新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）的科研人員研發了一套嶄新的「智能發燒偵測系統」（SFSS），讓邊境口岸的檢疫人員能更易於識別有發燒徵狀的旅客。這套系統現被應用到多個邊境口岸、政府大樓和大學，以對抗新型冠狀肺炎病毒（Covid-19）。 自2003年沙士（嚴重急性呼吸系統綜合症）爆發後，熱成(thermal)圖像探測器獲廣泛使用到不同關口，以篩查有發燒徵狀的入境旅客。發燒是感染沙士、新冠肺炎及其他傳染病的重要病徵。不過，檢疫人員為了追蹤這些身體抱恙人士，往往需於彈指之間同時監看熱成圖像以及彩色影像(即閉路電視)兩個屏幕。 如今，一支由科大工業工程及決策分析學系蘇孝宇教授領導的跨領域研究團隊，利用人工智能、實時追踪以及大數據分析，設計了一個不僅能更準確地檢測臉部被遮擋的疑似發燒者，同時亦能將熱成圖像和彩色影像融合於同一屏幕的系統。在屏幕上，有發燒徵狀的不適人士會被標記於紅框內，系統亦會發出提示聲響，以協助檢疫人員作即時辨認，大大提升行動效率，守護公眾健康。 有別於一般運用紅外線鏡頭的發燒監測系統，這個以人工智能與深度學習為基礎的系統於人臉及熱感偵測方面都更為準確。此系統旨在於人海中追蹤及偵測疑似發燒人士，透過深度學習和人體測量學，系統能進行「視覺還原」*，即使被檢測人士正佩戴口罩並遭物件遮擋部分身體，仍能準確檢測。除此之外，由於系統依賴電腦運算而非靠肉眼判斷熱成圖像色差，並且會把距離及包括背景中熱力來源等環境因素的影響計算在內，檢測結果亦因而更為準確。另外，由於追蹤功能聚焦於臉部，檢測結果亦較難受個人身上高溫物件而影響，除非有關物件直接遮蓋該人士的臉部。     此系統建立於大數據分析的跨平台數據庫上，讓不同地區的裝置能夠組合成一個更大的網絡，從而可更容易追蹤到疑似發燒人士，但系統不會保留任何個人資料。透過大數據、深度學習和人類科學，這套系統亦具自我學習功能，能隨時間變得更為智能及準確。 研究團隊成員來自機械學習、生物工程及平行網絡等專業界別，當中包括來自科大電子及計算機工程學系的系主任施毅明教授與高級講師王啓新教授，以及計算機科學及工程學系助理教授陳启峰。

科大研究團隊與全球夥伴携手努力共同對抗COVID-19疫情

香港科技大學（科大）研究團隊研發出一種新型地理圍欄技術，為政府就新型冠狀病毒肺炎疫情推出的強制家居檢疫措施，提供更省時便捷的智能核心解決方案。 隨著新冠肺炎病毒於全球迅速蔓延，香港已對所有經海外入境的人士實施抵港後的檢疫安排。作為一個強制性措施，受隔離人士需透過即時通訊應用程式，定期向政府人員分享他們的實時位置，或接聽當局訊息中心的突擊來電。這安排不但令政府花費大量資源進行監控，亦為接受檢疫人士帶來不便。 為提升檢疫措施的成本效益，由科大計算機科學及工程學系兼創業中心主任陳雙幸教授領導的一支研究團隊，開發了一種自動化地理圍欄技術「Signature Home」。科大將有關技術的特許使用權授予一間初創公司「隨賞科技」，並透過該公司開發一個新手機應用程式「居安抗疫」。程式自上周(2020年3月14日)起獲公眾應用，以一個更節省資源及便捷的方式監控家庭檢疫。配合藍牙連接的電子手環，程式會準確檢測受檢疫人士有否遵守檢疫令，並會於有關人士違反檢疫令時通知有關當局。 地理圍欄技術「Signature Home」的主要原理是透過收集於某地方(如家居) 出現之不同種類的環境訊號，如Wi-Fi、藍牙、流動通訊網絡等，並將這些訊號群化成獨一無二、足以標籤該位置的「簽署認證」。如果監測當局收集到的訊號與這些「簽署認證」的訊號不同，即表示該受檢疫人士很可能已離開該特定位置。透過機器學習和數據分析持續收集並了解同一地方所收集到的一籃子訊號，「Signature Home」能適應不斷變化的家居環境，從而實現準確的家居檢疫監控。 陳雙幸教授表示：「我想感謝大學就本人研究及有關Signature Home技術於特許使用權方面的支持。透過技術開發、轉移及應用，科研的價值能在社會產生實際的影響。尤其是在這個關鍵而充滿挑戰的時刻，能將本港研發的技術回饋給我們的社會，這實在令我非常有成就感。」陳教授此前發明的另一種室內定位技術，現已透過隨賞科技被廣泛應用到大灣區的大型購物中心和醫院當中。

香港科技大學（科大）研究團隊研發一款新型多層次殺菌塗層 (MAP-1)，可有效殺滅病毒、細菌甚至極難被殺死的孢子。研究結果顯示，新殺菌塗層不僅能有效殺滅99.9%的麻疹、腮腺炎、風疹等高傳染性病毒，更可殺滅99.9%的貓杯狀病毒。貓杯狀病毒被視為檢測殺毒效果的指標，其抗藥性高於所有冠狀病毒，包括引發當前疫情的新型冠狀肺炎病毒（COVID-19）。 新塗層在九龍醫院和靈實胡平頤養院兩項臨床試驗中，均被證實對殺死抗藥性微生物細菌十分有效。在醫院的隔簾試驗中，耐藥性細菌數量於三周內降低了超過98.7%。除了醫院，研究團隊亦跟水務署和渠務署合作，在水管及下水道內壁測試新塗層，用以預防微生物污染及喉管鏽蝕。 新殺菌塗層由科大化學及生物工程學系兼環境及可持續發展學部楊經倫教授領導的團隊研發，塗層的功能多樣化，殺菌期最長可維持90天，為包括金屬、混凝土、木材、玻璃、塑料，以至織物、皮革及纖維等不同物料的表面提供長效消毒與抗菌保護，塗層亦不會改變物質的外觀及觸感。根據國家衛生健康委員會（衛健委）發佈的消毒技術標準，新塗層被證實對人體和環境無害，因此亦可被製成持久殺菌的搓手液、油漆、潔淨水與空氣的過濾網，以至衣服和即棄外科口罩等，有助提升個人及公眾衛生安全。 新塗層技術的原理是在物體表面形成殺菌膜。殺菌膜接觸到微生物的包膜和生物分子時會將之破壞，使之失去活性。該塗層亦能防止微生物在物體表面粘附，從而達至長效抗菌。塗層使用了一種特殊的抗菌聚合物，透過接觸殺滅和抗菌黏連等技術，可有效消滅99.9%的細菌和病毒，包括風疹、禽流感、流感如H1N1型，以及貓杯狀病毒等。貓杯狀病毒是一種無包膜病毒，被公認為最難殺滅的病毒之一。根據美國環境保護署2016年的指引，能有效殺滅貓杯狀病毒，等同有效殺滅冠狀病毒。因為後者屬於包膜病毒，在抗藥性上低於無包膜病毒。

新型冠狀肺炎(COVID-19)於全球爆發，在兩個月內蔓延至逾30個國家，至今*已造成80,000多人受感染、2,600多人死亡。香港科技大學(科大)一支研究團隊近日識別出一組潛在生物標記(biomarkers)，或有助研發對抗新冠病毒(SARS-CoV-2)的疫苗。 由於新型冠狀病毒的基因排列與2003年引發嚴重急性呼吸系統綜合症(俗稱沙士)疫情的冠狀病毒(SARS-CoV)相類似，科學家一直希望透過沙士病毒數據尋找破解新型冠狀病毒的方法。近日，由科大數據學家Matthew McKay教授和Ahmed Abdul Quadeer博士領導的研究團隊，識別出一組來自沙士病毒的B細胞和T細胞抗原表位(即可觸發針對該冠狀病毒免疫反應的蛋白組織)，或可觸發人類針對新冠病毒的免疫反應。是次發現對開發新型肺炎疫苗的研究帶來重要啟示。 科大電子及計算機工程學系兼化學及生物工程學系McKay教授表示：「雖然有效針對沙士的疫苗從未面世，但當時曾就那些沙士病毒抗原表位能觸發人類免疫反應這一點進行過大量的實驗。在芸芸抗原表位當中，我們找到少部份同時存活於沙士及新冠肺炎病毒之中，它們的基因排列完全一致。我們相信這些抗原表位最有可能成為觸發新型肺炎免疫反應的靶點。」 團隊亦就人群覆蓋率進行分析，發現此研究中識別出來的T細胞抗原表位在沙士爆發期間，曾有效於包括中國大陸的全球大部分人口中引發免疫反應。電子及計算機工程學博士後研究員Quadeer博士因此推斷：「利用這種抗原表位開發出來的疫苗，也很有可能對大部分群眾有效。」 上述研究成果近日已在科學期刊《病毒》中發表。 McKay教授補充說：「我們希望於疫苗研發初期，就最有機會發展成有效疫苗的抗原表位，提供意見。作為全球抗疫的一份子，我們分析與這種新冠病毒的相關數據，並第一時間與科學界分享研究成果，以助進一步了解這種新病毒以及研發治療方法。」

內地新型冠狀病毒感染肺炎肆虐，如何及早發現受感染者是各地當前面臨的迫切難題。香港科技大學(科大)一支研究團隊，最新研製出全球最快速檢測新冠肺炎(COVID-2019)的便攜式檢測儀，利用微流生物芯片技術，從取樣到檢測結果只需約40分鐘，較目前通用的檢測方法聚合酶連鎖反應（PCR）技術所需的1.5至3個小時，效率大大提升。   PCR是一種分子生物學技術，透過擴增特定的脱氧核醣核酸(DNA)片段而偵測病毒的核糖核酸(RNA)。溫度變化是PCR控制DNA變化的關鍵，溫度提升越快，檢測所需的時間越短。有別於傳統大型PCR儀普遍應用的半導體加熱器，團隊自行研發出一種具有更低熱質量和更高導熱性的矽基薄膜微加熱器，令測試過程中溫度提升的速率，由以往傳統PCR儀平均每秒升4–5 ℃，提升至每秒升30 ℃，大大縮短檢測時間。   由科大物理學系溫維佳教授帶領的研究團隊，透過他與其科大博士畢業生高一博在深圳共同創立的生物科技企業「深圳市尚維高科」(尚維高科)開發相關技術。團隊自今年1月20日獲取新冠病毒的序列後，立刻展開針對性研究，並於一周內成功研發出檢測試劑。目前，相關檢測儀及試劑盒已於深圳和廣州的疾控中心應用，團隊近日亦已向湖北和廣州南沙的疾控中心捐贈相關儀器和試劑盒。該技術已獲國際CE認證（歐洲合格認證），符合出口本港及其他歐盟城市的標準。 該設備操作十分簡單，採用與流感快速篩查相同的方式，利用快篩試紙到鼻腔取樣，再放入分析儀檢測即可知結果。整套設備長33厘米、寬32厘米、高16厘米，輕巧便攜，可用於戶外，適合各級疾控中心、海關、出入境檢驗檢疫部門及護老院等地方作即場檢測。每台新型檢測儀分別由一個微流生物芯片、便攜式PCR儀、樣本前處理系統、生物檢測芯片和新冠病毒核酸檢測試劑盒所組成，每次可同時檢測8個樣本。 尚維高科是一家專注開發實時核酸分子體外診斷技術的科技公司，公司核心團隊成員均來自科大。 微流生物芯片檢測儀操作示範視頻： https://drive.google.com/open?id=131D_1hMOLWraGeQCGMnNka9tSsEtz_rV

從基礎發現到知識轉移和應用，您可以找到我們在本期Research@HKUST上所做的所有最新突破。

由香港科技大學（科大）領導的一支科研團隊，近日首次揭示氮氧化物（NOx）如何影響大氣中硫酸鹽的多寡，以及其與霧霾形成的關係，為解決空氣污染的政策制訂者提供新見解。 由污濁濃霧所帶來的低能見度、高濕度以及高濃度PM2.5懸浮粒子的現象，一直對包括中國內地在內的大城市造成困擾。而在各種直徑小於2.5微米（PM2.5）的污染物中，由二氧化硫（SO2）在大氣中氧化而產生的硫酸鹽，是霧霾成因中最普遍的成分之一。 雖然科學界早已知曉二氧化硫與硫酸鹽之間的反應物-產物關係，但形成過程中所涉及的氧化劑及氧化過程非常複雜多樣化，特別是氮氧化物在這過程中扮演的角色，一直沒有一個清晰的理解。有別於直接由汽車廢氣以及燃燒如煤、柴油和天然氣等化石燃料而產生的氮氧化物，硫酸鹽並非直接由污染源頭排放，因而令希望控制它的研究人員及政府官員感到頭痛。今次研究乃科學家首次系統闡述氮氧化物如何於不同情況下，透過氧化過程影響製造硫酸鹽的一連串化學反應。 由科大化學系兼環境及可持續發展學部教授郁建珍領導的研究團隊，與加州理工學院的研究人員合作，發現了氮氧化物在三種不同的化學環境中以不同機制影響硫酸鹽的形成。在低濃度氮氧化物環境中，氮氧化物催化氧化劑的形成，促進硫酸鹽的形成；在霧霾籠罩時所出現超高濃度氮氧化物的環境中，溶於霧滴中的氮氧化物直接作為氧化劑，也促進硫酸鹽的形成。惟在中高濃度氮氧化物的環境中，由於二氧化氮（氮氧化物家族的一員）消耗了羥基自由基，令其不能有效地氧化二氧化硫，繼而抑制硫酸鹽的產生。 研究結果顯示，要在高污染的霧霾條件下減少硫酸鹽的形成，必須同時控制二氧化硫與氮氧化物的排放，但是，當氮氧化物排放達至中高量時，由於大氣中的二氧化氮會抑制促進硫酸鹽形成的羥基自由基，減排氮氧化物反而會導致空氣硫酸鹽增加。