科大領軍研發「香港操作機械人」　助嫦娥八號探索月球南極 構建國際月球科研站

香港科技大學（科大）去年通過遴選，獲中國國家航天局委任牽頭「嫦娥八號」國際合作項目——月面多功能操作機械人暨移動充電站（名為「香港操作機械人」）。該項目將匯聚海內外航天領域的學者與專家，共同研製配備移動充電設備、能執行靈巧操作的多功能月面操作機械人，旨在為國家月球探索任務作出重要貢獻。

科大跨學科團隊全力貢獻國家「嫦娥八號」探月任務。 左起：高揚教授、施凌教授、孫慶平教授、王者教授及段默龍教授。科大提供圖片

為支持這一國際合作項目，香港特別行政區政府已在InnoHK科研平台上成立「香港太空機械人與能源中心」，由科大主導，負責推動跨院校與跨地域合作。科大「香港操作機械人」將與本地、內地及海外多所大學及航天科研機構共同研發，致力於推動航天技術全生命週期——從概念設計、研發、製造到測試與系統集成的前沿創新。

作為國家探月工程第四期任務的一部分，「嫦娥八號」探測器計劃於2029年前後發射，國家將來在月面上建設國際月球科研站。屆時，「嫦娥八號」將着陸於月球南極，並攜帶包括「香港操作機械人」在內的國際月面機械人科考家族，執行科學探測任務。該款由科大跨學科團隊研發的機器人，凝聚了頂尖跨學科團隊的前沿科技精髓，將在國家重大航天任務中承擔關鍵角色，以其卓越的自主功能及精確度，在適應月球極端環境方面發揮極致的作用。

香港操作機械人配備雙機械臂，是全球深空探測領域首次應用此類機械人，可用於布置和安裝儀器、採集月面樣品等任務。科大提供圖片

科大副校長（研究及發展）鄭光廷教授表示：「中國航天事業發展迅速，在深空探索領域的成就舉世矚目。香港憑藉『背靠祖國、聯通世界』的獨特優勢，結合雄厚的科研實力，正積極融入國家航天發展大局。科大通過參與國家『嫦娥八號』探月任務，以及承擔創新及科技支援計劃下『特別徵集（航天科技）』資助的『從中國空間站監測溫室氣體排放點源』研究項目，為國家航天事業的國際化進程提供助力。科大充分發揮在人工智能、機械人、材料科學及熱控工程等領域的科研優勢，全力推動航天科技成果的轉化與應用。此舉不僅能提升香港在航天科技領域的國際競爭力、創造顯著經濟效益，更將進一步鞏固香港作為國際創新科技中心的地位。」

五位參與「香港操作機械人」國際科研項目的科大學者合照，包括：（由左至右）科大土木及環境工程學系副教授王者教授；科大機械及航空航天工程學系助理教授段默龍教授；科大電子及計算機工程學系兼化學及生物工程學系教授施凌教授；科大機械及航空航天工程學系教授高揚教授；以及科大機械及航空航天工程學系講座教授孫慶平教授。科大提供圖片

項目由國際知名太空機械人專家、香港太空機械人與能源中心主任、科大空間可持續發展人工智能與機器人研究中心主任、太空科學與技術研究院聯席院長兼機械及航空航天工程學系教授高揚教授領導，負責設計核心「操作大腦」。該款機械人配備雙機械臂，是全球深空探測領域首次應用此類機械人，能夠部署和安裝儀器、採集月面樣品等任務。

「嫦娥八號」探測器着陸後，機械人將肩負起把其他探測儀器或傳感器搬運到指定位置的工作。月球南極地形地貌異常複雜，布滿隕石撞擊坑，部分深坑終年冰封於億萬年的陰影中，而山脊則沐浴於永恆陽光下。這些撞擊坑大小不一，形成極度崎嶇不平、海拔急劇變化的地形。機械人須具備實時感知月球地形地貌，規劃及優化移動路徑，並要應付月球表面的極端溫度及缺乏衛星導航系統等狀況，因此設計時需要克服多項挑戰，殊不簡單。

科大的科研團隊正為機械人創建人工智能驅動的操作系統，確保其在任務進行期間安全運作。這套由軟件驅動的架構，無縫整合機器學習、地面站與機械人本體，能根據實時環境動態調整自主操作等級，實現月球機械人前所未有的環境感知與自我調整能力。無論通過地球端人工智能增強視覺處理的遠端輔助，還是利用星載3D建模與視覺慣性導航的全自主操作模式，都可確保香港操作機械人在效率、速度與絕對安全之間取得最佳平衡。

負責領導香港操作機械人項目的高揚教授，正在為有關機械人設計核心「操作大腦」。科大提供圖片

高揚教授表示：「作為科大和香港太空機械人與能源中心的一份子，能夠參與這一重大國家任務，並帶領來自香港、內地和海外多支優秀的科研團隊，共同為人類實現探月夢想貢獻力量，我感到無比光榮。這不僅印證了科大在科研實力和國際項目統籌方面獲得了國家航天局和特區政府的充分認可，也體現了我們貢獻國家航天事業的堅定承諾。香港太空機械人與能源中心的成立，旨在為香港構建航天技術發展的基礎能力，同時亦着力培養相關領域的高水準科研人才。航天是綜合性學科，需要跨學科協作。中心將能提升香港在航天科研與工程方面的整體實力，還將推動人工智能、機械人、計算機科學、微電子、通信工程等領域產生輻射效益，推動相關行業的發展。」

在月球表面作業時，機械人需要具備超靈巧的操控能力，而這正是段默龍教授負責的核心環節。科大提供圖片

在月球表面作業時，機械人需要具備超靈巧的操控能力，而這正是機械人操控專家、香港太空機械人與能源中心核心成員、科大智能製造中心副主任兼機械及航空航天工程學系助理教授段默龍教授負責的核心環節。段默龍教授指出：「月球環境極端，溫差巨大、周遭具太空輻射而且彌漫著粉塵，算力及電力資源亦受限制，這些條件都對傳統操控技術構成重大挑戰。」其團隊研發的雙機械臂操作系統，不僅能實現樣品精準抓取和載荷部署，更使機械人成為可移動的操控服務平台，貢獻月球科學探測及基建準備工作。」

施凌教授的團隊則負責確保機械人移動和操控系統實現無縫整合。科大提供圖片

機械人路徑規劃專家、香港太空機械人與能源中心核心成員、科大-大疆創新科技聯合實驗室兼太空科學與技術研究院副主任、電子及計算機工程學系兼化學及生物工程學系教授施凌教授的團隊則負責確保機械人移動和操控系統實現無縫整合。施凌教授強調：「真正的自主操控意味在嚴格約束下做出智能的、任務導向的決策。」其層級規劃系統能優化工作優次排定與路徑效率，讓機械人能實時適應新障礙及處理突發科學需求，從而在單個月球日內最大化營運效率。

王者教授帶領的團隊通過應用特殊材料與受控流體回路組成的複合式主被動熱管理系統。科大提供圖片

月球表面晝夜溫差巨大，可從日照下逾120℃驟降至陰影中的零下180℃，即使是最先進的人工智能與機械系統，亦需要克服月球極端溫度所帶來的挑戰。熱控系統專家、香港太空機械人與能源中心核心成員、科大極智慧城市研究學院副主任兼土木及環境工程學系副教授王者教授表示：「我帶領的團隊通過應用特殊材料與受控流體回路組成的複合式主被動熱管理系統，保障機械人在月晝月夜極端溫差中核心部件始終處於安全溫度區間。」

孫慶平教授則搭載了創新的實驗載荷，旨在太空環境中驗證新一代熱管理技術。科大提供圖片

科大機械及航空航天工程學系講座教授孫慶平教授則搭載了創新的實驗載荷，旨在太空環境中驗證新一代熱管理技術。孫教授解釋說：「在實際月球環境測試新材料與冷卻策略，對未來更長時間的探月任務至關重要。」有關實驗將為後續月球及深空探測任務的熱調控系統發展提供關鍵資訊。

香港操作機械人不止是工具，更是科大世界級創新科研能力的有力證明。由科大帶領的香港太空機械人與能源中心匯聚逾百名來自中外院校的跨學科科研人員，將助力香港確立其在國家重大航天任務中的關鍵地位，並突顯智能操作、精密操控、自我調整規劃與韌性工程的深度融合，進一步拓展了人類探索月球的邊界。

香港科技大學（科大）研究團隊與科大培育的醫療科技初創公司遨天醫療科技有限公司（遨天醫療）成功研發出全球首創人工智能（AI）賦能無切片病理成像系統 Glanzir®。該系統可毋須經過傳統病理化驗中的冷凍、切片及染色等繁複程序，即可在三分鐘內為身體組織生成高質素組織學影像，適用於手術室環境，協助醫生進行即時病理診斷。

香港科技大學研發團隊合影，展示技術於健康醫療領域的創新應用。左起：黃子維教授；科大生物工程學博士畢業生兼遨天醫療聯合創辦人及產品經理曾子雋博士；科大生物工程學博士畢業生兼遨天醫療聯合創辦人及首席成像科學家黃希雯博士；以及科大生物工程學研究碩士畢業生兼遨天醫療聯合創辦人及營運主管徐煒琦女士。

與現時被視為金標準的石蠟切片（FFPE）檢測相比，Glanzir® 已達至85%以上的診斷一致性。隨著未來大規模臨床測試完成後，團隊預期可進一步提升至約95%的一致性水平。這項技術有助縮短術中診斷時間，並同時保留完整組織，以供後續深入化驗之用。團隊正計劃與本地公私營醫院合作開展大規模臨床應用，相信這將有助進一步縮短整體檢測流程。

黃子維教授表示，此技術不僅有助降低病人重複手術的風險，亦有助優化手術流程，並提升醫院在醫療資源規劃和運用方面的效率。

面對人口老化及癌症個案持續上升，醫療系統對病理診斷服務的需求日益殷切。組織切片分析是癌症診斷的重要基礎。在現行臨床實務中，組織評估主要採用兩種技術：石蠟切片技術及冷凍切片檢測技術。前者被廣泛視為診斷的金標準，準確度高，但通常需時數天至一星期方可完成分析；後者則透過快速冷凍組織並切割成薄片，再進行染色處理，讓病理學專家在顯微鏡下判讀細胞形態及病變特徵，可在約30至45分鐘內提供初步結果，惟其準確度一般低於FFPE，部分情況甚至可能需要病人接受二次手術。

Glanzir®僅56厘米（長）、56厘米（闊）、30厘米（高），總重量30公斤。醫護人員只需將新鮮組織樣本置於樣本盒內，再放入系統中，即可啟動掃描程序，操作相當簡單。

由科大化學及生物工程學系副系主任兼副教授黃子維教授領導的團隊及其創辦的遨天醫療，開發出一套AI賦能病理組織成像系統Glanzir®，該系統運作原理是透過自發螢光成像技術（AFI），運用紫外光激發新鮮組織表面產生自發螢光訊號，並配合深度學習技術進行虛擬染色，將影像轉換為類似傳統 H&E 染色的組織學圖像。

醫護人員只需將新鮮組織樣本置於樣本盒內，再放入系統中，即可啟動掃描程序。裝置會自動完成指定區域的定位、逐點對焦及掃描，並進行影像處理與虛擬染色，將原始灰階影像轉換為可供判讀的病理影像。系統同時配備進度顯示介面，讓醫護人員可即時掌握掃描狀況。

樣本盒面積為九平方厘米（三厘米 × 三厘米）。團隊未來將研發可掃瞄更大面積樣本的儀器，以便醫護人員獲取到更豐富的細胞樣本數據。

Glanzir® 的技術優勢：

• 體積細小可放置於手術室內：僅56厘米長、56厘米闊、30厘米高，總重量30公斤。

• 快速生成影像與表現穩定：整個成像流程約需三分鐘，速度較傳統冷凍切片技術快約十倍；同時，已達至85%以上的診斷一致性，預期可在大規模臨床測試後進一步提升至約95%的一致性水平。

• 操作簡單有助提升術中效率：一鍵啟動系統，即可自動完成影像擷取與處理，有助簡化並加快術中檢測流程。

• 非破壞性檢測兼容後續分析：省卻組織化驗前的切片程序，有助保留組織結構的完整性，並可供後續進行免疫組織化學染色（IHC）、螢光原位雜交基因檢測（FISH）。

該技術由醫療組織學成像技術專家黃子維教授研發。他早年已開創「通過圖案照明的計算高通量自發熒光顯微鏡」（簡稱CHAMP）技術，並入選創新科技署首批「產學研1+計劃」資助項目，為相關研究成果商品化奠定了堅實基礎。

黃子維教授表示：「在癌症手術過程中，若未能將腫瘤徹底切除，病人往往需要再次接受手術。臨床數據顯示，約有一至兩成個案需進行二次手術。團隊開發的細胞成像技術，旨在於手術期間提供即時資訊，系統可在約三分鐘內生成組織影像，協助醫生判斷是否仍存在殘餘癌細胞。此技術不僅有助降低病人重複手術的風險，亦有助優化手術流程，並提升醫院在醫療資源規劃和運用方面的效率。」

過去幾年，團隊一直與多所本地及內地公私營醫院和醫療機構緊密合作，包括瑪麗醫院、威爾斯親王醫院、養和醫院，以及華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院及中山大學孫逸仙紀念醫院等，累計已收集逾2,000宗肺癌及乳癌樣本，用於系統訓練及驗證。未來三個多月，團隊將進一步開展大規模臨床測試。