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理大标志性科研突破:纺织科技、智能可穿戴、康复机器人、土木结构与轨道、环境能源

科研 约 13,421 字 · 28 分钟 更新 2026-06-15

香港理工大学(The Hong Kong Polytechnic University, PolyU)综合信息数据库 · 04 科研模块 与 aerospace-and-space.md(航天招牌)分工:本篇盘点理大在地面应用工程与跨学科领域的标志性突破——纺织科技、智能可穿戴、康复机器人、土木/结构与轨道交通、环境与能源。这些方向延续理大「应用为本、由前身香港理工学院而来的工程传统」。 资料以理大新闻稿、学者页、UGC 研究评审(RAE)结果、相关学术页与媒体报道为准;数字/年份/奖项就地标注出处。校内教授的获奖与发明属中性正面事实,据实记名。


一、纺织科技与智能可穿戴:全球第一梯队

1.1 陶肖明与光子纤维、智能纺织

理大纺织研究的国际名片之一是陶肖明(Xiao-ming Tao)教授——理大纺织科技讲座教授、智能可穿戴技术研究中心总监。据理大新闻稿,她的研究横跨智能纤维材料、纳米技术、光子纤维与织物、柔性电子与光子器件、智能可洗技术、纱线制造与纺织复合材料(据理大新闻稿)。

她于 2020 年 11 月获中国工程院颁授第十三届光华工程科技奖——这是中国工程界最高荣誉之一、两年一度授予对工程科技与工程管理有重大贡献者(据理大新闻稿)。据同稿,陶教授带领的发明团队 已取得 34 项国际及国家专利,其中逾十项已授权工业应用(据理大新闻稿)。她曾任理大纺织及制衣学系系主任(2003–2011),期间该系跻身世界顶尖时装与纺织院系之列,并先后创立功能性及智能纺织品纳米技术中心(2004)与智能可穿戴技术研究中心(2018)(据理大学者页)。

理大智能纺织的另一类代表性成果是柔性应变/压力传感织物:据理大纺织及制衣学系资料,团队以柔性聚合物与纳米碳材料制成可拉伸导电织物,被拉伸或受压时其电阻变化可量化应变与压力,据报可承受并响应高达 2000 kPa 的压力,并具防水、可洗、抗疲劳特性(据理大相关页),可用于可穿戴电子与结构健康监测。

1.2 磁流变智能纺织(近年突破)

据理大新闻稿(2026 年 1 月),理大团队在智能材料上取得新突破:成功研制 人体安全的软磁流变纺织品(magnetorheological textiles),可在人体安全的磁场下柔性变形并调节其力学性能(据理大新闻稿)。其突破在于把传统刚性磁性器件变为柔性替代品,材料兼具轻、柔、透气的纺织特性,可用于智能可穿戴、软体机器人、虚拟实境/元宇宙触觉等场景,并面向中风康复训练、远程手术训练、虚拟试衣等应用;团队采用商品级、可量产的原料与成熟工艺,以利产业化(据理大新闻稿)。


二、康复机器人:中风康复外骨骼

理大生物医学工程学系的康复机器人是其医疗工程的旗舰。据理大新闻稿,胡晓翎(Xiaoling Hu)博士(生物医学工程学系副教授)团队研制了 「肌动外骨骼机械人」/「移动式踝足外神经肌骨骼机械人」(Mobile Ankle-foot Exoneuromusculoskeleton)——首创将外骨骼、软体气动肌肉、触觉反馈与神经肌肉电刺激(NMES)四种技术集成于一体的多模态可穿戴康复机器人(据理大新闻稿)。

技术与临床数据(据理大新闻稿):

指标 数值
重量 约 400 克,具运动服特性
续航 9V 充电电池,可连续使用 4 小时
临床(12 名中风者、1.5 个月 20 节训练) 踝关节背屈(无器械辅助)由约 5 度改善至 10 度
矫正足内翻 逾 90% 患者成功矫正
整体成效 较单纯机械力高约 40%

该机器人屡获国际肯定:据 EurekAlert,它 CES 2025 创新奖(Accessibility & Aging Tech 类别)荣誉,此前已在第 49 届日内瓦国际发明展获金奖(据 EurekAlert 转发理大稿)。理大与中大亦曾合作研发用于中风康复的互动式外骨骼踝关节机器人(据中大新闻稿)。


三、土木、结构与轨道交通

3.1 智能结构健康监测与轨道交通

理大土木及环境工程学系在结构健康监测(Structural Health Monitoring, SHM)与轨道交通方向有国家级平台支撑。据理大资料,倪一清(Yiqing Ni)教授为 严慧明吴郭中智能结构教授、智能结构与轨道交通讲座教授,并任「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)」总监(据理大学者页),研究涵盖结构动力学与控制、结构健康监测、智能材料与结构、传感器与作动器、轨道工程监测与控制。

据理大资料,理大获国家科技部(MOST)批准设立多个国家工程技术研究中心香港分中心(CNERC),其中包括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(据理大土木及环境工程学系页;机构沿革详见 institutes-and-labs.md)。倪一清团队研发的模块化轨道粒子阻尼器(Modular Rail Particle Damper, MRPD)等成果已在内地地铁试用——据理大刊物,理大一款获奖的新型轨道阻尼器已在深圳地铁试用(据 Pulse@PolyU)。

3.2 钢结构与国家级肯定

土木方向另一国家级线索是钢结构:据理大新闻稿,理大国家钢结构工程技术研究中心(香港分中心)总监钟国辉(K. F. Chung)教授在 第三届全国创新争先奖获颁奖状(Certificate of Merit)(据理大新闻稿)。

3.3 教育部高等学校科研优秀成果奖

据理大新闻稿,理大学者亦多次获教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术):2022 年度有两个理大牵头项目 分获自然科学奖一等奖二等奖;另据理大资料,2025 年度又有两个项目获二等奖(分别在细菌抗生素耐药机制、柔性电子技术前沿)(据理大新闻稿/EurekAlert)。


四、环境与能源

理大在智慧能源与可持续发展方向以跨学科研究院为载体。据理大新闻稿,理大获毗邻乐陶慈善基金(Otto Poon Charitable Foundation)支持,于 2020 年设立研究院 RISE(智慧能源研究院)与 SCRI(智慧城市研究院);其中 智慧能源研究院(RISE)汇聚来自 12 个学系、逾 40 名教研人员,专注智慧能源技术与方案(据理大新闻稿)。这些平台的组织沿革、命名捐赠与更多研究院详见 institutes-and-labs.md

理大并设有碳中和资源工程研究中心(RCRE)等聚焦环境/碳中和的研究单位(详见 institutes-and-labs.md)。至于光催化空气净化、二氧化钛(TiO₂)纳米涂层等环境技术,属国际上活跃的研究领域;理大相关学系有此方向的学术研究产出,但未见有如纺织/康复机器人那样的「招牌级单点突破」官方定论,本文不就此夸大,留作常规学术研究记述。


五、研究评审(RAE 2020)表现

研究评审工作(Research Assessment Exercise, RAE)是香港教资会(UGC)对资助大学研究质量的官方评级,按 4 星(世界领先)/3 星(国际卓越)/2 星/1 星分档。据理大资料,在 RAE 2020(结果于 2021 年 5 月 24 日由 UGC 公布)中,理大整体约 70% 的研究获评「国际卓越」或以上(据理大页)。

据理大资料,理大在 RAE 2020 的若干亮点(据理大页):


六、人工智能与计算机科学

理大在 AI 及计算研究方向的标志性突破集中于以下几个领域:

6.1 大语言模型与自然语言处理

据理大新闻稿,理大计算机科学及人工智能学系的团队在生物医学自然语言处理(BioNLP)对话式 AI多模态学习方向有一系列顶会论文产出(AAAI、ACL、EMNLP 等)。理大 2025 年成立的计算机及数学科学学院将 AI 研究整合推进,与香港政府「AI 超算中心」及 NVIDIA 合作项目共同推动产学研转化。

6.2 计算机视觉与医学影像 AI

据理大新闻稿,理大与本港多家医院合作开展医学影像 AI 辅助诊断项目,包括:

  • 眼底图像深度学习眼疾筛查(青光眼、糖尿病视网膜病变);
  • CT 影像自动分割与病灶检测;
  • 相关研究在 Nature 旗下期刊及 The Lancet 上有成果发表(具体数字以理大官网最新公告为准)。

credibility:单一来源(新闻稿/官方)。具体项目和合作医院详情以理大官网为准,本站不就单一成果作夸大陈述。

6.3 量子计算与密码学

理大在量子通信与密码学方向有一定布局;但理大并非香港量子研究的最主要中心(科技大学、中大在此有更多专项基金)。本站仅记其存在,不作夸大。


七、设计研究成就

理大设计学院(School of Design)在 RAE 2020 中的创意艺术、表演艺术及设计类别表现全港最佳(见第五节)。其研究成就体现在:

7.1 iF 设计奖与 Red Dot 奖

理大设计学院学生及教师的作品屡获 iF 设计奖Red Dot 设计奖——国际工业设计领域最具影响力的奖项之一。据理大设计学院网站,历年均有多项获奖作品,2024 年获奖项目数居香港院校前列。

7.2 设计与社会研究

赛马会创新楼内的 Design Factory (DF) 是理大产学研结合设计研究的中心。研究方向包括:

  • 年龄友善/通用设计(Universal Design);
  • 社会创新与社区设计;
  • 健康设计与医疗器材的用户体验。

八、健康科学研究成就

8.1 视光学研究

理大眼科视光学院在近视防控研究方面处于国际前沿。据多方来源:

8.2 康复科学研究

理大康复治疗科学系在物理治疗、职业治疗及脊椎健康方向有若干进入临床应用阶段的研究成果:

  • 「通用步行辅助机器人」原型进入香港医院管理局合作试验阶段;
  • 脊椎侧弯矫形辅具研究由香港高级脊椎矫形技术研究中心(HKISOH)支持。

九、知识转移与创新创业数据

指标 数值 来源
2020–2024 年专利授权数 约 1,020 项 理大官网
初创企业(Startups,历年累计) 超过 1,500 家 理大官网
知识转移项目(KTP)年度资金 香港 UGC 知识转移拨款资助框架下定期评审 UGC/理大官方
InnoHub 创新中心 为初创团队提供共享工作空间、导师网络及孵化资源 理大官方

以上数字以理大官网截至 2024–2025 年的公开数据为准,具体口径以官方报告为准。


十、国际科研合作亮点

理大参与的主要国际合作科研框架包括:


来源

互见


十一、近视防控研究:DIMS 镜片的全球影响

11.1 离焦多区近视控制镜片(DIMS)

理大眼科视光学院的近视防控研究是其健康科学领域最具全球影响力的成果之一。据多方来源,理大团队研发的「离焦多区近视控制镜片(Defocus Incorporated Multiple Segments, DIMS)」:

指标 数据 来源
临床试验效果 可将儿童近视度数增长减缓约 52% 以上 《Ophthalmology》(期刊)
商业化状态 已与香港依视路(Essilor)合作推出「MyoSmart」品牌商业产品 行业媒体
监管批准 已获香港、内地、澳大利亚、欧盟等多个市场监管机构批准商业销售 理大眼科视光学院官网
科研奖项 获香港科技创新奖等多个本地科创表彰 理大新闻稿

DIMS 的突破在于它通过镜片光学区的多区设计,使儿童佩戴普通眼镜的同时减缓眼轴增长,兼顾矫正视力与防控近视。据理大眼科视光学院官网,该系列成果已被全球眼视光学教科书收录为近视控制循证依据。


十二、学生及早期研究者的科研成就

12.1 本科生研究计划(URIS)成果

理大设有本科生研究及创新计划(Undergraduate Research and Innovation Scheme, URIS),支持本科生以独立研究员身份在教授指导下开展有组织的研究项目。据理大资料,URIS 每年录取约 100–200 名本科生参与为期一学年的研究项目。近年 URIS 产出包括:

  • 参与国际设计竞赛并获奖(红点、iF等);
  • 部分成果通过进一步开发达到专利申请阶段;
  • 若干 URIS 学生其后直接进入 MPhil/PhD 研究生课程延续研究。

12.2 研究生竞赛与国际论坛

据理大学务处与各学系资料,理大研究生代表在多个国际学术竞赛与论坛中取得成绩:

  • IEEE 系列学生论文竞赛:计算机科学及人工智能学系、电子及电气工程学系的研究生多次入围 IEEE ISCAS、ICSEE 等会议学生论文奖;
  • 全球纺织设计大赛:时装及纺织学院学生在 ITMA 等行业展览的设计竞赛中取得奖项;
  • SHTM 学生研究论文竞赛:SHTM 研究生在 I-CHRIE 年会的学生论文竞赛中连续多年获奖(据 SHTM 官网)。

十三、国家奖项系统性梳理

理大学者在中国国家级奖项体系中的记录(不完整,以有官方来源为准):

奖项类别 颁奖主体 理大获奖记录(节选)
光华工程科技奖 中国工程院 陶肖明(2020 年第十三届)
全国创新争先奖(奖状) 科技部/人社部/国家自然科学基金委 钟国辉(2023 年第三届)
教育部高校科研优秀成果奖自然科学奖一等奖 中国教育部 2022 年度(具体项目以理大新闻稿为准)
教育部高校科研优秀成果奖自然科学奖二等奖 中国教育部 2022、2025 年度(共 3 个项目)
UNWTO 尤利西斯奖 联合国世界旅游组织 Kaye Chon(SHTM 院长)

注:中国国家科学技术奖(国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖)与上述教育部/全国创新争先奖是不同层级体系,本文按奖名如实区分,不混淆。具体项目与年份以国家科技奖励办公室或理大官方页为权威。


十四、材料科学研究成就

14.1 二维材料与新型纳米材料

据理大应用物理学系(AP)与材料科学研究方向的公开资料,理大在二维材料(2D materials)研究上有学术产出:

  • 单层/双层 MoS₂ 等过渡金属二硫化物的电学、光学特性研究;
  • 石墨烯在柔性电子与复合材料中的应用;
  • 相关成果发表于 ACS Nano、Advanced Materials 等顶级期刊。

14.2 柔性/可拉伸电子材料

理大在柔性电子方向的成果与纺织/可穿戴研究高度交叉:

  • 可拉伸导电墨水用于印刷柔性电路;
  • 液态金属(EGaIn 等)嵌入弹性体基底的超柔性导体;
  • 2025 年度教育部高校科研优秀成果奖二等奖项目之一正属柔性电子技术前沿方向(据 EurekAlert 转发理大稿)。

十五、国际合作研究产出

理大通过国际合作提升研究产出的广度与影响力:

15.1 高被引论文

据理大官网及 Clarivate 数据,2025 年有 21 名学者入选全球顶 1% 高被引科学家名单——「高被引」以特定学科十年内被引次数进入该学科全球前 1% 为标准。这一数字反映了理大在工程、材料、计算机、跨学科研究等领域的持续输出能力。

15.2 Nature/Science 旗下期刊发表

据理大历年新闻稿,理大研究成果在 Nature 旗下期刊(Nature Communications, Nature Biomedical Engineering, npj 系列)及 Science Advances 等顶级综合期刊上有持续发表:

  • 磁流变智能纺织的突破结果发表于国际材料类顶刊;
  • 眼科视光学 DIMS 相关研究发表于《Ophthalmology》等 Q1 医学期刊;
  • 结构健康监测、轨道交通方向成果发表于 Mechanical Systems and Signal Processing 等工程 Q1 期刊。

十六、常见问答(Q&A)

Q1:理大的强项为什么不在「纯科学(Pure Science)」而偏向应用工程?

这与理大的历史基因直接相关。理大前身香港理工学院定位为培训「技术工人与专业人员」的应用型理工院校,强调实用技能与行业对接。大学化(1994 年)后虽增设纯理论研究,但在制度文化、师资传统与行业网络上仍保留应用导向。这使理大在「把研究做成产品或系统」上比综合型研究大学更具优势。

Q2:RAE 2020 中理大的「物理科学领域八校最佳」代表什么?

据理大官方页,理大在 RAE 2020「物理科学」单元(UoA)的评级表现在香港八所资助大学中为最佳。这反映理大应用物理学系及相关材料科学团队的研究质量。物理科学 UoA 包含理论物理、凝聚态物理与应用物理研究,RAE「最佳」意味着该单元内 4 星(世界领先)比例在八校中居首或并列首位。

Q3:外骨骼机器人研究属于理大哪个学系?有商业化前景吗?

据理大新闻稿,康复机器人的研发主要归属生物医学工程学系(BME),主导团队为胡晓翎博士。该研究有明确商业化路径:理大正与本港医疗器材公司洽谈技术授权;CES 创新奖与日内瓦发明展金奖的曝光提高了商业伙伴的关注度。据理大资料,香港医院管理局旗下医院已表达临床采购兴趣,具体进展以理大正式公告为准。

Q4:理大在 AI 领域的研究是否足以与港大、科大相比?

这取决于具体细分领域。港大的 AI 研究以自然语言处理与计算机视觉见长;科大的 AI 以机器人与海洋数据分析著称。理大的 AI 研究强项在于AI 与工程应用的交叉——AI 辅助结构健康监测、医疗影像、纺织质量检测、智慧能源管理等。2025 年新成立的「计算机及数学科学学院(FCMS)」标志着理大对 AI 基础研究的重视程度明显提升。

Q5:知识转移(KTP)数据中「初创企业超过 1,500 家」是什么概念?

据理大官网,「超过 1,500 家」指理大历年累计孵化/支持并可追溯的初创公司数量。这包括由理大学生、校友与教职员创办、曾获理大创业孵化资源(InnoHub、种子基金、导师网络等)支持的企业。香港创科领域整体规模有限,这一数字在本港大学中属较高水平。

Q6:教育部「高等学校科研优秀成果奖」对理大而言有何意义?

该奖是内地大学的重要科研基准,通常按全国高校进行竞争性评选。香港院校在此奖中获奖,体现港校被纳入国家高等教育评价体系的进度——尤其在 2020 年代「港校融入国家发展大局」政策背景下具有制度意义。理大 2022 年度与 2025 年度共获 4 个项目获奖(含一等奖 1 项),在港校中属较突出表现。