太阳能发明比赛 港式创意反思生活

2024-01-04 12:00

爱恩斯坦说:「科学不过是把日常思考加以改进。」(All of science is nothing more than the refinement of everyday thinking.)不论是改变世界甚至人类历史的伟大发明,还是为生活加添色彩的小玩意,无不源于对日常生活的敏锐观察,以及渴望改变、持续进步的精神。由低碳想创坊主办、赛马会慈善信托基金捐助的「太阳能创未来挑战赛2023」(https://www.ccinnolab.org/zh/SFCEventHighlights),邀请参赛者以劏房户、户外工作者和社区为对象,设计太阳能驱动装置。作品当中,有为方便家中长者收衫设计遇雨会自动收衫的装置、有防止工人中暑晕倒的背心和头盔、有因应香港狭小居住空间而设的「流动窝居」、为视障人士引路的引路仪器…发明背后,都是以人和社会的需要为本,展现科技改善生活的可能性。

户外工人较易受气候变化影响

香港夏天天气炎热难当,首当其充的是户外工作工人。(鸣谢Billy Lai提供相片)
香港夏天天气炎热难当,首当其充的是户外工作工人。(鸣谢Billy Lai提供相片)


气候变化令极端天气加剧,热浪、暴雨、水灾、山火等气候事件将越来越频繁和严重。香港夏天持续酷热,普遍地区动辄超过三十五度,甚至有地区高达四十度。科学家指2023年是地球十万年以来最热的夏天,地球对全人类发出的警号已响亮得令人无法忽视。天气炎热难当,首当其充的是户外工作工人,工人工作时中暑晕倒送院之事时有听闻,去年六月更有工人怀疑中暑后不治。虽然劳工处已制定工作暑热警告,并有指引建议雇员在不同的暑热警告下的休息时间,但警告能否准确判断工作场所的热压力,以至休息时间如何有效执行等,都仍然成疑。

中学生设计太阳能装置侦测地盘隐形风险

万钧伯裘书院学生设计太阳能装置—「职安小帮手」
万钧伯裘书院学生设计太阳能装置—「职安小帮手」


户外工人工作安全引起大众关注,但其实工人面对的除了日晒雨淋,还有不少隐形风险。万钧伯裘书院三名中四生杨菀婷、郑彩伶和胡焕锌设计了「职安小帮手」,集不同功能于一身,望减低工人工作风险。装置包括一件反光背心和一个头盔并连接到太阳能板,原理是透过安装不同感应器,探测环境和工人的状况,如发现工人突然晕倒,会以手机应用程式自动通知安全主任,寻求支援。感应器分别能探测一氧化碳、PM2.5和工人体温,配合 Arduino 主板和太阳能板负责供电,当气体浓度或温度过高时,装置会以声音和震动发出警告。「我们特别针对温室气体,是因为研究发现一氧化碳与其他气体相比有一个特点,就是它无色无味,不像其他臭氧会产生有刺激性的气体,所以我们觉得一氧化碳对工人而言相比较危险,于是决定采用一氧化碳探测器。至于PM2.5探测器可预防肺尘病。」

「职安小帮手」有助减低工人工作风险
「职安小帮手」有助减低工人工作风险


虽然现时不少职场都有类似的探测器,但「职安小帮手」的优胜之处是集多功能于一身,而且更准备地对应即时身体变化,譬如现时不少场所都有定点的体温探测器,但三人认为人体体温会随著工作和环境而变化,因此比起定点的探测器,安装在身上的感应器能做到实时侦测,亦更有效预防中暑。而运用太阳能发电分外适合户外工作,亦可避免一般锂电池突然无电的情况。研发过程中最具挑战性的是探测工人跌倒的速度感应器。「速度感应器的原理是根据一个人的轴心,侦测一个人身体的倾斜度,我们花了不少工功夫在网上寻找适当的数学公式,才能应用在作品上。」

团队获1万元奬金改良设计

「职安小帮手」获太阳能研究员组冠军
「职安小帮手」获太阳能研究员组冠军


作品在比赛中获太阳能研究员组冠军 (https://www.ccinnolab.org/zh/SFCTeamsPost/SFCTeams04),获取港币1万元发展得奬作品。团队的研发工作亦未就此止步,而是善用所得的奖金和资源进一步改良构思。如现时的成品较多外露的电线和装电路板,工人配戴时或会阻碍工作,于是他们想到将所有配件放在一个防水小盒子内,让工人配戴。为了令装置更精简,他们也想到将部分功能改为安置于地盘不同位置的定点监测站,譬如工人在特定范围内工作,那么只需在现场安装一氧化碳探测器便可,无须配置在身上,如红外线温度探测器则可随身装在头盔内。校方亦有意联络建造业议会和不同建筑公司,让此发明可以在实地和工人身上进行实测。

在校园游走一圈,不难发现校方非常重视 STEM 教育,设有多媒体学习中心、人工智能及物联网实验室InnoTech、梦工场 Dream Studio 等,「职安小帮手」的概念到成品也是 Dream Studio 孵化出来。负责带领学生参加是次比赛的姚Sir指校方十分鼓励学生接触创新科技,如 ChatGPT 一出,校方的即时反应不是禁止同学使用,而是向学生、老师和家长讲解如何有效善用而非依赖 AI 学习。既然科技是大势所趋,与其逃避,不如学会如何驾驭它,与之共存。

「太阳能创未来挑战赛2024」现正接受报名


低碳想创坊今年继续举行「太阳能创未来挑战赛」,邀请参加者识别气候变化所引伸或加剧的本地社会问题,设计及制作太阳能驱动装置帮助受影响社群。比赛分为三个参赛组别︰高小、初中、高中,将发放共HK$104,000奬金予获奬队伍。比赛现正接受报名(截止日期︰2024年1月28日),期待参加者交出创意作品,与低碳想创坊一起推动气候公义。报名及详情︰https://www.ccinnolab.org/zh/SolarFutureChallenge

(教育资讯)

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