『您的瀏覽器不支援JavaScript功能,若網頁功能無法正常使用時,請開啟瀏覽器JavaScript狀態』

跳到主要內容區塊

工業技術研究院

:::

工業技術與資訊月刊

出版日期:

正方形 Icon 觀念探索 Trend

創新理想 成就新生代科技突破

譯/ 施祖琪

這些頂尖人才都拿到「青年創新獎」(Top Innovators Under the Age of 35)殊榮的肯定,但他們各有擅場。本期繼續為您介紹這些新生代科技菁英的創新勇氣與創舉。

延續上一期的報導,我們繼續為您呈現得到美國《麻省理工學院科技評論雜誌》(MIT TechnologyReview)評選的新生代科技菁英的動人故事。我們將他們的故事分門別類,探究可以用以解決重要問題的各種方法。比如說,發明家創造嶄新科技,創業家將科技化為切實可行的事業,願景家懷抱以科技提升人類生活品質的各種期待和想像,慈善家努力不懈地把握機會與不斷助人,先驅者則帶領我們持續朝向未知領域邁進、開創未來革新成就的舞台。

艾瑞克.米基卡夫斯基(Eric Migicovsky)
27歲,願景家
科林.尼可森(Colin Nickerson)撰文
攝影/Winni Wintermeyer

2008年,原本就讀加拿大安大略省滑鐵盧大學(University of Waterloo)的加籍年輕工程師艾瑞克.米基卡夫斯基在荷蘭達夫特科技大學(Delft University of Technology)擔任1年的交換學生。他喜歡每天騎著荷蘭人喜歡的腳踏車opa¬ets到處跑,生活愜意得很,可是,他常遇到一個小狀況,那就是在他騎車途中,他的手機不停地報時、發出聲響或震動,但他正在騎車,兩手當然只能緊抓把手,什麼都不能做。

他說:「我讀過一個調查報告,報告說平均每個人每天查看手機120次,於是我靈機一動,咦,要是我能在手腕上查看手機動態,那該有多好?」

多達275,000支派柏錶已被訂購

他終於將這個自己把玩的東西轉變成今年最具影響力的新科技發明,那就是「派柏(Pebble)智慧型手錶」。現在米基卡夫斯基在加州帕羅奧圖市開了一家公司,有31名員工,他的手錶放上美國大型電子產品零售商百思買(Best Buy)上販售,每支要價150美元。

這麼好的東西當然會吸引仿冒者跟風,就連大名鼎鼎的蘋果公司也蠢蠢欲動,有意一較高下。在強敵環伺下,米基卡夫斯基老神在在地回應道,「派柏錶」不只可以告知消息,更可獨當一面,成為應用程式的平台。最近米基卡夫斯基還推出一款專為軟體研發人員設計的工具組,讓熱愛創新的同好也可為這款手錶設計專屬的應用程式,例如交通消息指南、天氣預報、健身的監測器和遊戲等。

回到加拿大滑鐵盧大學後,米基卡夫斯基和幾個好友努力設計手錶的初階版,就是第一代inPulse手錶。到了2011年,米基卡夫斯基的計畫得到Y Combinator這家創投公司的青睞,Y Combinator的宗旨是向科技先鋒投資種子基金、給予建言和引薦重要的業界人脈。不過,米基卡夫斯基仍未得到任何大筆高額投資挹注。後來,米基卡夫斯基將派柏錶放上募資平台Kickstarter網站上,原本他以為可以募到10萬美元,可是「短短1個月內,我們就募了1,020萬美元!」他說:「智慧型手錶的變革已經展開了。」

那天回到宿舍後,米基卡夫斯基開始拿一個便攜式電路板、一個Arduino微控制器和一些從諾基亞3310手機拆卸下來的零件把玩,這一堆東西後來變成「智慧型」腕錶原型的前身。這個腕錶除了顯示時間,還能與手機保持連線,所以可以展示電子郵件、簡訊和其他基本通知訊息。

艾摩斯.溫德(Amos Winter)
33歲,慈善家
提摩西.梅爾(Timothy Maher)撰文
攝影/Christopher Churchill


「有些人對於在開發中國家推廣科技應用的看法,我不太認同。」艾摩斯.溫德說:「他們覺得你可以拿一些別人不要的零件拼拼湊湊,拿去讓大學生花一個學期組裝起來,然後就可以免費把成品送出去。這些觀念都不太對。」

全球有8億個自給耕種的農民

2005年,他去坦尚尼亞,3年內完成了一個輪椅的原型,想帶回坦尚尼亞測試,可是他馬上得到一個很重要的教訓:我們不能坐在實驗室埋頭苦幹,把成品帶回坦尚尼亞,滿腦子以為這樣就沒問題了,結果永遠不是如此。

溫德現在是麻省理工學院的機械工程系教授,他將當年學到的教訓用在其他專案上。他有一個目標,那就是要為窮國的老百姓做一支價格經濟實惠的假腿,這支假腿創造的自然步態不亞於要價5萬美元的高級義肢。他說:「最終原則有一個,那就是『我們來做一個跟有錢國家的科技一樣精良,但是成本低廉的好東西吧。』」一般來說,要達到這個目的,關鍵就是用料便宜,但其實問題沒那麼簡單。這些材料要能在生產地找到才行,此外,材料可能過重或過輕,或遇到壓力時易功能失常,種種情況足以形成前所未有的工程考驗。 

他還得再花1年多的時間,才能做出一個可以運作的原型,但他已經提前做市場調查了。他問印度的潛在使用者,如果能裝上一支好腿,他們希望做些什麼。「最多人回答說,他們想要翹腳坐著。」溫德表示:「市面上的義肢很難讓使用者的腳扭轉到他們希望的角度,這一點是我怎麼想也不可能想到的,所以,深入了解使用者的心聲實在太重要了。」

溫德的實驗室很有俱樂部會所的氣氛,模型和原型散布每個桌面。只看這原型一眼,你可能無法想像它們跟這個實驗室之外的人有什麼關係。可是溫德表示:「潛在影響可大了」。他指向一個實體模型,模型中有2個塑膠桶,和一些管子,原來是一個滴灌溉系統的實驗模型。為了解決窮國只有零星幾個發電網的問題,溫德的模型只耗費一般灌溉系統所需十分之一的壓力,因此耗電相對極少,他的灌溉系統仰賴一個工程技巧,這個技巧牽涉到一些裝設後疑似肺部支氣管動作的塑膠管道。

溫德說:「要是我們可以成功--我認為我們會成功啦,就可以解決一個和全球10億人口息息相關的重大問題。連在愛荷華州的大農場也用得上這個技術。」

最近,溫德先生成名了,因為他做了一款專門為貧窮國家老百姓的需求量身打造的輪椅:不但堅固到可以適應高低不平的地形,而且夠靈巧,可以順利駛入室內。

約翰.達比瑞(John Dabiri)
33歲,先驅者
凱文.布力斯(Kevin Bullis)撰文
攝影/Misha Gravenor

加州理工學院(California Institute of Technology)教授約翰.達比瑞研究魚群游動的模式,最近得到一個令人驚喜的發現:我們對風力發電,尤其是風力發電廠的認知,是錯的。傳統風力發電廠的設計宗旨在於減少風力渦輪之間交互影響所產生的渦流,達比瑞表示,這種設計顯然引發一個問題:「你讓渦輪之間相隔很遠,如果是直徑100公尺的風力渦輪,那麼渦輪之間的距離可以遠達一英里,這些空間原本都可以用來發電,但是受限於渦輪的交互影響,卻不能發電。」
  
美國利用風力發電,可產生60,000MW電力達比瑞研究魚群如何游動,以減少彼此之間的牽扯力量。他說:「魚群要是依照某種整齊畫一的方式游動,消耗的能量比獨自游動少。其實當一大群魚依循精準、重複的模式時,游動是最有效率的,你可以用某種流體力學理論解釋這個現象。有一天,我把都市風力渦輪分
析相關的數學運算結果記下來,忽然靈機一動,發現那些數學方程式正足以解釋魚兒結群游動的現象。」

於是達比瑞自問:「何不把魚兒游水的模式當做起點,了解設計風力發電廠的方法呢?我們開始採用同樣用於判定魚群游動最佳結構的那些方法來優化風力發電廠。我們找出一種對魚群游動最有利的模式、檢視它,然後我們發現,在電腦模型上,只要讓風力渦輪按照和魚群游動一模一樣的菱形樣式運轉,風力發電廠的效能就會大大提升。」

為了使電廠效能發揮到極致,達比瑞使用垂直風力渦輪,這種渦輪已經問世好幾年,但普及率遠不如常見的水平軸式渦輪機。將垂直風力渦輪架設一起,效能更好,倘若架設渦輪的方式依照達比瑞發現的最佳模式,會達到這個效果。達比瑞指出,這些垂直風力渦輪可以裝進現有的風力發電廠,可以產生更多電力,也不會占據額外空間,對風力發電這個似乎不斷遭逢險阻的產業,這個作法料將開創一條平坦大道。

史狄夫.拉米瑞茲(Steve Ramirez)
25歲,願景家
史狄夫.拉米瑞茲口述;蘇珊.楊恩(Susan Young)整理
插畫/Golden Cosmos

最初我對大腦感到興趣時,我還在唸國高中,那年我的表妹分娩。她剖腹生產,打了麻醉藥,之後就陷入昏迷,從此一覺不醒。她腦中負責產生意識和覺醒的功能大概因為暫時缺氧而萎縮了。當時我馬上有一個想法:只要大腦中這些小小組織萎縮,你這個人的真實面貌就走樣了。

因為認知這種看似短暫的東西仰賴大腦的實質內容物,我們可以深入大腦、改變認知,了解記憶這種複雜的事物究竟是如何。人回憶起一件事時,只有一部分的腦細胞是活躍的,那些細胞專門代表那個回憶。我們可以改造神經元的基因,製造一個偵測腦細胞活躍狀態的感測器,並在細胞中安裝開關,那個開關是一種蛋白質,有了它,我們就可以利用燈光控制腦細胞的活動。

所以,現在我們可以向一隻老鼠照射燈光,重新活化牠的腦細胞,檢視老鼠是否出現代表想起某件事物的行為。我們將老鼠放到一個盒子裏,在盒中,老鼠會受到足部電刺激,一般來說,只要我們之後再將老鼠放回盒子,牠會嚇得跑向盒子一角,坐在那裡一動也不動,然後彎著身子,四處觀看。接下來我們把這隻老鼠放到一個完全不同的盒子,盒子的氣味、景象和底部觸感都與前一個盒子不同。老鼠在新盒子裡沒什麼好害怕的,但當我們射入燈光,活化製造之前可怕記憶的細胞,老鼠就會馬上擺出警戒的姿勢。我們也可以照射燈光,重啟愉悅的記憶,例如激起一隻公鼠對一隻母鼠的記憶。

之後我又做第2個計畫,我們想讓1隻老鼠誤信牠遇到一件牠其實沒遇到的事,我們稱這計劃為「全面啟動計劃」(Project Inception)。首先我們將一些涉及有關一個房間(A環境)的記憶的腦細胞做標記,在這個房間,老鼠沒有遇到任何不愉快的事。隔天,我們再將這隻老鼠放到B環境,老鼠在這裏受到足部電刺激,我們也同時向老鼠照射燈光,活化牠對A環境的記憶。之後當你將老鼠放回A環境,牠表現了凍結性行為,儘管牠在A環境並未遇到任何事情,但牠的記憶錯亂了,以為自己在A環境受到足部電刺激。

我們要將這個技術發揮得淋漓盡致。說不定我們可以把深層的創傷記憶除去,進而減輕創傷後壓力症候群的症狀,又或許我們可以治療某些憂鬱症,將負面記憶變為正面記憶,科幻小說經常會預告現實嘛。

儒史伯.何法瑞(Roozbeh Ghaffari)
33歲,先驅者
大衛.提柏特(David Talbot)撰文
攝影/Christopher Churchill

儒史伯.何法瑞5歲那年,唯一的弟弟蘇朗(Soran)出生了,蘇朗早產3個月,全盲、智力輕微受損,但聽力極佳,是哥哥的最好朋友、頭號粉絲和靈感來源。儒史伯現在是可置入人體的人機介面和相關儀器的技術專家,擔任美國麻州劍橋市新創公司MC10的先進科技研發主管,弟弟蘇朗則待在洛城的家,常跟哥哥遠距互動,使用文字發音轉換軟體拜讀哥哥的大作。

由於弟弟出生後,在新生兒加護病房吸入過多氧氣,視網膜受損,以致全盲,何法瑞對於如何結合生物學與工程學備感興趣,他說:「之前我覺得我人生的目標都是受到弟弟的啟發而來,我想要進麻省理工學院研究視網膜移植的計劃,大一時就這麼想了。」

他未能為這麼艱鉅的任務募得資金,但之後,他到哈佛--麻省理工衛生科學與技術部(Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology)當研究生,再度受到弟弟啟發,這次的靈感來自弟弟敏銳的聽力。何法瑞想要解開耳蝸的奧秘。

何法瑞著眼於耳蝸中一個叫做耳蝸蓋膜的構造,設法打造一個可以衡量這個構造的實際功能的系統。他指出:「耳蝸蓋膜支持在耳蝸內傳導並貫穿耳蝸的能量,這個發現可以解釋為何人耳可以聽見非常大聲和非常輕柔的聲響,還有音頻高低差距很大的聲音。」

在創投家卡麥可.羅伯茲(Carmichael Roberts)和化學家喬治.懷特賽斯(George Whitesides)引薦下,何法瑞與伊利諾大學的材料科學家約翰.羅傑斯(John Rogers)碰面。當時,羅傑斯正使用聚合物和超薄半導體如矽製作可以延展的電子儀器,但這樣的科技卻苦無發揮的地方,因此,2008年何法瑞被推舉為MC10的共同創辦人。兩位創辦人思索可以使用電子學改良何種有彈性或可延展的產品,不出兩個月,就決定改良氣球導管和監測健康的皮膚貼片。

MC10目前的發明將電子學的概念和感測器融入氣球導管內,市面上現有的氣球導管可被置入冠狀動脈中,然後充氣,以加壓擠碎可能影響血流的經年累月累積下來的血管斑塊。新版氣球導管可以察覺造成心律不整的異常心臟組織,甚至切下這類組織的極小部分,而不致傷害鄰近的健康組織。

或許,有一天,何法瑞真的會做出他弟弟需要的器材:一個仿生組織,取代受損的眼角膜。但在那天到臨之前,他也不忘尋找新穎做法,製作出其他更多可以助人的器材。MC10推出一頂細薄的帽子,要價150美元,讓從事美式足球或曲棍球等運動的運動員戴在頭盔裏面,帽子會顯示頭部撞擊的嚴重程度,帽上的紅色、黃色或綠色LED燈會發光,指示戴帽的人是否遭受情況堪慮的撞擊。

伊文斯.瓦當格(Evans Wadongo)
27歲,慈善家
大衛.提柏特(David Talbot)撰文
攝影/David Talbot

肯亞當地電力供應向來不可靠,巧維(Chumvi)這個村落甚至連電也沒有,在這個位於首都奈洛比東南方、車程約兩小時的村落,500個居民中,許多人住在乾草蓋頂的小屋中,房子的牆壁是泥巴砌的,居民以飼養山羊和種植羽衣甘藍、玉米和其他作物為生,但當地正興起一場經濟變革,源頭看似非常不合理,竟是太陽能LED燈。

全球高達13億人無電可用

瓦當格在卓磨.肯亞塔農業與科技大學(Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology)就讀時,有一次看見一些慶祝節日的LED燈飾,他不禁思考該如何將LED 帶到小村落方便照明。之後他去一個非營利組織上了領袖培訓課,之後便著手設計一個可攜式太陽能充電LED燈的生產體系。雖然很多這種提燈已經可以在外買到,在貧窮鄉村也愈來愈常見,但是瓦當格決定,他的提燈要在地方上的小工廠製作,材料是廢棄金屬和現成的光電面板、電池和LED。

原本瓦當格擔心要是免費將提燈分發給村民,提燈的製作技術就難以傳承,可是這些提燈通常一盞要價2,000肯亞先令(約美金23元),很多村民難以負荷。因此,他使用他募得的資金(資金來源是他最近在曼哈頓一家藝廊展出提燈,熱心人士為每盞提燈捐獻美金275元)向村莊提供最早的一批提燈。村民大多很快發現這些LED提燈的價值,因為他們省下買煤油的錢了,瓦當格於是鼓勵村民,將節省下來的錢投入支持在地企業。

2年前,巧維這個村落出現大變化。有一個名叫尤妮絲.慕森哲(Eunice Muthengi)的女士,她在當地出生但在美國念的書,她買了30盞提燈,將它們全數捐給村莊內的女性。因為若採用煤油燈,一盞要價6元,一週的燃料費就要價1元,這位女士的捐贈不但讓村莊有更光亮、潔淨的燈光可用,也為村民一年省下超過1,500元。當地女性利用這些閒錢推出一個村落微型貸款服務,做起手作珠子藝品和手提包的生意。

由於上述這類新公司開始獲利,那些得到30盞提燈的女性去買更多批提燈,瓦當格說那些女士現在有150盞燈了。他說:「他們的經濟情況好轉,這一點真
的是讓我前進的動力,我們付出的心血所帶來的影響不在於分發幾盞提燈,而是因此改變多少人的生活。」

瓦當格也用他創造的生產就業機會改變他人的一生。小工廠的工人一週可以做100個燈罩,每做一個,就賺工錢4塊,扣掉工廠租金,每個工人每週可賺110元,遠超過肯亞的基本工資。

瓦當格現在是「全民永續發展機構」(Sustainable Development for All)的負責人,當初就是這個非營利組織為他做領導能力培訓,他現在帶領這個機構,專注擴大提燈生產。至今「全民永續發展」已經製作並分發了32,000盞提燈,未來更預備在肯亞和馬拉威開設20家製造中心,大幅提升提燈數目。瓦當格說,那些中心的工作團隊將會自立自強地製作提燈和「任何他們想做的
創意產品」。

在瓦當格小時候,他必須和4個哥哥一起靠著一盞煤油燈照出的昏暗煙灰燈光讀書,他的眼睛很不舒服,而且常常無法做完功課。他緩慢、輕聲地說:「很多學生無法完成學業,經濟情況一直不好,部分原因就是家中的照明很差。」

下載全文PDF Icon下載全文PDF


延伸閱讀
[{"text":"企業網","weight":13.0},{"text":"材化所","weight":11.5},{"text":"機械所","weight":10.0},{"text":"綠能所","weight":9.4},{"text":"生醫所","weight":8.0},{"text":"半導體","weight":6.2},{"text":"南分院","weight":5.0},{"text":"太陽能","weight":5.0},{"text":"課程","weight":5.0},{"text":"遠紅外線","weight":5.0},{"text":"雷射","weight":4.0},{"text":"LED","weight":4.0},{"text":"LED可見光","weight":3.0},{"text":"5G","weight":3.0},{"text":"工研人","weight":3.0},{"text":"電光所","weight":3.0},{"text":"綠能與環境研究所","weight":3.0},{"text":"機械","weight":3.0},{"text":"資通所","weight":2.0},{"text":"面板","weight":2.0},{"text":"文字轉語音","weight":2.0},{"text":"實習","weight":2.0},{"text":"無人機","weight":2.0},{"text":"生醫","weight":2.0},{"text":"3D","weight":2.0},{"text":"v2x","weight":2.0},{"text":"員工","weight":2.0},{"text":"地圖","weight":2.0},{"text":"太陽光電","weight":2.0},{"text":"材料與化工研究所","weight":1.0}]