香港科技大學(科大)與南方海洋科學與工程廣東省實驗室(廣州)合作推出全球首個深海組學數據庫(https://DeepOceanOmics.org/)。作為同類中規模最大的平台，數據庫一站式整合及分析極端海洋環境中生物的多組學數據，並提供個人化分析工具，支持跨物種比較與演化研究。平台旨在善用深海生物資源、加深科學界對深海生物多樣性及生態系統的理解，從而推動極端環境生物適應機制的全球研究與應用。
數據庫 (https://DeepOceanOmics.org/)一站式整合及分析極端海洋環境中生物的多組學數據，並提供個人化分析工具，支持跨物種比較與演化研究。
深海，即海面以下逾 1000 米深的區域，是地球上最龐大且極少被探索的生態系統之一，其生物多樣性在高壓、缺氧、黑暗、低溫及營養匱乏等極端環境下孕育而成。雖然近年研發的高通量測序技術已有助取得大量深海物種的多組學數據，揭示它們在基因、代謝和共生機制等方面的獨特適應性，但科學家缺乏統整資源、標準化數據及專用分析工具，阻礙了這些多組學數據的有效整合與探索。
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數據庫 (https://DeepOceanOmics.org/)一站式整合及分析極端海洋環境中生物的多組學數據，並提供個人化分析工具，支持跨物種比較與演化研究。
數據庫是目前物種覆蓋最廣、數據最全面的深海多組學平台，整合了 68 種深海動物的多組學數據，涵蓋七大門類物種，包括軟體動物、環節動物、節肢動物、脊索動物、刺胞動物、棘皮動物及多孔動物。
數據庫提供三大專用分析模組，包括基因與基因組模組、功能基因組分析模組及進化與比較基因組學模組。
平台所有數據均可於定制的基因組瀏覽器中查看並使用，為用戶提供直接、易於探索的整合界面。
由科大海洋科學系講座教授錢培元教授(中)、助理教授吳龍君教授(右)及博士後研究員佘加傑博士(左)領導的研究團隊推出全球首個深海組學數據庫，推動極端環境生物適應機制的全球研究及應用。
為填補這關鍵的缺口，由科大海洋科學系講座教授錢培元教授、助理教授吳龍君教授及博士後研究員佘加傑博士領導的研究團隊，人工收集並整合了 68 種深海動物的多組學數據，包含 72 個基因組、950 個轉錄組、1112 個巨集基因組及 15 個單細胞轉錄組。數據庫涵蓋來自冷泉、熱液噴口及海山等深海棲息地的七大門類物種，包括軟體動物、環節動物、節肢動物、脊索動物、刺胞動物、棘皮動物及多孔動物，並結集了 1413 份化石紀錄，支援深海生物環境適應策略的演化分析，成為目前物種覆蓋最廣、數據最全面的深海多組學平台。
數據庫是目前物種覆蓋最廣、數據最全面的深海多組學平台，整合了 68 種深海動物的多組學數據，涵蓋七大門類物種，包括軟體動物、環節動物、節肢動物、脊索動物、刺胞動物、棘皮動物及多孔動物。
• 基因與基因組模組:用於結構與功能註釋、轉錄因數、泛素家族、轉座子及基因家族分析。
• 功能基因組分析模組:包含基因共表達網絡、動態網絡可視化、單細胞圖譜可視化及巨集基因組分析。
• 進化與比較基因組學模組:支持泛基因集分析、深海物種微觀與宏觀共線性分析、祖先核型重建及進化樹構建。
數據庫提供三大專用分析模組，包括基因與基因組模組、功能基因組分析模組及進化與比較基因組學模組。
平台所有數據均可於定制的基因組瀏覽器中查看並使用，為用戶提供直接、易於探索的整合界面。
數據庫的應用聚焦三大研究領域:解析極端環境生存所需的關鍵基因信息、追溯深海物種的進化軌跡，以及研究化能合成生態系統中宿主與微生物的共生關係。作為首個為深海而設的多組學平台，數據庫提供免費的整合數據集及比較基因組學工具，惠及全球研究人員。自推出以來，平台已吸引來自 40 個國家、逾 1500 名用戶。
錢培元教授強調此平台的科學影響力，並說:「數據庫通過整合多組學數據，系統性分析深海生物的適應機制，方便研究人員識別物種生存關鍵基因、重建跨越數百萬年的進化歷史，並進行大規模的化能合成共生研究。數據庫提供的整合數據與工具，讓全球海洋科學界能更有效率地進行生物進化與基因比較的分析，推動生物多樣性與生存適應策略的研究，為人類未來應對極端氣候環境開闢新方向。」
相關研究論文《DOO: Integrated Multi-Omics Resources for Deep Ocean Organisms》已於國際頂尖生物數據庫期刊《Nucleic Acids Research》上發表。論文由錢培元教授與吳龍君教授擔任共同通訊作者，佘加傑博士為第一作者。
研究獲得南方海洋科學與工程廣東省實驗室(廣州)、科大潘樂陶氣候韌性與可持續性研究中心、香港研究資助局及深圳市科技創新委員會的資助。
由科大海洋科學系講座教授錢培元教授(中)、助理教授吳龍君教授(右)及博士後研究員佘加傑博士(左)領導的研究團隊推出全球首個深海組學數據庫，推動極端環境生物適應機制的全球研究及應用。
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。
