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愛恩斯坦說:「科學不過是把日常思考加以改進。」(All of science is nothing more than the refinement of everyday thinking.)不論是改變世界甚至人類歷史的偉大發明,還是為生活加添色彩的小玩意,無不源於對日常生活的敏銳觀察,以及渴望改變、持續進步的精神。由低碳想創坊主辦、賽馬會慈善信托基金捐助的「太陽能創未來挑戰賽2023」(https://www.ccinnolab.org/zh/SFCEventHighlights),邀請參賽者以劏房戶、戶外工作者和社區為對象,設計太陽能驅動裝置。作品當中,有為方便家中長者收衫設計遇雨會自動收衫的裝置、有防止工人中暑暈倒的背心和頭盔、有因應香港狹小居住空間而設的「流動窩居」、為視障人士引路的引路儀器…發明背後,都是以人和社會的需要為本,展現科技改善生活的可能性。

戶外工人較易受氣候變化影響

香港夏天天氣炎熱難當,首當其充的是戶外工作工人。(鳴謝Billy Lai提供相片)
香港夏天天氣炎熱難當,首當其充的是戶外工作工人。(鳴謝Billy Lai提供相片)


氣候變化令極端天氣加劇,熱浪、暴雨、水災、山火等氣候事件將越來越頻繁和嚴重。香港夏天持續酷熱,普遍地區動輒超過三十五度,甚至有地區高達四十度。科學家指2023年是地球十萬年以來最熱的夏天,地球對全人類發出的警號已響亮得令人無法忽視。天氣炎熱難當,首當其充的是戶外工作工人,工人工作時中暑暈倒送院之事時有聽聞,去年六月更有工人懷疑中暑後不治。雖然勞工處已制定工作暑熱警告,並有指引建議僱員在不同的暑熱警告下的休息時間,但警告能否準確判斷工作場所的熱壓力,以至休息時間如何有效執行等,都仍然成疑。

中學生設計太陽能裝置偵測地盤隱形風險

萬鈞伯裘書院學生設計太陽能裝置—「職安小幫手」
萬鈞伯裘書院學生設計太陽能裝置—「職安小幫手」


戶外工人工作安全引起大眾關注,但其實工人面對的除了日曬雨淋,還有不少隱形風險。萬鈞伯裘書院三名中四生楊菀婷、鄭彩伶和胡煥鋅設計了「職安小幫手」,集不同功能於一身,望減低工人工作風險。裝置包括一件反光背心和一個頭盔並連接到太陽能板,原理是透過安裝不同感應器,探測環境和工人的狀況,如發現工人突然暈倒,會以手機應用程式自動通知安全主任,尋求支援。感應器分別能探測一氧化碳、PM2.5和工人體溫,配合 Arduino 主板和太陽能板負責供電,當氣體濃度或溫度過高時,裝置會以聲音和震動發出警告。「我們特別針對溫室氣體,是因為研究發現一氧化碳與其他氣體相比有一個特點,就是它無色無味,不像其他臭氧會產生有刺激性的氣體,所以我們覺得一氧化碳對工人而言相比較危險,於是決定採用一氧化碳探測器。至於PM2.5探測器可預防肺塵病。」

「職安小幫手」有助減低工人工作風險
「職安小幫手」有助減低工人工作風險


雖然現時不少職場都有類似的探測器,但「職安小幫手」的優勝之處是集多功能於一身,而且更準備地對應即時身體變化,譬如現時不少場所都有定點的體溫探測器,但三人認為人體體溫會隨著工作和環境而變化,因此比起定點的探測器,安裝在身上的感應器能做到實時偵測,亦更有效預防中暑。而運用太陽能發電分外適合戶外工作,亦可避免一般鋰電池突然無電的情況。研發過程中最具挑戰性的是探測工人跌倒的速度感應器。「速度感應器的原理是根據一個人的軸心,偵測一個人身體的傾斜度,我們花了不少工功夫在網上尋找適當的數學公式,才能應用在作品上。」

團隊獲1萬元奬金改良設計

「職安小幫手」獲太陽能研究員組冠軍
「職安小幫手」獲太陽能研究員組冠軍


作品在比賽中獲太陽能研究員組冠軍 (https://www.ccinnolab.org/zh/SFCTeamsPost/SFCTeams04),獲取港幣1萬元發展得奬作品。團隊的研發工作亦未就此止步,而是善用所得的獎金和資源進一步改良構思。如現時的成品較多外露的電線和裝電路板,工人配戴時或會阻礙工作,於是他們想到將所有配件放在一個防水小盒子內,讓工人配戴。為了令裝置更精簡,他們也想到將部分功能改為安置於地盤不同位置的定點監測站,譬如工人在特定範圍內工作,那麼只需在現場安裝一氧化碳探測器便可,無須配置在身上,如紅外線溫度探測器則可隨身裝在頭盔內。校方亦有意聯絡建造業議會和不同建築公司,讓此發明可以在實地和工人身上進行實測。

在校園遊走一圈,不難發現校方非常重視 STEM 教育,設有多媒體學習中心、人工智能及物聯網實驗室InnoTech、夢工場 Dream Studio 等,「職安小幫手」的概念到成品也是 Dream Studio 孵化出來。負責帶領學生參加是次比賽的姚Sir指校方十分鼓勵學生接觸創新科技,如 ChatGPT 一出,校方的即時反應不是禁止同學使用,而是向學生、老師和家長講解如何有效善用而非依賴 AI 學習。既然科技是大勢所趨,與其逃避,不如學會如何駕馭它,與之共存。

「太陽能創未來挑戰賽2024」現正接受報名


低碳想創坊今年繼續舉行「太陽能創未來挑戰賽」,邀請參加者識別氣候變化所引伸或加劇的本地社會問題,設計及製作太陽能驅動裝置幫助受影響社群。比賽分為三個參賽組別︰高小、初中、高中,將發放共HK$104,000奬金予獲奬隊伍。比賽現正接受報名(截止日期︰2024年1月28日),期待參加者交出創意作品,與低碳想創坊一起推動氣候公義。報名及詳情︰https://www.ccinnolab.org/zh/SolarFutureChallenge

(教育資訊)