的SOA，是重霾污染情况下SOA的主要来源。

香港科技大学(科大)研究团队研发出一种新型水凝胶，有效控制渠务及冲厕系统的气味及细菌。气味控制水凝胶(MOC水凝胶)能在香港不同地点包括沙井、明渠、截留器、河道及河流等，透过杀灭产生气味的微生物抑制异味，效果得到證实。研究团队近日研发出的新配方，更可以杀灭冲厕系统中的细菌及病毒，包括新型冠状病毒Omicron变种株。 在创新科技署的资助下，科大与渠务署自2016年起展开合作，把水凝胶应用於不同地点的渠务设施，包括受臭味问题影响的维港海滨周边社区。MOC水凝胶有效降低99%的硫化氢、80至90%挥发性有机物，以及80至90%的硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria)等被视为常见的臭味来源。 这款多功能水凝胶由科大化学及生物工程学系兼环境及可持续发展学部杨经伦教授领导的团队研发，其配方可以制定及调教，有效及安全地解决恶劣环境下的不同气味及微生物污染问题。 创新及科技局副局长锺伟强博士说：「科大在科研方面的努力有目共睹，我们乐见由本地大学开发的创科发明能够应用於本地社区，改善民生。创新科技署於2011年推出『公营机构试用计划』，资助研发成果於公营机构和政府部门内进行试用。计划同时能够为试用的公营机构或政府部门配对合适的科技产品或方案，鼓励它们更广泛地采用创新科技，创造出双赢局面。政府会继续发挥推动者及促进者的角色，透过不同的政策及资助计划协助研发机构将科研成果商品化。」 杨教授指出，在应对气味问题上，MOC水凝胶是一个经济实惠但成效显著的解决方法。MOC水凝胶安全、环保及具可持续性，可以与传统清理渠道及清淤工作相辅相成。他说：「MOC水凝胶除了可以杀灭产生气味的微生物以抑制异味，研究亦證实它可以防止渠道受到侵蚀及抑制耐药性细菌。另外，水凝胶在释出消毒剂後会分解成沙，所以不会对环境造成损害。」

香港神经退行性疾病中心（Hong Kong Center for Neurodegenerative Diseases，简称HKCeND）由香港科技大学（科大）成立，其研究团队在阿尔兹海默症（AD）的早期诊断和治疗方面取得了重大突破，有望为疾病管理带来变革。团队已建立了先进的生物标志物开发平台，识别出新型的血液生物标志物，并设计了一套创新的人工智能AD评分系统，可用于预测罹患AD的风险，早期诊断以及划分患病的阶段。团队还成功研发新型基因治疗策略，有助治疗阿尔兹海默症。 HKCeND于2020年成立，获香港特区政府的InnoHK 创新香港研发平台提供5亿港元起始资金支持，致力推动神经退化性疾病研究及科研成果转化，以发展成为世界领先的科研中心。HKCeND的跨学科研究团队，由来自科大、伦敦大学学院及史丹福大学医学院的国际知名科学家组成，正合作展开一系列前沿研究，包括研发新型生物标志物、识别治疗靶点和系统因素，以及推动神经退化性疾病诊疗方法的发展。 AD是一种严重的神经退行性疾病，也是最常见的认知障碍症，至今仍未有有效的治疗方法。这种不治之症正影响全球超过五千万人口。目前，AD的诊断和治疗面临巨大挑战。患者常在病情进入晚期、出现记忆丧失等症状时，方获确诊。事实上，患者在病征出现前至少10-20年已经患上了AD。因此，早期诊断至关重要。当患者出现轻度或早期认知障碍时，及早发现有助他们及时进行健康管理和干预，改善治疗效果。研究发现，生物标志物对于阿尔兹海默症早期诊断具有重要作用。