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融合机器学习与整体网络可控性分析 精确识别癌症治疗标靶

透过分析大量生物数据，机器学习可加速识别整体可控性网络中对网络结构变化敏感的关键控制枢纽，并将其作为疾病与癌症治疗的潜在诊断生物标记及治疗靶点。    基因突变是导致癌症的主要原因。研究癌症的焦点一直是识别有可能引发肿瘤，或促进异常细胞生长的「癌症驱动基因」（CDG）。目前，对人类癌症的大规模测序，旨在彻底找出赋予癌细胞选择优势的突变基因。然而，因为各类癌症差异甚大，加上不同的癌症乃由不同的基因突变组合所催生，因此CDG尚未有一套广受接纳的黄金标准。   由香港理工大学（理大）医疗科技及信息学系系统生物学和人工智能讲座教授、全球STEM学者、理大高等研究院副院长章伟雄教授领导的研究团队采取了不同的方法，成功识别出维持癌细胞状态的关键基因，并命名为「癌症守护基因」（CKG）。与驱动基因不同，其突变时会直接导致癌症形成及扩散，而守护基因则是维持细胞稳态及存活的关键。针对CKG的干预措施，可以终止或防止异常细胞分化及增殖，因此CKG可作为诊断和治疗癌症的理想生物标记和靶点。这项题为「癌症守护基因作为治疗标靶」（Cancer-keeper genes as therapeutic targets）的研究已刊载于iScience。  研究团队利用机器学习技术构建了一个「基因调控网络」（GRN），以拓展整体网络可控性的理论，并开发出能够有效识别CKG的算法。这一概念基于控制理论，尤其适用于以图形结构呈现的系统，当中的节点代表实体，边缘则代表相互作用。在一个完全可控的网络中，能够运用一组适用于特定节点的有限控制输入来控制所有节点的状态。这个概念在电气工程领域，用来描述电网及运输网络。  在生物系统领域，这项分析有助于识别能够影响整个网络行为的关键组件或「控制枢纽」，使其成为治疗干预的理想选项。研究团队根据蛋白质相互作用的数据，以及描述基因之间调控关系的讯号路径信息，构建了一个GRN。该网络由癌症相关基因（作为种子节点）及捕捉基因之间相互作用的边缘组成，可横跨从五个疾病及癌症相关通路数据库中，挑选出十条重要的讯号通路。 在这项研究中，研究团队将控制枢纽视为候选的异常细胞CKG，并发现某些控制枢纽可能较敏感，更容易受到外部干扰。这类控制枢纽正是团队的研究重点，当单一边缘以干扰形式从网络中被移除时，这些控制枢纽就有机会变成非控制枢纽。这种敏感的CKG（sCKG）被视为更佳的治疗靶点。 机器学习技术适用于探索大量遗传数据，以建立生物网络，并识别出网络中较不明显的模式及关联。研究团队开发了一套创新的多项式时间算法，无需计算网络中所有的控制方案，即可识别出所有控制枢纽。该算法会首先识别所有控制方案中控制路径的头、尾节点，然后再识别出控制枢纽。这项分析有助于发掘网络中控制系统行为的重要节点，使其成为合适的治疗标靶候选。   研究团队应用CKG方法，构建了一个包含7,030个节点（基因）及103,360条定向边缘组成的膀胱癌GRN。透过机器学习分析，共识别出660个节点为控制枢纽（CKG），而当中只有173个节点被归类为sCKG。进一步对比人体细胞内蛋白质相互作用的网络时，发现共有35个sCKG可作为潜在的治疗标靶。值得注意的是，在膀胱癌中，所有涉及细胞周期和p53路径相关的基因均被识别为CKG。此外，细胞株及老鼠模型实验证实，共有六种敏感CKG可有效抑制癌细胞生长。   本研究所构建的调控网络，是一种适用于网络可控性的泛癌症基因调控网络。不仅可以使用针对某种癌症特有的种子基因外，还能透过移除相斥基因和在不同条件下检测到的相互作用来修改网络，以针对其它癌症。此外，运用整体网络可控性分析的方法，还可进一步应用于识别SARS-CoV-2传染病等其他疾病的控制枢纽。   信息来源: PolyU Innovation Digest  

理大基于视觉-语言模型开发智能驾驶助手获智能交通基金资助

驾驶者于复杂的驾驶场景，时常面临信息过载的情况，容易导致注意力分散和反应迟缓。引入先进的视觉语言模型，为辅助驾驶系统带来了新的可能性。 由香港理工大学（理大）工业及系统工程学系副教授郑湃教授领导的项目名为「基于视觉─语言模型开发的智能驾驶助手，以提升驾驶人员的安全和便利性」，获智能交通基金资助约500万港元，为期24个月。 本项目旨在利用视觉语言模型为汽车驾驶舱开发智能驾驶助手，透过实时分析环境和司机的需求并提供适当建议，从而提升司机的驾驶安全和便利性。 郑教授说 :「相比现有辅助驾驶系统，我们更注重为用户提供个人化提示，以提升其驾驶体验。通过实验收集用户个人化的互动数据 ，如语音互动对答、视觉环境信息，实现用户驾驶互动策略的在线个人化更新，以适应不同习惯和偏好。」 理大至今共有23个项目获智能交通基金支持，涵盖各种可应用到交通的创新技术和研究。 智慧交通基金资助本地机构或企业进行创新科技研究和应用，以便利出行、提升道路网络或路面使用效率和改善驾驶安全。

理大工业中心鼓励创新互动 以多元化研究支持社会发展

香港理工大学（理大）工业中心早于1976年成立，拥有近50年的历史，致力推动创新研究，提供全面的研发技术和生产支持。其最新的核心平台——人工智能机器人实验室（AIR Lab），被形容为「创意加速器」，专注于人工智能、协作式机械人及数字化转型等新理念。AIR Lab支持逾15个研究团队和单位，旨在协助科学家和研究人员解决工程挑战，并提供开放式合作空间，培养新一代科研人才，促进创新跨学科研究。 理大工业中心总监卫汉华博士表示，AIR Lab研究项目应用广泛，涵盖机械、工程、电子、计算器、商业、旅游、医疗、文化和创意等范畴，并在国际比赛上获得认许。例如，透过四足机器人取代导盲犬的方案，已在亚洲创新发明展上获奖，展现科技如何改善生活。此外，AIR Lab协助生物医学工程学系研发复康设备，开发出多模态足踝复康机械人，有助中风偏瘫患者提升下肢运动功能，改善患者行走能力。 理大鼓励创新互动，并以多元化研究支持社会发展，而工业中心积极求变，引领新技术，将科研成果转化为惠及香港社会的实际应用。  

媒体报导：理大创新认知复康训练助视障长者重拾社交技能

视障长者主要依赖听觉和触觉来获取信息，缺乏足够的训练和社交互动可能会使他们变得沉默和被动。为了改善这种情况，香港理工大学（理大）康复治疗科学系积极推动视障长者的认知刺激活动，并与香港盲人辅导会及九龙巴士（一九三三）有限公司（九巴）携手合作，推出名为「细味记忆之旅 叙事认知刺激活动」计划，旨在帮助视障长者透过故事和活动，提升社交、说话和执行能力，让使他们更自信地融入社会。 香港盲人辅导会秉持以人为本的服务理念，推动多元共融，让视障人士与社会其他成员共同受益。在计划初期，九巴捐赠了改装的站牌、收款箱和座位，作为讲故事的辅助工具，而理大康复治疗科学系的实习学生则负责带领视障长者参与小组活动，帮助他们提升社交和语言表达能力。这些活动不仅帮助长者回忆过往生活点滴，还透过触觉和听觉进行认知训练，促进社交互动，对抗认知衰退。 理大康复治疗科学系实务助理教授黄家强先生在媒体访问中指出，活动中参与者的认知能力和语言表达方面均有显著改善，还能在愉快的环境中重温美好回忆。这次跨界合作的效果超出预期，为旧巴士和站牌赋予了新意义，增强小区凝聚力。 香港盲人辅导会对理大和九巴的支持表示感谢，并强调跨专业合作对计划长远发展的重要性，而理大对推动视障长者的社交及认知训练发挥重要角色。  

理大两个项目获法国与香港合作研究计划2024/25支持

香港理工大学（理大）致力在全球建立合作网络，推动教育及科研发展，促进学术及文化交流。理大两个研究项目获得法国与香港合作研究计划2024/25支持。 分别由来自建筑及房地产学系和管理及市场学系的学者带领，其中一个项目将开发基于无损检测技术以探究水泥基3D打印材料的界面自增强机理，另一个项目将运用文化相关框架激励饮食环保主义。两个项目将会与法国专家合作，为期两年。 理大两个项目︰ 香港主要研究员 法国主要研究员 项目名称 研资局总资助金额 翁毅伟教授 建筑及房地产学系 助理教授 Nicolas Roussel教授 古斯塔夫·艾菲尔大学（Université Gustave Eiffel） 开发基于界面水调控的无损检测技术以探究水泥基3D打印材料的界面自增强机理 HK$90,000 Savani Krishna教授 管理及市场学系 教授 Maja Becker 教授 图卢兹大学（University of Toulouse） 运用文化相关框架激励饮食环保主义 HK$61,200 由1998年开始，研究资助局（研资局）及法国驻港澳总领事馆合办的法国与香港合作硏究计划，为香港及法国两地学者提供一至两年旅游补助金，促进两地学者在学术研究上的合作。

理大研究揭示沸石结构 促进催化剂於石油化工和再生能源的应用

沸石是石油化工业中广泛应用的晶体材料，也是制造精细化学品的关键催化剂，而铝是沸石材料活性中心的来源。香港理工大学（理大）团队的研究成功揭示铝原子在沸石骨架的精确位置，有望用於设计效能更高和更稳定的催化剂，提高石油化工产品的产量丶实现高效的再生能源储存和空气污染管制，促进沸石在相关领域的应用。研究成果已於国际期刊《科学》发表。 研究由理大应用生物及化学科技学系催化及材料学讲座教授曾适之教授丶副教授劳子桓教授，以及第一作者研究助理教授李光超博士带领，与牛津大学及中国科学院精密测量科学与技术创新研究院合作开展。 沸石具有清晰的微孔结构丶高表面积，以及可调节酸硷度等特性，在石化提炼丶环保催化剂及精细化学品合成过程中是不可或缺。沸石中的铝原子分布会影响分子吸附物的几何形状丶催化活性，以及形状和尺寸的选择性。然而，铝原子在沸石骨架的精确位置及分布，以及其对沸石催化行为的影响，一直是科学界未解决的难题。 团队研究了实验室合成及商用的两类H-ZSM-5沸石，以拉近基础研究与实际工业应用之间的差距，并优化H-ZSM-5，实现更高效的催化制程。团队运用创新的方法，利用专为探测材料晶体结构而设的工具，包括「同步辐射共振软X射线衍射」及「探针辅助固态核磁共振」（SSNMR），结合分子吸附方法，成功揭示分子与铝活性位点的互动作用，并在商用 H-ZSM-5 沸石骨架结构内找到单一及成对铝原子的精确位置，在铝原子定位上取得突破。 研究成果将有助制造更高效丶更具选择性的催化剂，其应用不限於石油化工产品，还可惠及再生能源和污染控制等产业，促进可持续发展，减少对环境的影响。在炼油石化应用方面，可提高汽油和液体燃料原料「烯烃」的产量及质量，同时降低能耗。如应用於环保催化剂，可更有效舒缓空气污染问题。在再生能源与生物燃料应用方面，则有助实现更高效的氢气存储和利用，有助推动氢能经济的发展。 曾适之教授表示：「研究的创新性在於找到铝原子在沸石骨架的精准位置和定位方式，并首次提供了沸石骨架的全面结构分析。这项重大发现有助设计更高效丶更具针对性的沸石催化剂，使化学品制造过程更迅速丶节能和环保。」 劳子桓教授表示：「我们积极探索和结合多种技术，从多维度了解铝原子的分布及其与吸附分子的互动作用，成功揭示了铝原子在沸石中的关键反应机制，让科学界对沸石的结构有更深入了解。」 李光超博士表示：「未来，团队将进一步开发新的合成方法，以精确控制沸石中铝原子的分布丶浓度及孔隙结构，以设计具最佳活性丶选择性和稳定性的催化剂，满足特定工业的需求。」 此外，团队会积极与工业夥伴紧密合作，促进研究成果转化落地。绿色化学与可持续催化是理大大亚湾技术创新研究院的重点研究方向之一，团队将借助研究院的庞大网络和科研优势，与当地石油化工企业合作，携手推动创新转化研究，加速先进沸石催化剂的商业应用。目前，理大拥有全港唯一一部SSNMR设施，也将引入粤港澳大湾区及华南地区首部「动态核极化SSNMR（DNP-SSNMR）光谱仪」，进一步提升研究工作的进度。

理大创新研究助减太空轨道碎片超高速撞击太空系统风险 获创新科技基金资助

太空轨道碎片（俗称太空垃圾）的超高速撞击对太空系统如宇宙飞船和卫星，构成了重大威胁。为应对这一挑战，香港理工大学（理大）机械工程学系系主任、智能结构与系统讲座教授苏众庆教授及团队，研发了一项创新的感测技术，能够有效评估太空系统在超高速撞击下的健康状况。苏教授也是理大深空探测研究中心的主要成员。凭借这项具转化价值的研究与发展（R&D）成果，该理大项目获得香港创新科技署（ITC）颁发的创新及科技基金（ITF）航天技术资助。 由苏教授领导的「全增材制造驱动的新型感测技术用于轨道垃圾超高速撞击下太空系统快速健康评估」项目，成功获得创新及科技基金——创新及科技支持计划（ITF-ITSP）逾港币447万的资助，项目为期三年。此计划与中国太空技术研究院北京卫星环境工程研究所及哈尔滨工业大学（深圳）的合作者共同进行。 过去十年来，人类对太空的探索以前所未有的速度推进。然而，近地轨道作为众多卫星和太空站的运行空间，正变得日益拥挤，充斥着人造轨道碎片和微流星体，俗称为「太空垃圾」。尽管这些碎片体积微小，但其速度极高，可能以超过每秒4公里的速度造成超高速撞击（HVI）对太空系统构成潜在风险。 苏教授表示：「因此，开发高效的感测技术来检测超高速撞击，并评估撞击后系统的受损情况，从而提高受损航天器的韧性和生存能力，显得尤为重要。本ITF-ITSP项目将引入一种创新的结构健康监测（SHM）框架，其中包括一个紧凑的一体化系统和新型基于纳米技术的传感网络涂层。而这些技术均可立即应用于轨道器。」 值得注意的是，该系统的成功安装及技术应用在宇宙飞船上，将有效降低太空废弃物对通讯卫星和太空站造成的超高速撞击风险。此外，这项技术也将改善现有的安全设计理念，提升可维护性，并延长长期服役太空系统的使用寿命。 创新及科技基金由创新科技署管理，旨在提升经济活动的附加价值、生产力和竞争力。创新及科技支持计划（ITSP）的设立，旨在鼓励获大学教育资助委员会资助的大学与全球领先研究机构合作，推动重点科技领域的主题式跨学科及转化型研发工作。

理大四項研究項目獲公共政策研究資助計劃2024-25支持

香港理工大学（理大）致力推动公共政策研究，运用其专业知识为社会带来正面影响。理大四项研究项目于2024/25年度成功获得公共政策研究资助计划（PPRFS）的支持，为民生议题、环境保护、与内地合作以及土地房屋等重点议题提供创新见解。 四个项目由来自应用社会科学系、机械工程学系以及建筑及房地产学系的学者带领，合共获得约193万港元的资助，涵盖多个社会议题，包括收入不平等、可持续航空燃料、绿色基础设施融资及循环经济等多元领域。 四个项目分别是（按获批轮次）∶   首席研究员 项目名称 总资助金额 推行期 黃以恆教授 应用社会科学系 副教授 探讨香港人对收入不平等的接受性及政策回应的取向 HK$488,750 12 个月 成松教授 机械工程学系 助理教授 实现香港无碳航空：可持续航空燃料需要什么样的可靠性和弹性？ HK$882,050 18 个月 沈建富教授 建筑及房地产学系 助理教授 气候政策风险与一带一路倡议中的绿色基础设施融资：对基础设施贷款证券化的政策建议 HK$503,470 12 个月 沈建富教授 建筑及房地产学系 助理教授 发展过渡性房屋组装合成单元再利用数据平台：迈向循环经济 HK$852,150 12 个月 公共政策研究资助计划由香港特别行政区政府特首政策组负责管理，旨在促进公共政策讨论，从而加强政策制订，以满足社会需求。获资助的研究项目预期有助政府作出明智的决策、推动改变、让香港紧贴国家发展和国际动态，以及有助政策发展。 此外，由理大工商管理学院副院长（学务统筹）、物流及航运学系暂任系主任、航运及物流讲座教授黎基雄教授带领的另一项目「利用大湾区发展机遇提升香港国际航运中心地位的政策建议」，亦获「策略性公共政策研究资助计划」资助逾港币200万元。

媒体报导：理大学者推动负责任航运 促进可持续发展

航运业承载全球九成贸易，随着国际贸易增长，航运活动对环境、资源、社会和人类生活质素的负面影响也日益严重。为此，联合国将「负责任消费和生产」列为可持续发展目标之一，呼吁全球采取行动，提倡负责任的消费和生产模式，提高资源使用效率并发展可持续基础设施。 香港理工大学（理大）工商管理学院副院长（学务统筹）、物流及航运学系暂任系主任、航运及物流讲座教授黎基雄教授及理大航运研究中心顾问于承忠博士撰写文章，就航运业可持续发展的重要性，分享真知灼见。他们提出了「负责任航运」的「7R」框架，涵盖七大核心要素，包括：负责任的政策和程序、文件处理、采购、服务和产品、回收、设计和合规，以及报告，为航运企业提供清晰的实践指南，协助在日常营运中平衡经济、环境和社会效益，从而推动全球贸易的可持续发展。 随着全球港口数码化转型，粤港澳大湾区积极建设智慧港口，深圳蛇口妈湾智慧港已成为全国最大的「5G+自动驾驶应用示范」港区，大幅提升作业效率。广州南沙港四期智能港项目也在建设中，预计进一步扩大集装箱处理能力。 然而，大湾区智慧港口建设仍面临诸多挑战，包括：港口间协同不足、新技术应用瓶颈以及专业人才短缺等问题。 为了推进智慧港口建设，黎教授建议凝聚共识，构建协同发展机制，优化政策支持体系，并加强人才培养。此外亦展望新科技将驱动航运业可持续发展，满足企业对可持续供应链的需求增长，改善港口和小区的环境，并促进全球贸易和环境保护。 最近，黎教授带领的研究项目「利用大湾区发展机遇提升香港国际航运中心地位的政策建议」，获2024/25年度「策略性公共政策研究资助计划」支持，为期30个月。  

媒体报导：理大「泥玩」团队以创新方法解决香港厨余问题

尽管香港的垃圾征费政策暂缓，但厨余问题依然严重。根据2023年的数据，厨余占城市固体废物的三成，但回收率仅有5%。为应对这个挑战，香港理工大学（理大）设计学院研究助理教授Markus Wernli博士领导的小区研究及实验计划「泥玩」团队，采用创新方式解决香港厨余问题。他们改良日本的波卡西（Bokashi）家居堆肥法，积极连结社群合作，更获得国际奖项的肯定。 「泥玩」团队成员包括理大学生、少数族裔妇女及本地食材工作室参与者。他们曾于八乡大江埔建立实验农田，透过尝试生态友善农业实践和小区参与来解决食物浪费问题。此外，团队开发「泥玩无国界」服务学习计划，将生态友善农业理念实践与创意小区参与结合，促进可持续土地管理并解决食物浪费的关键问题。该计划鼓励来自不同背景的社群参与，推广环保农业实践，利用厨余作为天然肥料。 Markus Wernli博士在媒体报导中指出，「波卡西」属于无氧堆肥技术，利用微生物让厨余在密封环境发酵，继而转化为有机肥料，改善土壤，过程不会传出臭味，适合家居操作。他强调，透过简单易行的堆肥制作方法，能够有效地减少厨余的碳足迹，同时增强了小区的合作精神，为香港的可持续发展贡献力量。 「泥玩」团队名为「Soil Trust: Co-producing Local Soil-to-Soil Food Economies」的项目，成功列入2024年泰晤士高等教育亚洲大奬中「区域发展杰出贡献」类别的前八强之列。彰显理大团队推动可持续小区发展与创新农业实践的卓越成就。