理大高等研究院講座 : 美國西北大學黃永剛教授主講「基於生物彈性狀態恢復的觸覺感官替代」

香港理工大學高等研究院講座系列

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日期

2025年9月10日
主辦單位

香港理工大學高等研究院
時間

10:30 - 12:00
地點

香港理工大學何鴻燊樓3樓HJ303演講廳 (座位有限，先到先得)

講者

黃永剛教授

查詢

香港理工大學高等研究院 info.pair@polyu.edu.hk

摘要

人體皮膚內多樣化的機械感受器，為訊息傳遞與感知觸發提供了多功能的工程介面，具有在患者護理及其他關鍵產業中廣泛應用的潛力。然而，針對這些傳入單元進行多感官且精準的刺激，仍然面臨重大挑戰，尤其是在需於全身自適應運作的可穿戴、可程式化系統方面。

美國西北大學機械工程、土木與環境工程、材料科學與工程系Jan and Marcia Achenbach講座教授及理大高等研究院國際顧問委員會主席黃永剛教授，於2025年9月10日在理大高等研究院講座中，以「基於生物彈性狀態恢復的觸覺感官替代」為題，分享了生物彈性機械感受器的最新發展。此次講座吸引了超過120位現場參加者，並有超過16,700名線上觀眾透過多個社交媒體平台同步收看。

黃教授在演講伊始，介紹了一種微型動機械裝置，當其與皮膚作為彈性儲能元件結合時，能支援雙穩態、自感知的變形模式。透過針對特定類型的機械感受器作為不同程式化感官反應的基礎，這一觸覺單元能夠傳遞動態及靜態刺激，並可施加為法向或剪切力。

隨後，黃教授進一步闡述了一系列系統性的實驗與理論研究，建立了針對人體皮膚機械性質自然解剖變異下，低能耗運作的基礎原理與實用標準。一種無線、貼合皮膚的觸覺介面，整合了這些雙穩態換能器陣列，作為高密度通道，可呈現來自智慧型手機3D掃描及慣性感測器的輸入。該系統的展示包括為視覺及本體感覺受損患者設計的感官替代，旨在提升其生活品質。

緊接的問答環節由潘樂陶慈善基金智慧能源研究院及可持續城市發展研究院成員﹑機械工程學系副教授姚海民主持，現場觀眾與黃教授展開了富有成效的討論。為感謝黃教授對理大高等研究院的鼎力支持及其學術成果分享，理大高等硏究院院長陳清焰教授特別給他致贈紀念牌匾，以表謝意。

黃教授現為美國國家工程院、美國國家科學院、美國藝術與科學院院士。同時，他亦獲選為英國皇家學會、中國科學院及歐洲、加拿大五所頂尖學會的外籍院士。

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解鎖患者護理及其他關鍵產業的潛在應用：黃永剛教授分享生物彈性微型機械的最新發展

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黃永剛教授

美國西北大學
機械工程、土木與環境工程及材料科學與工程系Jan & Marcia Achenbach教授

黃永剛教授是美國西北大學機械工程、土木與環境工程、材料科學與工程系Achenbach教授。其研究領域包括可延展柔性電子器件力學，以及力學引導的確定性三維組裝。他至今出版專著 2 本、發表期刊論文和書籍章節 700 餘篇，其中包括《Science》發表15篇、《自然》發表7篇。他屢次於工程（2009年）、材料科學（2014年起）和物理學領域（2018年）入選「高被引學者」，並於「2024 年頂尖科學家排名」中，於機械和航空航天工程領域位列全球第四。黃教授是美國國家工程院（NAE）、美國國家科學院、美國藝術與科學院院士，以及英國皇家學會、中國科學院、歐洲和加拿大5 所學會外籍院士。他曾獲多個團體頒發科研獎項，其中包括美國土木工程師學會、美國機械工程師學會（ASME）、國際理論與應用力學聯合會、John Simon Guggenheim 紀念基金會、美國工程科學學會（SES）。他均獲其所執教的大學頒發教學獎和本科生指導獎。2022年起，他擔任《Applied Mechanics Reviews》等4本國際期刊的主編，該期刊的影響系數在2021至2023年期間，由~7躍升至14.3。他曾任SES主席（2014年）、ASME應用力學組主席（ 2019–2020年）、NAE 機械工程部選舉委員會主席，並現為該部新任主席。 2024年，SES將其工程科學獎章更名為「黃永剛工程科學獎章」。