校园天地|AI助研水质监测系统 “官、学”协作夺国际发明奖

撰文: 校园投稿
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保良局何荫棠中学及仁爱堂田家炳中学学生组成的跨校团队,联同香港特别行政区政府渠务署,以公开企业组别身份出战第五十一届日内瓦国际发明展,凭自主研发的便携式生物感测平台“睿敏析”(Remedix)与来自世界各地的大学科研机构、政府部门及商业企业同场竞技,获颁铜奖。(内容由保良局何荫棠中学提供)

团队凭“睿敏析”于便携式三模组生物感测平台公开企业组获铜奖。(保良局何荫棠中学提供)

AI辅助跨学科研发 打造便携水质检测平台

项目源于学生团队对本港水体抗生素污染议题的关注。学生运用人工智能工具辅助检索及研读学术文献、分析实验数据以及优化方案设计,并融合生物科技、化学及资讯科技等跨学科知识,研发出专为复杂水体中四环素类抗生素的快速检测而设计的便携式三模组生物感测平台“睿敏析”。系统以基因改造大肠杆菌作为感测器核心元件,结合物联网技术及机器学习演算法,依序执行三项集成化流程:先由生物感测器培养模组稳定产出对四环素具响应性的工程菌株,再经微流体包埋模组制备均一的海藻酸钙微珠以实现细胞固定化,最后透过比色模组捕捉蓝色显色反应(588 nm 吸收峰)完成半定量分析。整套系统操作简便,具备于实地环境稳定运作的能力,旨在为传统昂贵且耗时的实验室分析方法提供高效的替代方案。

针对抗生素环境污染问题,学生联同渠务署研发“睿敏析”便携式三模组生物感测平台以检测四环素类抗生素。(保良局何荫棠中学提供)
学生于课余抽时间到学校实验室进行研究及收集实验数据。(保良局何荫棠中学提供)

署长亲自指导 “官、学”深度合作成关键

为确保成果经得起实际考验,团队主动联系渠务署寻求专业指导,由此促成一段“官、学”深度合作。署方凭借丰富的水质监测经验,就系统设计提出针对性改良建议,协助团队将实验室原型提升至符合工业应用标准。最终完成的“便携实验室”系统整合了生物感测器培养、微流体包埋及比色分析三大模组,操作流程已达标准化水平,目标可于实地环境中稳定运作。

合作期间,团队多次与署方化验师进行技术交流,深入了解本港污水处理流程及水质监测标准。渠务署署长莫永昌先生更拨冗亲自与学生会面,就汇报内容及比赛策略悉心指导,令学生获益良多。在署方全力支持下,团队最终成功获奖,印证中学阶段的科研成果同样具备国际竞争力。

渠务署署长莫永昌先生与学生会面,就汇报内容及比赛策略悉心指导,令学生获益良多。(保良局何荫棠中学提供)

盼启发更多官学合作 共育创科新力军

负责指导学生的范基柱老师及刘博老师均指出,学生在真实场景中与专业人士并肩合作,亲历科研成果由概念走向国际展示的完整过程,获益远超一般中学科学比赛。莫永昌署长在比赛期间更全程参与项目汇报及评审交流环节,充分体现署方对培育本港青年科研人才的重视。两校衷心感谢渠务署的全力投入,并期望是次经验能启发更多政府部门及公营机构与本港中学建立合作机制,共同为培育新一代创科人才注入动力。

保良局何荫棠中学及仁爱堂田家炳中学学生在评审环节接受评判提问,解释“睿敏析”运作原理。(保良局何荫棠中学提供)

(内容由保良局何荫棠中学提供)

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