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理大学者研发光电梯级神经元　提升动态感知

香港理工大学（理大）最新一项研究，从飞行昆虫的微小视觉系统得到启发，制备了光电梯级神经元（optoelectronic graded neurons），成功提升视觉感知动态识别率，从而增强视觉传感器的功能。 人类视觉系统可以处理较複杂的动态视觉信息。飞行昆虫视觉系统则具有较强的闪烁融合频率（FFF – flicker function frequency ），能够感知高速运动的物体。传统图像传感器侦测动作，须处理包含时间和空间的动态信息（合称「时空信息」），涉及複杂的神经网络和计算过程。今次受自然启发的研究，能以较少的硬件资源，实现更敏捷的视觉感知。 理大理学院副院长、应用物理学系柴扬教授带领的研究团队，制备彷生昆虫视觉系统的光电梯级神经元，可以在感知终端 （sensory terminals）执行高信息传输速率（>1000bit/s），并融合「时空信息」。重要的是，这项研究成果拓展了传统视觉传感器前所未有的功能。 柴扬教授表示︰「这项研究从根本上加深了我们对生物启发计算的理解，所衍生的技术亦极具应用潜力。例如自动驾驶车辆需要识别交通道路中的高速运动，监测系统亦适用。」 彷生感知计算 要识别迅速的动态，需要融合「时空信息」并传输到处理器，这对计算资源要求具极大的挑战。人工视觉系统通常由图像传感器和处理器组成。目前大多数传感器只能输出含「空间信息」的「帧」（frame，即纪录动态影像画面的单位）而无法融合「时间信息」。 理大研究以「光电梯级神经元实现动态视觉信息的彷生感知和计算」为题，已刊登于《自然-纳米技术 》（Nature Nanotechnology），聚焦融合感知计算（in-sensor computing）。研究团队此前，实现了针对静态图像的对比度增强及不同光强背景的视觉适应。 柴扬教授提到︰「我们多年来潜心研究人工视觉。以往传感器阵列只用于感知不同环境中的静态图像并增强其特徵，我们现希望研究可否进一步利用作动态感知。然而传感终端无法负担複杂的硬件，于是我们的研究方向另闢新径，聚焦能够敏捷感知动态的微小视觉系统，借鑑了飞行昆虫。」 飞行昆虫（例如果蝇）仅依赖微小的视觉系统，可以比人类更快及敏捷地感知移动中的物体。具体而言，在昆虫的视觉系统中，视网膜（传感器）和大脑（计算器）之间的信号传输距离比较短，而且昆虫视觉系统是由非尖峰梯级神经元（non-spiking graded neurons）组成，其信息传输速率比人类视觉系统中的尖峰神经元（spiking neurons）高得多。 基本上，梯级神经元能有效地编码时间信息，从而减少了计算器中融合「时空信息」所需的大量视觉数据传输。研究团队从中得到启发，研发了彷生的光电梯级神经元。 精准的动态感知识别 精准的动态识别对于自动驾驶系统和监视系统等应用至关重要。研究发现，利用含浅缺陷能级的二硫化钼光电晶体管（MoS2 phototransistors），模彷飞行昆虫视觉系统中梯级神经元的响应特性，在光照刺激下，可以实现高达1200 bit/s （1,200 bit s−1） 的传递速率。 通过融合及编码「时空信息」并压缩图像到人工神经网络，动作识别准确率达到99.2%，远高于传统图像传感器的50%准确率。 这项研究克服了动态感知信息计算消耗难题，研发出最新的光电梯级神经元，实现了视觉感知系统的时空资讯融合，并有效检测到视野中的运动轮廓及轨迹。即使硬体资源有限，也能够基于该彷生神经元感知动态。从昆虫视觉系统的敏捷运动感知中汲取灵感，这项研究以创新智能的方式实现了集成静态和动态运动的传输速率和处理，带来显着进展，在机器视觉系统领域创建了里程碑。

理大研究创新纪录：有机太阳能电池功率转换效率达创纪录19.31%

香港理工大学（理大）的科研团队近日在有机太阳能电池（OSC）取得重大突破，首次在二元OSC（即光活化层中只有供体和受体）的条件下，成功提高功率转换效率至19.31%，创下纪录新高。 功率转换效率是衡量光伏或太阳能电池板性能的重要指针，用来测量太阳辐射产生的能量。理大团队的非凡发现将进一步提升先进太阳能光伏器件的应用价值，推动可再生能源技术发展。 由理大电子及资讯工程学系能源转换技术讲座教授、钟士元爵士可再生能源教授李刚教授带领的研究团队， 发明了一种崭新的OSC形貌调控技术，采用「1,3,5-三氯苯」（1,3,5-trichlorobenzene） 作为有机光伏体异质结「结晶调节剂」（crystallisation regulator），从而提高OSC的效率和稳定性。 研究显示「结晶调节剂」可达成新颖的非单调的中间态调控（ISM -intermediated state manipulation）策略，以控制体异质结的OSC形貌，优化了非富勒烯受体OSC的结晶动力学过程，有效降低光电转换能量损失。 有别于传统上使用溶剂添加剂时所致的薄膜分子过度聚集，非单调中间态调控策略有助形成更有序的分子堆栈和合适的分子聚集。这项研究透过减少非辐射复合的损失令效率明显提升，特别是非辐射复合过程会降低光的生成效率和增加热能损失。 研究成果已于国际科学期刊《自然通讯》（Nature Communications）发表，题为「以非单调中间态转化实现效率达19.31%的二元有机太阳能电池及低非辐射复合」（19.3% binary organic solar cell and low non-radiative recombination enabled by non-monotonic intermediate state transition）。把太阳能转化为电能是实现可持续发展环境的重要解决方案。OSC作为太阳能器件的最大优势是成本效益。不过，抑制非辐射复合损失和提高性能是现时OSC研究的核心问题。要达致广泛实际应用，提高其转能效率至关重要。 李刚教授说：「过往研究的挑战源于既有的基准形貌控制（即添加剂）方法，会因过度聚集而出现非辐射复合损失，致令开路电压降低。」 研究团队花了约两年时间发掘出新型「结晶调节剂」，并清晰显示非单调中间态调控这种新颖策略的科学机理，既能降低非辐射复合损失，也可提高OSC效率。团队并已成功发表成果，相关发现将为未来的OSC研究带来重大启示和希望。 李刚教授补充说：「新的研究成果将可在OSC领域持续发展，拓展各种实际应用，例如可穿戴电子产品，甚或是光伏建筑一体化。」理大的单结光伏OSC已实现近20％的功率转换效率，不但令性能更稳定，而且兼具灵活、透明、可延伸、轻巧和可定制颜色等独特优点，其应用前景相比传统太阳能电池广泛。 李刚教授自2014年以来一直被认可为最广获征引研究人员，其OSC研究对可印刷太阳能发展贡献良多。作为有机太阳能电池领域的专家，李教授一次又一次在科研上突破。他分享道︰「我们最新的研究结果显示，在超过19％的二元OSC中，非辐射组合损失可低至0.168eV，创下了新纪录。我过去十余年专注不懈研究OSC，这次获得令人鼓舞的成果，开发出更高效率的OSC，有助加强太阳能的实际应用。」

理大《共叙谷埔》计划获乡郊保育资助以活化村落

香港理工大学（理大）获乡郊保育资助计划拨款300 万港元，资助一项名为「《共叙谷埔》于谷埔共创、共享、共学、共乐」的文化复兴／复育项目，为期18个月。 该计划由理大设计学院高级专任导师陈翔先生领导，旨在振兴谷埔村，加强村民与社区的连系，分享谷埔的历史和故事，推动它独有的地区文化和活力。 谷埔具有发展教育、农产、餐饮、工艺、旅游等多元产业潜力。计划将建设共享设施，设立路牌，融合各个地点的历史及故事介绍，提供资讯及路线方向。并在石芽头山顶设立历史故事牌，成为谷埔的新远足路线。新设的流动公共休憩点，亦为游人及年老村民提供休息点。 项目团队和村民将共同举办一系列的工作坊，又以现代手法演绎农历新年、中秋节等传统节日，让村民欢聚一堂。同时组成谷埔大使共学团队，吸引本地和村内新一代为保育作贡献。这些创新活动将提高大众对谷埔认识和它的可持续发展，并推广社区的艺术教育。 乡郊保育资助计划由环境及生态局环境科负责执行，透过专项资金援助，以可持续及整全的方式保育本地偏远乡郊，其覆盖范围涵盖自然环境／生态环境、非评级历史建筑、文化和历史资产等不同层面的保育工作。

理大与温州市政府达成协议推动共建技术创新研究院

香港理工大学（理大）与温州市人民政府达成合作框架协议，推动在温州共建「香港理工大学温州技术创新研究院」（研究院），共同开展技术研发、创业孵化、人才培育等工作，协助温州发展成为科技企业和人才的重要创新科技中心。 透过是次官学研合作建立的创新平台，双方将开展在新能源、先进材料、智能可穿戴设备、海洋工程装备、海上风力发电、区块链和时装设计等领域的核心技术研发。理大凭借卓越的科研实力，将协助温州建设创新基地，促进科研成果转化与产业化可持续发展。双方并会合作培养能够掌握未来关键技术，以及与国际接轨的创新创业人才。 框架协议在理大校董会主席林大辉博士、校长滕锦光教授、行政副校长卢丽华博士；浙江省委常委兼温州市委书记刘小涛先生、市委秘书长王军先生，以及市委统战部部长汪驰先生见证下，由理大副校长（研究及创新）赵汝恒教授和温州市副市长王振勇先生于本月 22 日在理大校园签署。 理大多年来与内地多间大学和研究机构建立了良好的伙伴关系，携手内地企业和地方政府推动应用研究和知识转移，积极支持学生了解内地的发展和机遇。最近，理大亦与各地地方政府探讨，在当地设立技术创新研究院，将理大的基础研究力量和成果，与当地优势产业需求对接，贡献国家的科技自立自强及地方的产业发展。

理大与青岛西海岸新区携手成立轨道交通智能检测联合研发中心

轨道交通智能检测联合研发中心（研发中心）揭牌仪式于5月23日在香港理工大学（理大）举行，研发中心由理大及青岛西海岸新区政府共同成立。 该研发中心是青岛西海岸新区政府与理大国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心（香港分中心）的联合研究和技术合作。 凭借理大的学术和研究专长，该中心旨在推动轨道交通技术促进智能交通发展。 揭牌仪式由理大校长滕锦光教授、副校长（研究及创新）赵汝恒教授，及青岛市委常委、组织部部长于玉女士率领的代表团共同见证。 同时青岛市政府和西海岸新区管委的代表团参观了理大校园和理大工业中心，并与国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心(香港分中心)及建设及环境学院的理大研究人员进行了深入交流。 理大代表亦与青岛西海岸新区代表团就推动成立联合研究院进行了宝贵的交流。 联合研究院将推动研究合作、创新孵化和人才培养，通过建立官学研合作平台，推动青岛发展成世界级创新技术基地。

理大与中大合作研发全球首创新药 ABarginase 治疗肥胖相关代谢疾病

香港理工大学（理大）与香港中文大学（中大）在合作研发新药物上取得重大突破，首创一种可以治疗多种与肥胖症和胰岛素抵抗相关的代谢性疾病，例如糖尿病和脂肪肝的药物。 这款新药 ABarginase 是全球第一种利用崭新药理机制——消耗精氨酸，巧妙地为提供安全、药力持久而适用于治疗多种肥胖相关疾病的单一药物开辟新路径。目前，不少病人往往要服用不同药物去治疗这些互相关连的疾病，导致出现多种药物并用问题的风险增加。 ABarginase 的适用病症包括糖尿病前期、II 型糖尿病，以及非酒精性脂肪肝等多种代谢病，而且制药工艺成本低而高效，令更多患者可以负担和受惠，具有广阔的临床应用前景。 有关研发由理大应用生物及化学科技学系教授、卢家骢慈善基金药物科学教授梁润松教授，以及中大医学院生物医学学院副教授沈秀媛教授领导。 肥胖不单止影响体形，更往往涉及许多慢性疾病如糖尿病、非酒精性脂肪肝、心脏病、高血压及癌症等。理大与中大研究团队取得重大突破，发现当血液内一种半必需氨基酸——精氨酸——处于低水平，即是所谓「精氨酸饥饿」的状态，细胞会抑制脂肪合成，促进脂肪分解，并且增强对胰岛素的敏感度。不过在普通情况下，人体内可以分解精氨酸的精氨酸酶，它的循环半衰期为时甚短，只有不足三十分钟。 梁润松教授说：「通过采用先进的融合蛋白方法，我们的研究团队研制出一种长效的重组人类精氨酸酶 ABarginase，它含有一个白蛋白结合域，使其能够与血液中稳定而又充沛的白蛋白结合，从而延长其循环半衰期约 200 倍。ABarginase 具有较强的酶活性，每星期只需注射一剂量，就足以使血液循环中的精氨酸保持在低水平，从而达到精氨酸饥饿的状态。」 研究人员在两组经饮食诱导的肥胖小鼠，每周一次分别注射 ABarginase 和生理盐水。八星期后，相较注射盐水的对照组，ABarginase 组的小鼠无论在体重、脂肪量、脂肪肝，或糖尿病征状如高血糖、胰岛素抵抗和葡萄糖耐受不良均回复正常水平。 沈秀媛教授说：「ABarginase 在临床前研究的结果已经展现巨大潜力，可望为治疗多种与肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病等相关的代谢性疾病提供安全而有效的方案。其中非酒精性脂肪肝至今未有获美国食物及药物管理局认可的药物，因此 ABarginase 的研发对治疗非酒精性脂肪肝尤其意义重大。我们相信已经研发出可以治愈这些相关疾病的单一药物。」 研究团队已在多个国家为新药申请专利；目前正提升制药工艺至符合生产质量管理规范（GMP）的品质要求，为开展临床试验做好准备。 梁教授和沉教授表示：「我们作为科学家，一直矢志为改善人类褔祉作出贡献，而成功研发ABarginse可说是为我们实践理想迈出重要一步。」 在备受全球创科界重视的第四十八届日内瓦国际发明展，香港夺得两项最高殊荣的大奖，而 ABarginase 就是其中得奖发明之一，获颁「发明者协会国际联合会（International Federation of Inventors' Associations, IFIA）最佳发明大奖」，肯定新药对改善病人福祉及全球医疗卫生的潜力，亦彰显本港院校间的科研合作水平备受国际认可。 肥胖是全球普遍的健康问题。根据世界卫生组织的最新估计，2016 年全球成年人中，有逾十九亿人属超重及 6.5 亿人属肥胖，分别占成年人人口的百分之 39 及 13。而在香港，约两名成年人中便有一人的体重指标被界定为超重或肥胖。 是次研究得到卢家骢慈善基金有限公司、医务卫生局医疗卫生研究基金，以及理大化学生物学及药物研发国家重点实验室支持。

理大与中国港湾成立联合研究中心　推动土地发展研究

香港理工大学（理大）与中国港湾工程有限公司（中国港湾）成立「土地发展联合研究中心」，旨在促进可持续土地开发和利用，发展绿色低碳经济，改善城市人居环境。中心成立典礼于 5 月 17 日在理大校园进行，并由环境及生态局局长谢展寰先生、中联办教育科技部副部长叶水球先生、发展局工务科项目策略及管控处处长邝家升先生、香港工程师学会会长卜国明先生、京港学术交流中心总裁徐海山先生、中国港湾（香港）副总经理江和明先生、理大校长滕锦光教授、理大高等研究院院长陈清焰教授、理大土地及空间研究院院长丁晓利教授等嘉宾共同见证理大副校长（研究及创新）赵汝恒教授与中国港湾（香港）董事总经理薛咏先生代表签署合作协定。 谢展寰局长致辞时说：「联合研究中心从土地发展的研究方向入手，为推动绿色发展理念及开展相应的理论研究和技术创新提供了平台。希望中心与社会各界一道努力，共同激发香港土地发展的绿色动能，推动香港迈向碳中和，使香港成为更宜居及可持续发展的城市。」 滕锦光校长致辞表示：「中国港湾—理大土地发展联合研究中心将会有效结合理大强大的科研实力与中国港湾在项目实施和管理方面的丰富经验。通过双方的密切合作，中心将在土地开发这一重要研究领域提出创新理念和先进技术，并通过知识转移，将研究成果广泛应用于香港、大湾区、国家及海外的土地开发项目，从而实现改善民生，造福社会的可持续发展。」 薛咏总经理指：「联合团队的全球视野、项目经验和卓越的研究优势，将推动先进的土地开发与工程建设新技术的研发，特别是绿色、低碳和可持续的土地开发与建设。我们的目标是将联合研究中心的研究成果推广到整个行业，以提高土地开发和建设过程中的效率、安全性、成本效益和环境水平，从而造福行业和整个社会。」 该中心是中交集团和香港高校建立的首个合作研究中心，将充分发挥中国港湾在香港和海外实施项目和技术应用的丰富资源和经验，以及理大在土地和基础设施发展方面的雄厚科研实力。联合研究中心由理大土地及空间研究院与中国港湾合作运营，并由理大戴建国教授和中国港湾孙华磊先生担任研究中心首任主任。中心在前期阶段将专注于研究创新、知识转移和人才培养。涵盖研究领域如下：   • 海洋工程和岛隧连接工程技术及应用；   • 创新的装配式建筑、智慧码头、智慧机场建造等技术和应用，以促进土地高效率利用；   • 都市及海洋固体废弃物处理技术及应用，以实现碳中和承诺、废物回收及再利用；   • 面向海洋工程的纤维增强树脂复合材料及绿色高性能混凝土的技术及应用；   • 海洋基础设施的全寿命技术以及空间资讯科技应用。 中交集团首席科学家及中国工程院林鸣院士指：「中交集团高度重视技术创新与技术应用。联合研究中心作为中交集团在港首个与高校合作的产学研研究机构，集团将发挥自身资源和能力，加大投入，努力为香港打造更美好的发展蓝图，并为服务交通强国、海洋强国、粤港澳大湾区等国家战略的落地和推进重大工程的实施提供坚强支撑和动力。」

理大学者参加天津世界智能大会、与天津科技局主办科技交流会议

香港理工大学(理大) 学者参加为期三天在天津举行的第七届世界智能大会并展示科研成果。理大副校长（研究及创新）赵汝恒教授率团出席开幕礼及期间与天津各界的交流活动。 今届大会以「智行天下 能动未来」为主题，关注生成式人工智能、5G+AI、智能制造等前沿科学议题，汇集了政府、科学、企业嘉宾，发掘合作机遇。 理大在其智能科技展上，展示了超精密加工和医疗科技相关的最新技术，包括「纳米多环距焦」近视防护镜片，人工智能驱动的新型心脏疾病诊断技术等。 另外，理大与天津科技局及津南区于5月19日合作举办了「天津—香港科技创新合作研讨会」。赵副校长表示，天津产业基础雄厚，理大拥有科技基础和人才，双方可发挥各自优势，在共建研究院、科技成果转化等方面开展深层次合作。 研讨会上，天津科技企业代表、高校及理大学者分别介绍了超精密加工技术、无人机、AI疾病预测、自动驾驶等方面的研究成果，及发布合作开发的需求。双方高校和企业作深入交流，就津港校企进一步共同研发和科技合作立下基础。 今年2月，天津市科技代表团访问理大，本次理大应科技局的邀请下回访天津。理大代表团还出席了世界智能大会的「校长 - 企业家圆桌论坛」。未来，理大将与天津市科技局、科技创新发展中心以及津南区委区政府积极推动交流合作，为双方在科研战略合作、人才培育及创新科技研究领域搭建合作平台，创造良好环境。

PolyU scholar shares experiences on generating lifetime learning to students from research project on THE Campus

While some may think that entering student science competitions is all about the gold medals, the long-term nature of such projects is perfect fodder for learning meaningful skills.  Winning award is clearly a common goal of competition entry. However, effective management of student involvement in research project competitions should aim not only for success but also at ensuring a meaningful learning process for student researchers who dedicate considerable time to a project. Dr Pai ZHENG, Assistant Professor of Department of Industrial Systems and Engineering at the Hong Kong Polytechnic University (PolyU) shares his experiences with THE Campus on generating lifetime learning for students from research competition.  Dr ZHENG said, “A supervisor’s role encompasses managing the project but also mentoring students in terms of academic, social and teamwork skills. It is important to inspire and guide students, particularly in times of uncertainty and difficulty, such as if and when significant changes need to be made.”  Dr ZHENG led a research team for the aforementioned successful research project “Mutual Cognitive Human-Robot Collaborative Manufacturing System” comprised undergraduate and postgraduate students. Dr Zheng is also the principal investigator of the Research Group of AI for Industrial Digital Servitisation at PolyU.  The team won a number of local and international Information and Communication Technology (ICT) awards for their work to improve collaboration between people and robots.  Dr ZHENG said, “It must be kept in mind that, as in any science and technology discovery, a research project is a long-term learning process in which ongoing motivation of interest and persistence is crucial for success.” For more:  https://www.timeshighereducation.com/campus/how-supervisors-can-use-research-competitions-inspire-lifetime-learning  

理大学者Web3零知识密码技术取得突破　获颁ZPRIZE大奖

香港理工大学（理大）计算器科学专家，凭借在零知识密码学的技术突破，带来创新解决方案，荣获国际ZPRIZE的「Plonk-DIZK GPU加速」类别奖项，获得奖金55万元美金。 理大电子计算学系教授区文浩教授与助理教授（研究）陆星晔博士带领研究团队，在ZPRIZE 的「Plonk-DIZK GPU加速」类别脱颖而出，开发的分布式零知识证明技术为公共利益作重要贡献。 零知识密码学，也被称为零知识证明（ZKP），允许「证明者」说服任何人计算的有效性而不泄漏任何信息，因此称为零知识。它被视为影响Web3的突破性技术，Web3是基于区块链的去中心化在线生态系统，因为它能够实现数据隐私保护、提高效率和扩展透明系统如区块链。 零知识密码学对促进去中心化和推广广泛应用十分重要，亦有助于开发保障私隐数据安全共享和协作计算的创新解决方案。这项技术的应用将对金融服务、医疗保健和供应链管理等各行各业带来益处。 理大副校长（研究及创新）赵汝恒教授表示：「我们对理大学者赢得ZPRIZE的卓越成就感到自豪。这展示了理大在致力通过创新研究和变革性解决方案推动区块链技术和革新Web3的坚定决心。」 零知识证明的计算成本是实现其大规模应用的主要挑战。针对这个难题，理大研究团队从通用的零知识证明系统Plonk着手，通过利用GPU加速计算和在多台服务器之间均匀分配工作负载，成功提高Plonk的效率及可扩展性。 区文浩教授表示︰「关键莫过于生成这些零知识证明需进行复杂的计算，为使零知识密码学得以广泛应用，需开发更快速及更高效率的方案。」 理大团队提出的新方案，能够在1小时内，为一个达228个逻辑门的电路生成证明，是目前成功生成Plonk证明的最大规模电路。该新方案利用6台内存较小并配备GPU机器，发挥GPU的特性以应对证明生成过程中最耗时的操作，在单台机器上将零知识证明生成的时间加快了超过40%。同时利用新的分布式技术，将整体证明生成速度提升了近10倍。 Plonk-DIZK GPU加速奖项属于ZPRIZE的公开组别，ZPRIZE是由区块链业界发起的一项比赛，并得到来自超过32个全球合作伙伴机构及赞助商支持，贡献时间和资源以提高这项技术的认知和实际应用。 陆星晔博士表示︰「我们项目将加载开源库以惠及大众，希望藉此支持下一代的去中心化协议和应用发展。正是这种开源共享的精神，推动Web技术不断进步。」