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20261021  PolyU uncovers new crossdomain cyberattack risk targeting electric vehicle charging naviga

理大研究揭示針對電動車充電導航系統的新型跨系統網絡攻擊風險 助力保障電力系統安全運行

隨著電動車迅速普及,交通運輸與電力系統的連結日益緊密,在推動創新的同時,亦衍生前所未見的安全隱患。香港理工大學(理大)研究團隊發現一種新型跨系統網絡攻擊:攻擊者無須侵入戒備森嚴的電力通訊網絡,只需操縱電動車的充電導航系統,將大量車輛同時引導至同一充電站,短時間內令電力需求高度集中,繼而引發局部停電或削弱電網服務可靠度。 大部分針對電力系統的網絡攻擊須入侵電網專用的安全通訊網絡,難度大且成本高。相比之下,面向司機的充電導航系統防護較為薄弱,成為攻擊者的切入點。研究揭示,攻擊可源自配電網以外,透過電動車的充電行為層層傳導,最終威脅電網的安全運作。 這項研究由理大電機及電子工程學系副系主任(研究)及教授卜思齊教授帶領,聚焦信息物理交通系統與信息物理電力系統高度融合所帶來的風險。前者將通訊網絡整合至交通系統中,用於交通監控、路線規劃及出行管理;後者則是將通訊網絡整合至電力系統中,以確保能可靠地監測、保護及控制發電、輸電與配電等環節。這些整合方式雖具創新性,但亦帶來潛在安全漏洞。 研究團隊發現,攻擊者可以利用系統漏洞,對充電價格及交通流量數據發動「稀疏向量攻擊」,即以極少量、經精心挑選的虛假數據,誤導系統作出錯誤判斷,使日益互聯的基礎設施面臨新的安全風險。 卜教授表示:「這項研究展示了網絡攻擊如何由一個系統跨越至另一個系統。透過揭示跨系統攻擊的破壞潛力,我們希望提高公眾的風險意識,並推動更完善的預防措施。」 由於此類攻擊對信息物理電力系統的破壞力極強,後果可能相當嚴重。這項研究不但釐清攻擊的運作方式與潛在影響,更進一步提出具體防禦建議,包括:加強對異常充電價格與交通信號的監測、強化通訊網絡保護,以及盡早識別電動車充電導航系統中的異常推薦模式。 該研究已於《IEEE 交通電氣化學報》(IEEE Transactions on Transportation Electrification)發表。這項研究除識別潛在的跨系統網絡攻擊手法及相關風險外,亦為提升電力—交通耦合系統的韌性提供寶貴見解。 卜教授補充:「隨著電動車日益普及,交通系統與電力系統之間的連結將更緊密,網絡安全的重要性亦將持續提升。我們的研究有助營造更安全的充電環境,促進充電服務與系統的整合,並支持電動車在香港、國家以至全球的普及。」 卜教授的研究重點涵蓋電力系統的穩定性、運行及經濟性,並特別關注可再生能源併網、智能電網應用及交通電氣化。其團隊亦探索新型高比例可再生能源電力系統的動態安全風險評估,以及電力與交通系統協同運行,以達致更安全、可靠及具韌性的系統表現。最近,研究團隊與天津大學、南方電網及中華電力在國家自然科學基金委員會/香港研究資助局聯合研究計劃的「大灣區城市構網型分佈式能源集群信息—物理協同調控防禦理論與方法」項目中展開緊密合作。相關成果有望減輕用戶對電壓驟降與其他電力品質問題的憂慮,並整體提升香港及大灣區內外的信息物理電力系統的安全水平。

2026年10月21日

研究及創新

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理大兩項研究獲法國國家科研署與研資局合作研究計劃支持 推動卓越國際跨學科研究

香港理工大學(理大)致力推動具影響力的跨學科及國際研究合作,彰顯大學對推進全球科技與科學創新的貢獻。在2026/27年度「法國國家科研署與研資局合作研究計劃」中,理大共有兩項項目獲得合共約港幣356萬元資助,研究範疇分別聚焦於創新混凝土材料與語言科學。 由理大土木及環境工程學系安禮信土木工程教授及傑出研究教授潘智生教授帶領,與法國國家科學研究中心的Roland Pellenq教授合作研究,項目名為「研發兼具高性能、高韌性及低成本優勢的創新型混凝土材料」,獲資助港幣約212萬元,為期48個月。 該項目旨在透過創新的材料設計,提升混凝土的性能、韌性與可持續性,研究聚焦於導致混凝土退化的根源— 硅酸鈣水化物(CSH)相中的毛細孔。透過掌握CSH的毛細孔隙率,該項目將提供實用且可擴展的解決方案,以增強基礎設施的耐久性,並促進建築廢棄物的回收利用,推動循環經濟,進而支持全球低碳發展目標。 由理大人工智能與人文科學學部及語言科學及技術學系助理教授Emmanuele CHERSONI教授帶領,與法國艾克斯馬賽大學Philippe Blache博士合作研究,項目名為「CALM 大腦解碼:對話與語言模型同步」,獲資助港幣約144萬元,為期36個月。項目共同研究員包括理大語言科學及技術學系副教授許又尹教授及助理教授(研究)古嬋媛博士。 該項目旨在建立涵蓋中文及法文的多模態對話語料庫,蒐集參與自然對話講者的神經生理數據,並開發專門用於雙語對話預測的大型語言模型(LLMs)。研究團隊將透過跨語言研究方法,提升互動式自然語言處理模型在不同語言及應用場景中的表現,並探索人類大腦如何在對話過程中處理及組織語言資訊。 「法國國家科研署與研資局合作研究計劃」,旨在進一步加強香港與法國的科研人員就共同興趣的領域上的合作。

2026年10月20日

獎項及成就

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理大跨文化新冠疫情人類行為研究 榮獲國家教育部「高等學校科學研究優秀成果獎」

香港理工大學(理大)利民社會及文化心理學教授、應用社會科學系社會及文化心理學講座教授、仁愛堂歐雪明兒童發展中心總監陳曉華教授領導的心理學研究項目,榮獲國家教育部頒授「第十屆高等學校科學研究優秀成果獎(人文社會科學)」著作論文二等獎,以表彰理大學者在新冠疫情期間對人類心理及行為反應研究方面的卓越學術貢獻。  獲獎研究項目題為「全球意識預測對新冠疫情的行為反應:35個國家和地區的實證研究」,探討在全球公共衞生危機的新冠疫情下,「個人心理意識如何影響跨文化行為反應」的科學問題。研究以陳教授及其團隊發展的「全球化取向」(Global Orientation) 心理構念為基礎,提出「全球意識-國家本位意識」雙維度框架,揭示人類在危機中同時存在合作與防禦的雙重心理機制。 本項目透過涵蓋35個國家和地區大型實證研究,揭示了全球化心理機制對疫情行為反應的預測作用,並發現全球化程度對疫情行為的調節作用,為理解疫情中的社會行為分化提供心理學依據。研究結果顯示,「全球意識」(Global Consciousness)及「國家本位意識」(National Consciousness)均能正向預測大眾對新冠病毒風險的感知和擔憂程度。其中,「全球意識」能促進利他及有利於社會整體福祉的親社會行為,而「國家本位意識」則較傾向推動防禦行為,例如文化排斥。 陳教授表示:「我很榮幸獲得這項國家級榮譽,這肯定了我們的研究在人類應對新冠疫情的行為反應方面帶來的跨文化影響,亦彰顯了我們致力推動社會心理學發展的努力、加深對合作與排斥行為的理解,並為建構更具凝聚力及韌性的社會提供實證啟示。」陳教授特别感謝理大及其他院校的合作者,包括吳子傑教授、許沛鴻教授、歐潔儀博士、林俊彬博士、胡智恒博士、潘毅教授、Peter Beattie教授、Christian Welzel教授,以及已故劉豁夫教授。 高等學校科學研究優秀成果獎(人文社會科學)為中國哲學社會科學領域最具公信力及影響力的獎項,該獎項於1995年設立,每三年向全國高等院校進行評選一次,旨在表揚人文社會科學研究領域貢獻突出的研究人員,鼓勵積極探索,勇於創新,推動高校人文社會科學事業的發展。 陳教授亦於2024年獲選為世界科學院(又稱「發展中國家科學院」)院士。總部位於意大利特里亞斯特的世界科學院(The World Academy of Sciences, TWAS),致力於推動科研能力和卓越,促進發展中國家的可持續發展。  

2026年10月16日

獎項及成就

2026SH

理大研究揭示熱帶氣旋降雨向內陸延伸 近岸海水升溫 加劇內陸洪災風險

香港理工大學(理大)研究團隊發現,因近岸海表溫度上升,在北半球沿岸地區,熱帶氣旋引發的降雨範圍正以平均每十年約3.8公里的速度向內陸擴展,增加內陸地區受災的風險。 面對氣候暖化的挑戰,目前有不少研究廣泛探討熱帶氣旋降雨強度、累積雨量及發生頻率等。然而,熱帶氣旋降雨影響的範圍是否正向內陸擴展,以及近岸海表溫度上升在當中所扮演的角色,至今仍缺乏全面的全球尺度量化分析。 因應上述情況,理大土木及環境工程學系嚴、麥、郭、鍾智能結構教授、智能結構與軌道交通講座教授倪一清教授,聯同鄧鍔博士及研究團隊,透過分析1980年至2023年間的全球熱帶氣旋及降雨數據,並結合數值模擬與氣候模式分析,評估熱帶氣旋降雨向內陸延伸的趨勢。 倪教授表示:「研究發現,在北半球沿岸地區,三小時內降雨量達30毫米的強烈熱帶氣旋正以每十年約3.8±1.8公里的速度向內陸延伸,影響範圍可達距離海岸線逾100公里的內陸地區。這些區域過往較少受災,往往缺乏完善的防洪設施和緊急應對準備,必須及早廣泛地加強災害防備和基礎設施規劃以應對災害。」 研究團隊發現,熱帶氣旋強降雨向內陸延伸與近岸海表溫度上升有密切關係。天氣研究與預報的模擬系統實驗顯示,近岸海水變暖,使低層空氣變得更潮濕,同時也令陸地與海洋之間的氣流差異更明顯。這改變熱帶氣旋登陸後沿海至內陸地區的氣流條件,使暴雨較容易在更遠的內陸地區維持及發展。 研究亦顯示,當在數據分析中扣除近岸海表溫度上升的影響後,熱帶氣旋強降雨向內陸延伸的趨勢幾乎完全消失,反映海洋暖化在當中的關鍵作用。根據世界氣候研究計劃協調的全球氣候模式計劃,基於第六次耦合模式比較計劃全球氣候模擬分析,近岸海表溫度的增暖趨勢主要與人為溫室氣體排放有關。 熱帶氣旋暴雨向內陸延伸的現象,在北大西洋西部、孟加拉灣及西北太平洋尤為明顯。研究亦發現,美國東南部、墨西哥東南部、印度東部及東南部、孟加拉、中國東部及東南部,以及中南半島等地區的訊號較強,反映這些區域的內陸地區及基礎設施需更密切留意與熱帶氣旋相關洪水風險的變化。 鄧博士表示:「研究將熱帶氣旋降雨向內陸延伸的趨勢,與近岸海表溫度升高建立了明確的聯繫,有助在氣候暖化的情況下,為預測熱帶氣旋降雨模式的變化奠定物理基礎。下一步,團隊將進一步研究人為熱排放及氣溶膠等因素,如何與海洋暖化共同影響不同地區的熱帶氣旋降雨及洪水風險。」 是次研究結果對氣候適應、城市規劃及災害管理具直接參考價值。隨著熱帶氣旋引致的洪水風險向內陸擴展,有關方面應重新檢視洪水風險區劃、排水及防洪設計標準、土地利用規劃,以及預警和緊急應變安排。團隊提醒,未來防災規劃應同時考慮氣候暖化與城市擴張帶來的疊加效果,從而提升城市及社區應對極端天氣的韌性。 這項研究已發表於國際權威期刊《自然通訊》(Nature Communications),並獲研究資助局2023/24年度「主題研究計劃」資助,旨在促進城市的永續發展。

2026年10月14日

研究及創新

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理大於2026國際宇航大會展示航天科研成果 主辦太空治理論壇探討香港角色與機遇

香港理工大學(理大)參與於土耳其安塔利亞舉行的第77屆國際宇航大會,透過展覽、學術論壇及專業交流活動,向全球航天界展示多項前沿航天科研成果,涵蓋衛星推進及在軌服務、航天器安全技術、行星測繪、太空機械人、月壤研究,以及面向未來深空探測的資源利用技術等領域,進一步彰顯理大在航天科技領域的科研實力及對國家航天發展的積極貢獻。 今屆大會匯聚來自111個國家及地區約7,500名航天專家、學者及業界代表,是全球最具影響力的航天盛會之一。大會期間,理大主辦了全球交流論壇,以「太空治理:香港的角色與視角」為題,由理大航空航天高等研究院執行院長于宏宇教授致開幕辭,分享香港在全球太空治理中的獨特優勢及發展潛力。理大航空航天高等研究院副執行院長高博先生則發表主題演講,探討透過國際合作及完善治理框架推動太空活動可持續發展的重要性。 論壇設有專題討論環節,由中國環球電視網(CGTN)主編兼首席航天記者吳磊先生主持,邀請來自亞太空間合作組織(APSCO)、墨西哥國立自治大學、清華大學、銀河航天的專家學者,就全球太空治理、國際合作及太空活動可持續發展等重要議題發表見解。論壇同步透過官方平台進行全球直播,吸引世界各地觀眾參與。 此外,理大工業及系統工程學系副教授溫燮文教授獲邀參與由中國科學院香港創新研究院太空製造技術創新中心主辦的全球交流論壇,以「太空製造:推動生物科技、先進材料及人類探索的下一場革命」為題,分享太空製造領域的最新發展及未來應用前景。 理大航空及民航工程學系博士生周子泓先生更獲選參與2026年國際宇航聯合會青年專業領袖發展計劃,成為香港特別行政區和中國內地的唯一入選代表,與來自美國國家航空暨太空總署(NASA)、歐洲太空總署(ESA)及德國航空航天中心(DLR)等國際航天機構的青年專業人才合作,共同撰寫及發表了關於跨國太空計劃治理的研究成果,當中包括國際月球科研站(International Lunar Research Station,ILRS)的案例研究,充分展現理大新一代航天人才的國際競爭力,突顯大學在培育航天領袖的堅持和承諾。  

2026年10月14日

活動

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2026年理大研究及創新事務處迎新會 — 啟發科研潛能

香港理工大學(理大)研究及創新事務處於10月12日舉辦年度迎新會,為理大同事提供寶貴的交流機會。活動上介紹了各項研究資助資源及設施、支援服務和策略性夥伴合作機會,旨在進一步推動學術交流與研究發展。 感謝各位踴躍參與,讓整場活動充滿互動與活力。我們期待未來繼續支持大家的研究工作,攜手提升理大的科研影響力!  

2026年10月13日

活動

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理大481名學者入選2026年全球首2%頂尖科學家

香港理工大學(理大)於史丹福大學最新發布的2026年全球首2% 頂尖科學家名單中再創佳績,共有274名學者榮登「學術生涯引文影響力排行榜」,連同「年度引文影響力排行榜」,合計481名學者上榜。入選學者人數在香港院校中排名第二,充分印證理大卓越的科研實力備受國際認可。 「學術生涯引文影響力排行榜」根據學者於1960年至2025年間的論文被引次數評定。理大在「建築及建造」、「運籌學」及「運動、康樂與旅遊」三個子領域中擁有全球大學中最多的首2%頂尖科學家。理大於合共27個子領域^均為本港擁有最多首2%頂尖科學家的院校,包括「建築及建造」、「材料」、「能源」、「土木工程」、「電機與電子工程」、「運籌學」、「護理學」、「光電子學」、「語文及語言學」、「運動、康樂與旅遊」、「機械工程與運輸」、「物流與運輸」、「眼科與視光學」等。 理大共有六名學者在其專業領域躋身全球前10位,包括: 學者 子領域 於該領域的全球排名 潘智生教授 安禮信土木工程教授 傑出研究教授 建築及建造 6 滕錦光教授 理大校長 結構工程講座教授 土木工程 7 鄭大昭教授 理大工商管理學院院長 馮堯敬—永亨銀行工商管理教授 管理學講座教授 運籌學 7 諸自強教授 電機及控制系統講座教授 電機與電子工程 7 翁齊浩教授 地理資訊學和人工智慧講座教授 地質與地理資訊工程 7 Jean Claude Georges Bünzli教授 化學系客座教授 無機與核化學 9 此外,21名理大學者位列全球前50位,理大於全球前10位及前20位的學者人數均為本港院校之冠。 全球首2% 頂尖科學家名單由史丹福大學編撰,涵蓋20個學術領域及174個子領域,並分為「學術生涯引文影響力排行榜」與「年度引文影響力排行榜」,旨在衡量學者的長期及近期研究影響力。 理大校長滕錦光教授表示:「理大學者入選人數再度排名全港第二,充分肯定理大學者在推動知識創新和產生學術影響力方面的卓越成就。作為一所創新型世界級大學,理大致力匯聚和培育頂尖科研人才,推動具影響力的前沿研究。明年理大將迎來創校九十周年,理大已展開『九十周年九十學者』的招聘計劃,未來三年將吸納90位世界頂尖學者,為理大未來的科研突破奠定堅實的人才基礎。理大將繼續發揮跨學科研究優勢,積極推動科研成果轉化,大力支持香港建設成為國際創新科技中心,並以創新科技回應國家發展需要及全球挑戰,為香港、國家以至世界創造更大價值。」 ^包括與其他本地院校並列的子領域

2026年10月12日

獎項及成就

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帕金遜病治療新突破: 結合中空二氧化矽納米結構的超聲波腦刺激

帕金遜病是影響年長人士常見神經系統疾病之一,患病率會隨年齡顯著上升。它會影響控制身體動作的大腦系統,常引起震顫、肌肉僵硬、動作遲緩及平衡問題,影響生活自理能力及生活質素。病因主要與產生多巴胺的神經細胞逐漸流失有關。目前治療尤其在病情初期,通常依靠藥物如左旋多巴,但療效可能隨時間而不穩定。對部分患者而言,腦深部刺激(DBS)提供了另一種治療選擇,但需透過手術將電極植入大腦深部。 這些限制推動研究人員,持續尋找既精準且低侵入性的神經調控方法。香港理工大學生物醫學工程及教育科技學系教授及無創腦機接口研究中心主任孫雷教授及其研究團隊,開發了結合低強度超聲波與經工程設計中空二氧化矽納米結構(HSN)的技術,在小鼠體內實現長期、局部的大腦刺激,並在帕金遜病小鼠模型中取得療效。相關研究題為 「聲機械納米結構促成持續而精準的超聲波腦刺激」已發表於《自然通訊》(Nature Communications)期刊。 本研究的創新之處在於證明,藉由穩定且對超聲波敏感的納米結構,可使超聲波神經調控同時具備空間精準度及持久性。傳統經顱超聲波具有穿透深層組織的優勢,且可以非侵入方式施加,但其空間解像度通常僅達毫米至厘米級,難以選擇性啟動少量神經元群。早期使用納米粒子或納米氣泡法,雖能改善定位能力,但這些結構在體內穩定性不足,限制其長期治療的可行性。 相較之下,孫教授團隊研發的中空二氧化矽納米結構能在小鼠腦內維持超過9星期,並持續對超聲波產生功能性反應。研究人員能反覆刺激包括運動皮層、紋狀體、腹側被蓋區(VTA)及丘腦底核(STN)等目標腦區,且無需基因改造或重複顱內注射物質。 為了解治療機制,研究團隊檢測與運動相關腦迴路中的多巴胺活性。對植入中空二氧化矽納米結構的丘腦底核進行超聲波刺激後,多巴胺釋放/訊號增強,顯示此方法能啟動受帕金森氏症影響的神經通路。接受治療的小鼠中,其與多巴胺相關的神經元亦保存較多。在另一種帕金遜病小鼠模型中也觀察到類似療效,顯示這種基於超聲波的方法,在不植入電極的情況下,可達到部分與腦深部刺激相似的治療效果。 本研究以超聲波結合中空二氧化矽納米結構,實現長期、局部及微創的神經調控,提供了有力的概念驗證。這項工作對與年齡相關的神經系統疾病尤具意義,回應了臨床轉化的一項核心挑戰:在不植入硬件或進行基因改造的情況下,如何精準、重複及安全地刺激深層腦部迴路。對於帕金遜病及其他慢性神經系統疾病而言,這項研究顯示經工程設計的納米材料結合聚焦聲能,有望與傳統侵入性神經調控方法互補,並在部分情況下減少對侵入性方法的依賴。 孫教授在醫療超聲波技術領域具25年研究與開發經驗,涵蓋系統開發、訊號及影像處理,以及生物醫學應用。他已擁有或申請逾十項美國及中國專利。為表彰其在生物醫學工程領域的卓越貢獻,他獲2025/26 年度研究資助局「高級研究學者計劃」資助。 資料來源: Innovation Digest 8  

2026年10月9日

研究及創新

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理大AkkMore雪糕亮相法國科學節 以創新美味連繫科學與健康

香港理工大學(理大)創新研發的AkkMore低脂雪糕於第六屆法國科學節2026隆重亮相,並於10月3日的開幕禮中作為精選展品之一,展示理大在食品科技創新及科研成果轉化方面的研究實力。 是次科學節由法國駐香港及澳門總領事館與香港科學館合辦。在試食環節中,超過 200名參加者品嚐了源自理大科研成果的AkkMore雪糕。產品採用天然菇菌萃取的益生元及創新植物基奶油配方,在保留濃郁香味與幼滑口感的同時,兼顧健康與可持續飲食發展理念。 本屆法國科學節以「美味科學(Tasty Science)」為主題,帶領公眾探索科學、烹飪創新、可持續食物系統與健康之間的緊密聯繫,充分展現科研如何融入日常生活。 科學節於10月1日至12日在香港科學館舉行,歡迎公眾蒞臨參觀,一同體驗科學與美食交匯的創新成果。

2026年10月7日

活動

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理大提出「無線能源互聯網」技術藍圖 推動從無線電能傳輸邁向直接無線能源轉換

無線充電技術早已廣泛應用於手機、穿戴裝置以至電動車等領域,但未來無線能源技術的發展將不止於傳輸電力。下一階段的突破有望根據實際需要,直接輸出光能、熱能與機械能等非電能形式,建立如互聯網般靈活、高效的能源傳輸網絡。為推動這項技術發展,香港理工大學(理大)的研究團隊開展了一項突破性綜述研究,提出「無線能源互聯網」的技術路線圖,引領業界由「無線電能傳輸」邁向直接「無線能源轉換」。 傳統的無線電能傳輸系統,通常先將接收到的電能儲存在電池或超級電容器中,然後再輸出光、熱或動能。相比之下,直接無線能源轉換可將傳輸的電能直接轉化為化學能、光能、熱能或機械能。換言之,發射端傳送的能量可直接「變成」照明的光、加熱的熱或驅動的動力,無需先為電池充電,從而省去中間儲能與轉換程序、降低能量損耗,有助提升整體效率,並簡化接收端的硬體配置。研究亦建立了一個統一框架,將近場與遠場傳輸與無線充電、照明、加熱及馬達驅動(機械能)等不同應用整合起來,並總結相關技術的共通設計原則及未來發展方向。 研究由理大電機及電子工程學系電能工程講座教授兼電動車研究中心聯合主任鄒國棠教授,以及同系助理教授兼電動車研究中心經理劉偉教授領導。研究團隊識別出無線能源轉換系統的共通技術原則與關鍵工程瓶頸,並提出標準化、網絡安全、能量收集及新興應用等領域的發展方向,同時列出必須克服的挑戰,為未來大規模應用提供重要參考。相關研究已發表於《自然綜述:電氣工程》(Nature Reviews Electrical Engineering),並分別於第50屆瑞士日內瓦「國際發明展」獲得評審團嘉許金獎及於「第四屆亞洲創新發明展覽會 —— 香港」獲得全場總冠軍和金獎。 鄒教授表示:「我們的綜述研究在兩個技術層面具關鍵影響:第一,確立具體且可行的設計路徑,涵蓋發射端(原邊)控制、多頻補償網絡、安全傳輸及磁場定向傳輸等核心技術;第二,為未來產業標準、安全規範及應用優先順序提供策略性指引。這將有助產業界選擇合適的產品架構,並協助政策制定者與投資者,識別推動商業化與大眾化所需的基礎設施。」 目前,將電能傳輸至電池的技術發展最成熟、應用亦最廣泛,已見於便攜式電子產品及生物醫學植入裝置,並在電動車和軌道交通領域快速發展。相較之下,無線照明、加熱和馬達驅動則在特殊應用場境中展現獨特價值,例如用於惡劣環境的密封式馬達、車載儲能需求較低的移動機器人,以及適用於磁力共振成像(MRI)兼容機器人的電容式超聲波馬達。在這些場景中,傳統電纜、電池或複雜的接收端電子元件往往難以維護或不適用。此外,直接能源轉換系統亦具備輕量化、操作便捷、高效率、靈活性強及安全性高等優勢。 在大眾消費層面,電池可能因電芯缺陷、內部短路、過度充電或熱管理不善而發生故障,帶來安全風險。相比之下,無線供電技術運作更靈活、更可持續,有望縮小電池組體積,甚至無需車輛自備儲能裝置,電池愈小、儲存的化學能愈少,相關的儲能安全風險自然隨之降低——這正是無線能源轉換技術對日常生活最直接的意義所在。 然而,直接能源轉換雖能減低儲能風險,亦會帶來另一層面的安全考量。無線能源網絡目前仍面臨多項挑戰,首要是能量傳輸本身的安全問題:人體長時間暴露於電磁場的潛在影響,以及電磁波對周邊電子設備的干擾,在公共場所和醫療設施等環境尤其令人關注。研究同時指出,系統的複雜性與性能限制,特別在高功率無線充電和無線馬達驅動方面,亦構成應用障礙。 劉教授補充:「我們的研究指出一項關鍵的商業轉化挑戰:現行標準多數僅涵蓋特定應用,尤其是電動車無線充電;但在更廣泛的無線能源轉換領域,涉及安全、電磁輻射及互操作性的完整框架仍未完善。因此,我們主張以系統性、整體性的方式設計無線能源系統,而非各個能源轉換階段分開來各自優化。」 研究團隊亦將無線能源轉換歸納為四大類別:化學能(充電)、光能(照明)、熱能(加熱)及機械能(馬達驅動)。這四類技術可涵蓋家居、工業、生物醫學,以至深海及深空探測等極端環境中的大部分應用場景。展望未來,無線能源網絡有望自動辨識不同裝置的具體能量需求,無論是化學能、光能、熱能還是機械能,並據此動態調整傳輸頻率、電磁場分佈及功率水平。 研究亦歸納出四項主要工程挑戰,包括安全性、可擴展性、系統複雜性及性能表現,並就此提出四大優先發展方向。第一,應建立標準化接口,讓不同裝置能夠協商功率、識別接收端、交換數據、控制系統、處理故障並互相兼容。第二,發展一體化的能量加密與物理層保安技術,確保能量傳輸安全可靠。第三,針對航天應用開發輕巧、密封且耐輻射的耦合器、轉換器及中繼發射器,以連接衛星、太空站、探測車及行星基地。第四,強化電磁能量收集技術,重點包括高靈敏度接收器、超低功耗整流技術,以及結合環境能量收集與專用無線供電的混合架構。

2026年10月5日

研究及創新

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