校園天地|AI助研水質監測系統 「官、學」協作奪國際發明獎

撰文:校園投稿
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保良局何蔭棠中學及仁愛堂田家炳中學學生組成的跨校團隊,聯同香港特別行政區政府渠務署,以公開企業組別身份出戰第五十一屆日內瓦國際發明展,憑自主研發的便攜式生物感測平台「睿敏析」(Remedix)與來自世界各地的大學科研機構、政府部門及商業企業同場競技,獲頒銅獎。(內容由保良局何蔭棠中學提供)

團隊憑「睿敏析」於便攜式三模組生物感測平台公開企業組獲銅獎。(保良局何蔭棠中學提供)

AI輔助跨學科研發 打造便攜水質檢測平台

項目源於學生團隊對本港水體抗生素污染議題的關注。學生運用人工智能工具輔助檢索及研讀學術文獻、分析實驗數據以及優化方案設計,並融合生物科技、化學及資訊科技等跨學科知識,研發出專為複雜水體中四環素類抗生素的快速檢測而設計的便攜式三模組生物感測平台「睿敏析」。系統以基因改造大腸桿菌作為感測器核心元件,結合物聯網技術及機器學習演算法,依序執行三項集成化流程:先由生物感測器培養模組穩定產出對四環素具響應性的工程菌株,再經微流體包埋模組製備均一的海藻酸鈣微珠以實現細胞固定化,最後透過比色模組捕捉藍色顯色反應(588 nm 吸收峰)完成半定量分析。整套系統操作簡便,具備於實地環境穩定運作的能力,旨在為傳統昂貴且耗時的實驗室分析方法提供高效的替代方案。

針對抗生素環境污染問題,學生聯同渠務署研發「睿敏析」便攜式三模組生物感測平台以檢測四環素類抗生素。(保良局何蔭棠中學提供)
學生於課餘抽時間到學校實驗室進行研究及收集實驗數據。(保良局何蔭棠中學提供)

署長親自指導 「官、學」深度合作成關鍵

為確保成果經得起實際考驗,團隊主動聯繫渠務署尋求專業指導,由此促成一段「官、學」深度合作。署方憑藉豐富的水質監測經驗,就系統設計提出針對性改良建議,協助團隊將實驗室原型提升至符合工業應用標準。最終完成的「便攜實驗室」系統整合了生物感測器培養、微流體包埋及比色分析三大模組,操作流程已達標準化水平,目標可於實地環境中穩定運作。

合作期間,團隊多次與署方化驗師進行技術交流,深入了解本港污水處理流程及水質監測標準。渠務署署長莫永昌先生更撥冗親自與學生會面,就匯報內容及比賽策略悉心指導,令學生獲益良多。在署方全力支持下,團隊最終成功獲獎,印證中學階段的科研成果同樣具備國際競爭力。

渠務署署長莫永昌先生與學生會面,就匯報內容及比賽策略悉心指導,令學生獲益良多。(保良局何蔭棠中學提供)

盼啟發更多官學合作 共育創科新力軍

負責指導學生的范基柱老師及劉博老師均指出,學生在真實場景中與專業人士並肩合作,親歷科研成果由概念走向國際展示的完整過程,獲益遠超一般中學科學比賽。莫永昌署長在比賽期間更全程參與項目匯報及評審交流環節,充分體現署方對培育本港青年科研人才的重視。兩校衷心感謝渠務署的全力投入,並期望是次經驗能啟發更多政府部門及公營機構與本港中學建立合作機制,共同為培育新一代創科人才注入動力。

保良局何蔭棠中學及仁愛堂田家炳中學學生在評審環節接受評判提問,解釋「睿敏析」運作原理。(保良局何蔭棠中學提供)

(內容由保良局何蔭棠中學提供)

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