最新動態

融合機器學習與整體網絡可控性分析 精確識別癌症治療標靶

透過分析大量生物數據，機器學習可加速識別整體可控性網絡中對網絡結構變化敏感的關鍵控制樞紐，並將其作為疾病與癌症治療的潛在診斷生物標記及治療靶點。    基因突變是導致癌症的主要原因。研究癌症的焦點一直是識別有可能引發腫瘤，或促進異常細胞生長的「癌症驅動基因」（CDG）。目前，對人類癌症的大規模測序，旨在徹底找出賦予癌細胞選擇優勢的突變基因。然而，因為各類癌症差異甚大，加上不同的癌症乃由不同的基因突變組合所催生，因此CDG尚未有一套廣受接納的黃金標準。   由香港理工大學（理大）醫療科技及資訊學系系统生物學和人工智能講座教授、全球STEM學者、理大高等研究院副院長章偉雄教授領導的研究團隊採取了不同的方法，成功識別出維持癌細胞狀態的關鍵基因，並命名為「癌症守護基因」（CKG）。與驅動基因不同，其突變時會直接導致癌症形成及擴散，而守護基因則是維持細胞穩態及存活的關鍵。針對CKG的干預措施，可以終止或防止異常細胞分化及增殖，因此CKG可作為診斷和治療癌症的理想生物標記和靶點。這項題為「癌症守護基因作為治療標靶」（Cancer-keeper genes as therapeutic targets）的研究已刊載於iScience。  研究團隊利用機器學習技術構建了一個「基因調控網絡」（GRN），以拓展整體網絡可控性的理論，並開發出能夠有效識別CKG的演算法。這一概念基於控制理論，尤其適用於以圖形結構呈現的系統，當中的節點代表實體，邊緣則代表相互作用。在一個完全可控的網絡中，能夠運用一組適用於特定節點的有限控制輸入來控制所有節點的狀態。這個概念在電氣工程領域，用來描述電網及運輸網絡。  在生物系統領域，這項分析有助於識別能夠影響整個網絡行為的關鍵組件或「控制樞紐」，使其成為治療干預的理想選項。研究團隊根據蛋白質相互作用的數據，以及描述基因之間調控關係的訊號路徑資訊，構建了一個GRN。該網絡由癌症相關基因（作為種子節點）及捕捉基因之間相互作用的邊緣組成，可橫跨從五個疾病及癌症相關通路資料庫中，挑選出十條重要的訊號通路。 在這項研究中，研究團隊將控制樞紐視為候選的異常細胞CKG，並發現某些控制樞紐可能較敏感，更容易受到外部干擾。這類控制樞紐正是團隊的研究重點，當單一邊緣以干擾形式從網絡中被移除時，這些控制樞紐就有機會變成非控制樞紐。這種敏感的CKG（sCKG）被視為更佳的治療靶點。 機器學習技術適用於探索大量遺傳數據，以建立生物網絡，並識別出網絡中較不明顯的模式及關聯。研究團隊開發了一套創新的多項式時間演算法，無需計算網絡中所有的控制方案，即可識別出所有控制樞紐。該演算法會首先識別所有控制方案中控制路徑的頭、尾節點，然後再識別出控制樞紐。這項分析有助於發掘網絡中控制系統行為的重要節點，使其成為合適的治療標靶候選。   研究團隊應用CKG方法，構建了一個包含7,030個節點（基因）及103,360條定向邊緣組成的膀胱癌GRN。透過機器學習分析，共識別出660個節點為控制樞紐（CKG），而當中只有173個節點被歸類為sCKG。進一步對比人體細胞內蛋白質相互作用的網絡時，發現共有35個sCKG可作為潛在的治療標靶。值得注意的是，在膀胱癌中，所有涉及細胞週期和p53路徑相關的基因均被識別為CKG。此外，細胞株及老鼠模型實驗證實，共有六種敏感CKG可有效抑制癌細胞生長。   本研究所構建的調控網絡，是一種適用於網絡可控性的泛癌症基因調控網絡。不僅可以使用針對某種癌症特有的種子基因外，還能透過移除相斥基因和在不同條件下檢測到的相互作用來修改網絡，以針對其它癌症。此外，運用整體網絡可控性分析的方法，還可進一步應用於識別SARS-CoV-2傳染病等其他疾病的控制樞紐。   資訊來源: PolyU Innovation Digest  

理大基於視覺-語言模型開發智能駕駛助手獲智慧交通基金資助

駕駛者於複雜的駕駛場景，時常面臨信息過載的情況，容易導致注意力分散和反應遲緩。引入先進的視覺語言模型，為輔助駕駛系統帶來了新的可能性。 由香港理工大學（理大）工業及系統工程學系副教授鄭湃教授領導的項目名為「基於視覺─語言模型開發的智能駕駛助手，以提升駕駛人員的安全和便利性」，獲智慧交通基金資助約500萬港元，為期24個月。 本項目旨在利用視覺語言模型爲汽車駕駛艙開發智能駕駛助手，透過實時分析環境和司機的需求並提供適當建議，從而提升司機的駕駛安全和便利性。 鄭教授說 :「相比現有輔助駕駛系統，我們更注重為用戶提供個人化提示，以提升其駕駛體驗。通過實驗收集用戶個人化的互動數據 ，如語音互動對答、視覺環境信息，實現用戶駕駛互動策略的在線個人化更新，以適應不同習慣和偏好。」 理大至今共有23個項目獲智慧交通基金支持，涵蓋各種可應用到交通的創新技術和研究。 智慧交通基金資助本地機構或企業進行創新科技研究和應用，以便利出行、提升道路網絡或路面使用效率和改善駕駛安全。

理大工業中心鼓勵創新互動 以多元化研究支持社會發展

香港理工大學（理大）工業中心早於1976年成立，擁有近50年的歷史，致力推動創新研究，提供全面的研發技術和生產支持。其最新的核心平台——人工智能機器人實驗室（AIR Lab），被形容為「創意加速器」，專注於人工智能、協作式機械人及數位化轉型等新理念。AIR Lab支援逾15個研究團隊和單位，旨在協助科學家和研究人員解決工程挑戰，並提供開放式合作空間，培養新一代科研人才，促進創新跨學科研究。 理大工業中心總監衛漢華博士表示，AIR Lab研究項目應用廣泛，涵蓋機械、工程、電子、計算機、商業、旅遊、醫療、文化和創意等範疇，並在國際比賽上獲得認許。例如，透過四足機器人取代導盲犬的方案，已在亞洲創新發明展上獲獎，展現科技如何改善生活。此外，AIR Lab協助生物醫學工程學系研發復康設備，開發出多模態足踝復康機械人，有助中風偏癱患者提升下肢運動功能，改善患者行走能力。 理大鼓勵創新互動，並以多元化研究支持社會發展，而工業中心積極求變，引領新技術，將科研成果轉化為惠及香港社會的實際應用。  

媒體報導：理大創新認知復康訓練助視障長者重拾社交技能

視障長者主要依賴聽覺和觸覺來獲取信息，缺乏足夠的訓練和社交互動可能會使他們變得沉默和被動。為了改善這種情況，香港理工大學（理大）康復治療科學系積極推動視障長者的認知刺激活動，並與香港盲人輔導會及九龍巴士（一九三三）有限公司（九巴）攜手合作，推出名為「細味記憶之旅 敘事認知刺激活動」計劃，旨在幫助視障長者透過故事和活動，提升社交、說話和執行能力，讓使他們更自信地融入社會。 香港盲人輔導會秉持以人為本的服務理念，推動多元共融，讓視障人士與社會其他成員共同受益。在計劃初期，九巴捐贈了改裝的站牌、收款箱和座位，作為講故事的輔助工具，而理大康復治療科學系的實習學生則負責帶領視障長者參與小組活動，幫助他們提升社交和語言表達能力。這些活動不僅幫助長者回憶過往生活點滴，還透過觸覺和聽覺進行認知訓練，促進社交互動，對抗認知衰退。 理大康復治療科學系實務助理教授黃家強先生在媒體訪問中指出，活動中參與者的認知能力和語言表達方面均有顯著改善，還能在愉快的環境中重溫美好回憶。這次跨界合作的效果超出預期，為舊巴士和站牌賦予了新意義，增強社區凝聚力。 香港盲人輔導會對理大和九巴的支持表示感謝，並強調跨專業合作對計劃長遠發展的重要性，而理大對推動視障長者的社交及認知訓練發揮重要角色。  

理大兩個項目獲法國與香港合作研究計劃2024/25支持

香港理工大學（理大）致力在全球建立合作網絡，推動教育及科研發展，促進學術及文化交流。理大兩個研究項目獲得法國與香港合作研究計劃2024/25支持。 分別由來自建築及房地產學系和管理及市場學系的學者帶領，其中一個項目將開發基於無損檢測技術以探究水泥基3D打印材料的界面自增強機理，另一個項目將運用文化相關框架激勵飲食環保主義。兩個項目將會與法國專家合作，為期兩年。 理大兩個項目︰ 香港主要研究員 法國主要研究員 項目名稱 研資局總資助金額 翁毅偉教授 建築及房地產學系 助理教授 Nicolas Roussel教授 古斯塔夫·艾菲爾大學（Université Gustave Eiffel） 開發基於界面水調控的無損檢測技術以探究水泥基3D打印材料的界面自增強機理 HK$90,000 Savani Krishna教授 管理及市場學系 教授 Maja Becker 教授 圖盧茲大學（University of Toulouse） 運用文化相關框架激勵飲食環保主義 HK$61,200 由1998年開始，研究資助局（研資局）及法國駐港澳總領事館合辦的法國與香港合作硏究計劃，為香港及法國兩地學者提供一至兩年旅遊補助金，促進兩地學者在學術研究上的合作。

理大研究揭示沸石結構 促進催化劑於石油化工和再生能源的應用

沸石是石油化工業中廣泛應用的晶體材料，也是製造精細化學品的關鍵催化劑，而鋁是沸石材料活性中心的來源。香港理工大學（理大）團隊的研究成功揭示鋁原子在沸石骨架的精確位置，有望用於設計效能更高和更穩定的催化劑，提高石油化工產品的產量、實現高效的再生能源儲存和空氣污染管制，促進沸石在相關領域的應用。研究成果已於國際期刊《科學》發表。 研究由理大應用生物及化學科技學系催化及材料學講座教授曾適之教授、副教授勞子桓教授，以及第一作者研究助理教授李光超博士帶領，與牛津大學及中國科學院精密測量科學與技術創新研究院合作開展。 沸石具有清晰的微孔結構、高表面積，以及可調節酸鹼度等特性，在石化提煉、環保催化劑及精細化學品合成過程中是不可或缺。沸石中的鋁原子分布會影響分子吸附物的幾何形狀、催化活性，以及形狀和尺寸的選擇性。然而，鋁原子在沸石骨架的精確位置及分布，以及其對沸石催化行為的影響，一直是科學界未解決的難題。 團隊研究了實驗室合成及商用的兩類H-ZSM-5沸石，以拉近基礎研究與實際工業應用之間的差距，並優化H-ZSM-5，實現更高效的催化製程。團隊運用創新的方法，利用專為探測材料晶體結構而設的工具，包括「同步輻射共振軟X射線衍射」及「探針輔助固態核磁共振」（SSNMR），結合分子吸附方法，成功揭示分子與鋁活性位點的互動作用，並在商用 H-ZSM-5 沸石骨架結構內找到單一及成對鋁原子的精確位置，在鋁原子定位上取得突破。 研究成果將有助製造更高效、更具選擇性的催化劑，其應用不限於石油化工產品，還可惠及再生能源和污染控制等產業，促進可持續發展，減少對環境的影響。在煉油石化應用方面，可提高汽油和液體燃料原料「烯烴」的產量及質量，同時降低能耗。如應用於環保催化劑，可更有效舒緩空氣污染問題。在再生能源與生物燃料應用方面，則有助實現更高效的氫氣存儲和利用，有助推動氫能經濟的發展。 曾適之教授表示：「研究的創新性在於找到鋁原子在沸石骨架的精準位置和定位方式，並首次提供了沸石骨架的全面結構分析。這項重大發現有助設計更高效、更具針對性的沸石催化劑，使化學品製造過程更迅速、節能和環保。」 勞子桓教授表示：「我們積極探索和結合多種技術，從多維度了解鋁原子的分布及其與吸附分子的互動作用，成功揭示了鋁原子在沸石中的關鍵反應機制，讓科學界對沸石的結構有更深入了解。」 李光超博士表示：「未來，團隊將進一步開發新的合成方法，以精確控制沸石中鋁原子的分布、濃度及孔隙結構，以設計具最佳活性、選擇性和穩定性的催化劑，滿足特定工業的需求。」 此外，團隊會積極與工業夥伴緊密合作，促進研究成果轉化落地。綠色化學與可持續催化是理大大亞灣技術創新研究院的重點研究方向之一，團隊將借助研究院的龐大網絡和科研優勢，與當地石油化工企業合作，攜手推動創新轉化研究，加速先進沸石催化劑的商業應用。目前，理大擁有全港唯一一部SSNMR設施，也將引入粵港澳大灣區及華南地區首部「動態核極化SSNMR（DNP-SSNMR）光譜儀」，進一步提升研究工作的進度。

理大創新研究助減太空軌道碎片超高速撞擊太空系統風險 獲創新科技基金資助

太空軌道碎片（俗稱太空垃圾）的超高速撞擊對太空系統如太空船和衛星，構成了重大威脅。為應對這一挑戰，香港理工大學（理大）機械工程學系系主任、智慧結構與系統講座教授蘇眾慶教授及團隊，研發了一項創新的感測技術，能夠有效評估太空系統在超高速撞擊下的健康狀況。蘇教授也是理大深空探測研究中心的主要成員。憑藉這項具轉化價值的研究與發展（R&D）成果，該理大項目獲得香港創新科技署（ITC）頒發的創新及科技基金（ITF）航太技術資助。 由蘇教授領導的「全增材製造驅動的新型感測技術用於軌道垃圾超高速撞擊下太空系統快速健康評估」項目，成功獲得創新及科技基金——創新及科技支援計劃（ITF-ITSP）逾港幣447萬的資助，項目為期三年。此計畫與中國太空技術研究院北京衛星環境工程研究所及哈爾濱工業大學（深圳）的合作者共同進行。 過去十年來，人類對太空的探索以前所未有的速度推進。然而，近地軌道作為眾多衛星和太空站的運行空間，正變得日益擁擠，充斥著人造軌道碎片和微流星體，俗稱為「太空垃圾」。儘管這些碎片體積微小，但其速度極高，可能以超過每秒4公里的速度造成超高速撞擊（HVI）對太空系統構成潛在風險。 蘇教授表示：「因此，開發高效的感測技術來檢測超高速撞擊，並評估撞擊後系統的受損情況，從而提高受損航天器的韌性和生存能力，顯得尤為重要。本ITF-ITSP項目將引入一種創新的結構健康監測（SHM）框架，其中包括一個緊湊的一體化系統和新型基於納米技術的傳感網絡塗層。而這些技術均可立即應用於軌道器。」 值得注意的是，該系統的成功安裝及技術應用在太空船上，將有效降低太空廢棄物對通訊衛星和太空站造成的超高速撞擊風險。此外，這項技術也將改善現有的安全設計理念，提升可維護性，並延長長期服役太空系統的使用壽命。 創新及科技基金由創新科技署管理，旨在提升經濟活動的附加價值、生產力和競爭力。創新及科技支援計畫（ITSP）的設立，旨在鼓勵獲大學教育資助委員會資助的大學與全球領先研究機構合作，推動重點科技領域的主題式跨學科及轉化型研發工作。

理大四項研究項目獲公共政策研究資助計劃2024-25支持

香港理工大學（理大）致力推動公共政策研究，運用其專業知識為社會帶來正面影響。理大四項研究項目於2024/25年度成功獲得公共政策研究資助計劃（PPRFS）的支持，為民生議題、環境保護、與內地合作以及土地房屋等重點議題提供創新見解。 四個項目由來自應用社會科學系、機械工程學系以及建築及房地產學系的學者帶領，合共獲得約193萬港元的資助，涵蓋多個社會議題，包括收入不平等、可持續航空燃料、綠色基礎設施融資及循環經濟等多元領域。 四個項目分別是（按獲批輪次）︰ 首席研究員 項目名稱 總資助金額 推行期 黃以恆教授 應用社會科學系 副教授 探討香港人對收入不平等的接受性及政策回應的取向 HK$488,750 12 個月 成松教授 機械工程學系 助理教授 實現香港無碳航空：可持續航空燃料需要什麼樣的可靠性和彈性？ HK$882,050 18 個月 沈建富教授 建築及房地產學系 助理教授 氣候政策風險與一帶一路倡議中的綠色基礎設施融資：對基礎設施貸款證券化的政策建議 HK$503,470 12 個月 沈建富教授 建築及房地產學系 助理教授 發展過渡性房屋組裝合成單元再利用數據平台：邁向循環經濟 HK$852,150 12 個月 公共政策研究資助計劃由香港特別行政區政府特首政策組負責管理，旨在促進公共政策討論，從而加強政策制訂，以滿足社會需求。獲資助的研究項目預期有助政府作出明智的決策、推動改變、讓香港緊貼國家發展和國際動態，以及有助政策發展。 此外，由理大工商管理學院副院長（學務統籌）、物流及航運學系暫任系主任、航運及物流講座教授黎基雄教授帶領的另一項目「利用大灣區發展機遇提升香港國際航運中心地位的政策建議」，亦獲「策略性公共政策研究資助計劃」資助逾港幣200萬元。

媒體報導：理大學者推動負責任航運 促進可持續發展

航運業承載全球九成貿易，隨著國際貿易增長，航運活動對環境、資源、社會和人類生活質素的負面影響也日益嚴重。為此，聯合國將「負責任消費和生產」列為可持續發展目標之一，呼籲全球採取行動，提倡負責任的消費和生產模式，提高資源使用效率並發展可持續基礎設施。 香港理工大學（理大）工商管理學院副院長（學務統籌）、物流及航運學系暫任系主任、航運及物流講座教授黎基雄教授及理大航運研究中心顧問于承忠博士撰寫文章，就航運業可持續發展的重要性，分享真知灼見。他們提出了「負責任航運」的「7R」框架，涵蓋七大核心要素，包括：負責任的政策和程序、文件處理、採購、服務和產品、回收、設計和合規，以及報告，為航運企業提供清晰的實踐指南，協助在日常營運中平衡經濟、環境和社會效益，從而推動全球貿易的可持續發展。 隨著全球港口數碼化轉型，粵港澳大灣區積極建設智慧港口，深圳蛇口媽灣智慧港已成為全國最大的「5G+自動駕駛應用示範」港區，大幅提升作業效率。廣州南沙港四期智慧港項目也在建設中，預計進一步擴大集裝箱處理能力。 然而，大灣區智慧港口建設仍面臨諸多挑戰，包括：港口間協同不足、新技術應用瓶頸以及專業人才短缺等問題。 為了推進智慧港口建設，黎教授建議凝聚共識，構建協同發展機制，優化政策支持體系，並加強人才培養。此外亦展望新科技將驅動航運業可持續發展，滿足企業對可持續供應鏈的需求增長，改善港口和社區的環境，並促進全球貿易和環境保護。 最近，黎教授帶領的研究項目「利用大灣區發展機遇提升香港國際航運中心地位的政策建議」，獲2024/25年度「策略性公共政策研究資助計劃」支持，為期30個月。  

媒體報導：理大「泥玩」團隊以創新方法解決香港廚餘問題

儘管香港的垃圾徵費政策暫緩，但廚餘問題依然嚴重。根據2023年的數據，廚餘佔城市固體廢物的三成，但回收率僅有5%。為應對這個挑戰，香港理工大學（理大）設計學院研究助理教授Markus Wernli博士領導的社區研究及實驗計劃「泥玩」團隊，採用創新方式解決香港廚餘問題。他們改良日本的波卡西（Bokashi）家居堆肥法，積極連結社群合作，更獲得國際獎項的肯定。 「泥玩」團隊成員包括理大學生、少數族裔婦女及本地食材工作室參與者。他們曾於八鄉大江埔建立實驗農田，透過嘗試生態友善農業實踐和社區參與來解決食物浪費問題。此外，團隊開發「泥玩無國界」服務學習計劃，將生態友善農業理念實踐與創意社區參與結合，促進可持續土地管理並解決食物浪費的關鍵問題。該計劃鼓勵來自不同背景的社群參與，推廣環保農業實踐，利用廚餘作為天然肥料。 Markus Wernli博士在媒體報導中指出，「波卡西」屬於無氧堆肥技術，利用微生物讓廚餘在密封環境發酵，繼而轉化為有機肥料，改善土壤，過程不會傳出臭味，適合家居操作。他強調，透過簡單易行的堆肥製作方法，能夠有效地減少廚餘的碳足跡，同時增強了社區的合作精神，為香港的可持續發展貢獻力量。 「泥玩」團隊名為「Soil Trust: Co-producing Local Soil-to-Soil Food Economies」的項目，成功列入2024年泰晤士高等教育亞洲大奬中「區域發展傑出貢獻」類別的前八強之列。彰顯理大團隊推動可持續社區發展與創新農業實踐的卓越成就。