冠軍:智慧無人船「波賽噸」,河川清潔新利器
第二屆「河好如初」設計思考工作坊,來自東海大學、中山大學的「波賽噸」團隊,以一艘結合智慧科技的無人船勇奪決選冠軍。
長約100公分的「波賽噸」智慧無人船,承載的不只是垃圾回收、水質監測與採樣等功能,更是一群青年對台灣河川環境的關注與承諾。
隊長、東海大學工業設計系學生連國筌回憶,團隊實地走訪河川時,眼前景象令大家相當震撼。河面漂浮著塑膠瓶、保麗龍及各式垃圾,部分河段甚至散發陣陣異味。污染不僅破壞河川生態,也可能隨著水流進入海洋,對整體環境造成更大的衝擊。
「當時我們就在想,能不能透過科技,讓河川治理變得更有效率?」正是這個念頭,成為「波賽噸」團隊投入研發智慧無人船的起點。
打造智慧無人船
連國筌表示,目前國內許多河川仍仰賴人工清除漂浮垃圾與採集水樣,不僅耗費大量人力與時間,也難以長時間、大範圍執行監測工作。因此,團隊打造「波賽噸」智慧無人船,整合垃圾回收、水質監測與水樣採集三大功能,希望透過智慧科技,協助政府與企業提升河川巡檢及水域管理效率。
「從船體尺寸、材料選擇、防水結構到功能配置,整艘船超過150個零組件,全數由團隊自主開發,從建模、製作、模組化設計,每個零件都能快速拆裝、更換與維修。」連國筌說。
為了降低成本,大量使用回收塑膠及再生材料,14天內就能完成一艘「波賽噸」,尺寸誤差控制在0.2毫米以內。
「除了機構設計,電子系統也完全自主開發。」連國筌以其電子專長,帶領團隊設計PCB電路板、焊接電子元件,完成整套控制系統,從設計、製造、組裝皆可申請專利。
第一次下水測試,團隊最在意三件事:船體能否穩定漂浮、航行是否順暢,以及所有功能是否正常運作。
「實測結果,每次航行約5分鐘,就能平均回收超過1公斤漂浮垃圾,所有成果逐一秤重、紀錄,建立完整測試數據。」團隊還在台中湖濱生態園區、東海湖等不同場域反覆驗證。
「即使遇到淺灘導致擱淺,無人船仍具備自主脫困能力;即便垃圾艙已滿,依然能保持穩定航行。無論是寶特瓶、塑膠袋,還是鐵鋁罐等常見漂浮垃圾,都能有效攔截回收。」
除了垃圾清理,「波賽噸」這艘船還能即時量測水溫、酸鹼值(pH)及污染狀況,感測器可下探約20公分進行檢測,同時搭載抽水系統,自動完成水樣採集,提供研究與監測使用。
從零造船 困難超乎預期
為了「波賽噸」,連國筌白髮增添不少。他坦言 ,「從零開始挑戰很多,不少零件市面上買不到,即使找到廠商代工,價格也遠遠超出學生團隊能負擔的範圍,後來我們決定全部自己做。」
這個決定,意味著所有設計、建模、加工、組裝到測試,都必須靠團隊一步步完成。
技術團隊由連國筌、林宥佳、邱云宣及張瑜晏組成。從船體結構、零件製作到系統參數調校,每一個細節都歷經上百次調整與反覆測試,才有穩定運作的成果。
資金,更是一大壓力。
除了獲得聯合報1萬元入圍獎金及東海大學約8,000元競賽補助,專案完成後仍有3萬多元資金缺口,最後由隊長連國筌自行補足。
「我希望把產品做到最好,證明團隊有能力把想法變成現實。」連國筌說,「波賽噸」不只是參賽作品,更是一項有機會落地應用的方案,未來也希望朝創業發展。
除了技術研發,團隊也在苗圃教練羅際鋐老師的指導下,不斷修正商業模式。連國筌表示,老師不斷提醒他們,好的產品不能只靠理念,更要用數據證明價值。因此,團隊將垃圾回收量、續航時間、製造成本、船體尺寸等關鍵指標逐一量化,建立完整的測試數據,提升產品的可信度與市場競爭力。
更讓團隊驚喜的是,「波賽噸」的應用範圍比原先預想更廣。從河川、溪流、水庫、人工湖、漁港,到科技廠冷卻水池、食品工廠蓄水池、養殖場,甚至觀光景點的人工運河,都有智慧巡檢與水域清潔需求。
連國筌舉例,海洋生物展示場館因飼養海豚、海豹等對聲音敏感的動物,清潔設備必須降低噪音干擾。「波賽噸」採用低噪音設計,運作時產生的聲音低於約1,555赫茲,能協助場館執行水域清潔,降低人力負擔,也減少對動物的影響。
又如,以運河景觀聞名的某度假飯店,長期有水面垃圾清理需求,卻受限於人力與專業設備不足。智慧無人船只需一人操作,不僅提升維護效率,也有效降低管理成本。目前已有相關飯店洽詢合作,產品市場潛力不可小覷。
目前,團隊規劃三種商業模式,包括整機銷售、模組升級與客製化服務,以及設備租賃與代操作服務,希望以更具彈性的方案,協助政府與企業水域管理。
除了產品應用,團隊也規劃開發教育教材,讓國小、高中學生透過組裝智慧無人船,學習船體設計、電子控制與環境教育,培養更多人才投入環境保育。
冠軍不是終點
拿下冠軍後,挑戰才正要開始。團隊並未停下腳步,已著手規劃第二代船型,預計加入漂浮油污回收功能,讓無人船能在更複雜的水域環境中,自動聚集並清除油污,進一步強化水域治理能力。
連國筌表示,未來將持續參與教育部、政府單位及各類創新創業競賽,爭取更多資源,加速產品商品化。
從設計思考工作坊的一個構想,到真正能下水運作的智慧無人船,「波賽噸」證明青年不僅能提出創意,更能將創意轉化為可落地的解決方案。