科大領航自適應結構研究 智慧靈活接軌未來

Boundless: 楊教授， 感謝你抽空回應我們的訪問。這次自適應結構與技術國際會議(ICAST) 2026是首次由科大主辦嗎?

楊教授: 沒錯，這是科大首次主辦ICAST會議。ICAST在在業界享有非常崇高的地位，它是自1990年首次由美日聯手在夏威夷茂宜舉辦，在過去三十多年也曾在北美洲及歐亞地區舉行過。我們很高興能在科大籌辦第35屆會議。

Boundless: 可否介紹一下科大在自適應結構的研究方面有甚麼優勢?

楊教授: 我們工學院一直有不少人投身這方面的研究，本屆會議就有超過十位科大教授出席參與。他們的研究科目範圍非常廣泛， 從壓電材料、鐵電效應、複合材料、感測器與致動器、超音波、微型機器人，到超材料、聲學、振動、航太工程、3D 列印以及軟物質等。

Boundless: 那麼你能簡介科大目前正在進行的自適應結構研究項目嗎?

楊教授: 那我就簡介一下我正在做的壓電材科及結構研究吧。我認為能量是所有事物的動力，所以我專注在壓電材料及微能量採集上。我結合了對機電能量轉換、振動、電子、物料及製程的理解，做了一些深入的理論探討和動手實驗。

目前我的主要成果包括：（1）開發一種新的方法來設計並製造三維互連的彈性壓電材料， 並將其應用於柔性能量收集器；（2）研究非線性振動， 以及電路耦合如何影響發電效率；（3）研發一款自我充電的口罩， 協助應對新冠病毒，把研究成果帶出實驗室。

Boundless: 科大還協助落實了哪些與自適應結構應用相關的具代表性案例呢？

楊教授: 在2024年， 我們的團隊受人類聽覺系統啟發， 開發出一種感測器陣列設計技術。我們為每個感測單元分配了唯一的正弦波頻率， 並利用它的訊號來調節正弦波幅度。這種方法可以解決傳統感測器中佈線複雜凌亂、難以重新配置，以及連接網路容易受物理損傷等問題．

同年我們還設計了一種利用表面張力輔助兩步法，用於製造具備預設三維細胞結構的多孔陶瓷，能夠克服傳統積層製造技術（即3D打印技術）的局限，令生產複雜三維結構的多孔陶瓷材料更加簡易快捷。

在2023年， 我們研發出新技術， 可以使氨基酸在大面積上有序地自行組裝一層薄膜。該生物薄膜具備高壓電性能， 或可在未來用以製成具生物相容性和可降解性的生物醫學微型裝置， 例如心臟起搏器和可植入體內的傳感器。

Boundless: 展望未來，你認為用於自適應結構的智能材料，接下來會有怎樣的發展趨勢? 感測科技又會如何融入這些結構中呢?

楊教授: 主要的發展趨勢會集中在研發主動或場依賴性物料、形狀記憶物料(如合金、 聚合物等) ， 以及鐵電及壓電物料等。

近年來， 我們也看見各類結構與結構系統有顯著改進， 例如自適應或智慧型結構系統、主動式振動控制與減振系統、波動控制與操控系統，以及利用和理解非線性特性。被動、半主動與主動阻尼系統、仿生結構與機器人技術也是熱門課題。

至於感測技術，在日常生活中有很多地方可以應用到， 從航天、汽車、海軍活動，到監測基建結構健康和損害、醫療器材、多功能紡織物，甚至可穿戴科技、無線數據及電力傳輸等，感測技術未來都會無處不在。

如希望深入了解自適應結構科技及楊教授的研究， 可瀏覽楊教授團隊STVL實驗室的網頁查閱詳情。