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一機清除海港垃圾 掃海湛鬥機初顯鋒芒

記者 藍妮蒨、王寧寧、王淑琪/採訪報導

根據海洋委員會海洋保育署數據資料顯示,從20171月至202010月,全台海洋廢棄物清除量已高達160萬個,顯現出海洋垃圾問題迫在眉睫。為了更有效解決大海及港灣內的垃圾,一群志同道合的年輕人成立「台灣湛藍海洋聯盟」新創團隊,研發掃海機器人「湛鬥機」,來清除海港垃圾。

第一代湛鬥機正在清理長久積累於漁港的垃圾。照片提供/台灣湛藍海洋聯盟

國家有戰鬥機能保衛家園,海洋也有個專屬它的「湛鬥機」在守護著,這是一群長期關注海洋環境議題的年輕人,憑藉著熱情與守護海洋的理念,攜手成立「台灣湛藍海洋聯盟」(以下簡稱湛團隊),提出「為湛而戰」的計畫,替大海發明一部屬於它的智慧海漂垃圾收集機器人「湛鬥機」。

台灣湛藍海洋聯盟執行長陳思穎。攝影 / 王寧寧

湛團隊執行長陳思穎,求學期間攻讀海洋專業,她與多數人一樣,念完書就想找份穩定工作。但在因緣際會下,得知國立台灣大學將舉辦「臺大創創挑戰賽」(NTU Challenge),掃海機器人「湛鬥機」的種子就此萌芽。

新創團隊在研究海洋環保議題同時,看見海漂垃圾對台灣漁港的危害。構思研發機器時,逐漸發現海洋大自然的力量是科技本身難以抗衡的。加上成員們大多數沒有工程相關背景,一度引發海洋保育團體質疑。陳思穎回憶:「當年我們就像小兔子誤入叢林般,但我們進入叢林後,可是很認真在除草呢!」

團員們多數有其他正職,卻願意無償利用閒暇時間著手進行湛鬥機的研發。湛團隊商業開發顧問顏湘霖說明,台灣多數新興社會創業者大多數身兼正職工作,湛團隊的成員亦是。在無法百分之百投入硬體研發的過程中,什麼都要靠自己,連開發成本都是來自參加各種競賽的獲獎獎金,甚至得靠個人存款來支應。因此最初在計畫的籌備與漁港第一線的執行作業上,常受限於時間、人力與資金的運用。 

原型湛鬥機幫浦,利用幫浦製造潮差使垃圾匯集。攝影/王寧寧
台灣湛藍海洋聯盟營運長曾鈺婷。攝影 / 王寧寧

湛團隊營運長曾鈺婷提到:「初期畢竟我們都不是本科系出身的,有一些東西也是拼拼湊湊後才知道。」從2016年的湛鬥機原型構想開始,執行長常常會帶著零件,到國立臺灣海洋大學附近的五金店做比較。

她回憶,起初每位成員也是回家做模型之後,進行多次測試再慢慢將機器放大。原本想利用幫浦放進海裡用吸的方式,將垃圾吸取至機器內,但發現海的浮力太大,吸力完全無法吸上來,才改良做成輸送帶。

經過不間斷的研發與測試後,原型湛鬥機在眾人的努力下誕生了,原型機選擇運用隨手可得的泡棉、塑膠箱,及特製砂紙材質的輸送帶所構成。原理是利用環境本身潮汐,和幫浦製造人工潮差,使得垃圾能匯流至固定式的湛鬥機內。這台原型機所進化的第一代湛鬥機於2017年正式上線,同時這項研發也讓湛團隊榮獲第一張中華民國發明專利。

原型湛鬥機,運用砂紙材質製成的輸送帶,與簡單的塑膠桶與泡棉製成。攝影/王寧寧

致力改良 全自動智慧化指日可待

研發第二代湛鬥機期間,湛團隊期盼能透過商業模式,來向社會推廣智慧化海洋清潔與保育的理念。20195月,「台灣湛藍海洋聯盟」正式立案,在社會創新創業領域扎根多年的顏湘霖,感受到湛團隊成員長久以來的堅持與熱情,決定受邀加入擔任湛團隊商業開發顧問,帶領成員建立團隊、凝聚共識。

顏湘霖表示,湛團隊首先要釐清想解決的社會問題為何,如搜集海漂垃圾、資源的永續利用、改善海洋環境等,再用創新的角度去發想,包括設計思考,以及各式各樣的人因解決方案。除了軟硬體的開發須更成熟外,更重要的是要為設備導入一系列能因應所有狀況的應對措施,這才是最理想的解決之道。

在深入了解海洋的過程中,湛團隊發現海洋垃圾主要是隨著風在移動。2020年第二代湛鬥機問世,除了改良第一代湛鬥機固定式匯集垃圾的不足,第二代湛鬥機決定採用遠端自動遙控系統,讓機器能隨著不同季節到不同方向收垃圾。除了安裝遙控系統,也加裝了第一代湛鬥機沒有的攝像頭,方便執行人員實時監控機器及海洋內部狀況。

湛鬥機自二代以來,選擇沿用電動機,以維持最小噪音。另外電動化也是一個趨勢,目的是產生數據,以及評估它的排放,或是進一步做能源規劃。改良後的第三代湛鬥機將選用更環保的鋰電池作為供電主力,相對鉛酸電池來說更穩定,並能做更多智慧監測之應用。

鉛酸電池與鋰電池功能比較。製圖/王寧寧、藍妮蒨

目前第一、二代湛鬥機仍然採用人力打撈與人為控制,除了讓團隊更了解當地漁港環境,也能在控制時追蹤垃圾堆積數據,視當地環境做最有效的調配。未來團隊所收集的數據都將納入湛鬥機程式內,第三代實現智慧自動化的運作將指日可待。

寶島淨鄉團創辦人林藝說明,漁港長期存在的海漂垃圾,因為使用權與航行權的限制,成為人力難以清理到的區域。湛鬥機能有效攔截垃圾的確是無庸置疑的,它的出現也補足了前述缺點。抱持著愛護海洋的心情,致力於海洋環境保育多年的林藝笑著表示,對於湛鬥機未來的發展樂見其成。

歷代湛鬥機比較。資料來源/台灣湛藍海洋聯盟、製圖/王寧寧

各國正視海洋垃圾 研發海廢收集器

人類大量使用塑膠,成了現今危害生態平衡的重大問題之一。塑膠危害海洋生態議題,在國際間逐漸被高度關注,有許多組織投入海漂垃圾收集器的研究與發展。以漁港來說,環境是屬於半開放式水域,海漂至漁港範圍的垃圾除了成分複雜、大小不一外,油污染也是不可忽視的重要問題。

除了台灣湛藍海洋聯盟所研發的湛鬥機外,在國外也有相似規模的海漂垃圾收集器,分別是由法商波拉魯(Poralu Marine)推出的「海洋垃圾桶」(Seabin),以及美商船用配件公司(Marine Accessories Corporation)推出的「濱海垃圾分離器」(Marina Trash Skimmer,簡稱:MTS)

海漂垃圾收集器比較。資料來源/台灣湛藍海洋聯盟、製圖/藍妮蒨

專為台灣環境所設計的湛鬥機,是為因應海域高達四公尺的潮差與海浪,因此在機器設計上開口大且須具漂浮功能,並增加有效抗風浪的配置,適用範圍大至海洋,小至溪流。

法國「海洋垃圾桶」外觀形狀類似垃圾桶,搭載110V/220V沉水幫浦,主體安裝於漂浮碼頭,利用網袋收集垃圾,最多可承受20公斤重量。「海洋垃圾桶」小巧的尺寸與容量,僅適合水域相對平穩的區域,由於特別配置吸油墊(oil absorbent pads),目前多效力於遊艇港的清潔與維護。

至於美國「濱海垃圾分離器」則是體積與垃圾存放量較大,搭載3/4HP 120伏特幫浦驅動水流與配油微粒過濾器,主體安裝於漂浮碼頭,運用引流效果將海漂垃圾帶入機器中,且能幫助收集漂散在海中的塑膠垃圾碎屑。

隨著許多海漂垃圾收集器的研發,電動化與智慧化的輔助,有效減少大海廢棄物,讓全球開始關注到海洋垃圾污染議題,各國非營利組織也紛紛以行動號召響應,面對多年無法有效解決的髒亂問題。人力與科技的結合,使清理海洋不再遙不可及。

讓海水恢復湛藍 打造首座海洋環保示範港

台灣湛藍海洋聯盟當初取名為「湛藍」,初衷就是想讓海水重回它最美麗的顏色。湛團隊期盼能在台灣打造第一座海洋環保示範港口,由漁民親自去守護這片海域,並藉由投放「湛鬥機」至港內,來提升港埠週遭的整潔度。從漁港開始,未來也不排除進入地方溪流,為台灣內陸河川盡一份心力,使永續發展理念不侷限於港口。

台灣湛藍海洋聯盟執行長陳思穎

大漢溪主支流湳仔溪,昔日風景不再,如今已成人為難以打撈的垃圾堆積場。攝影/王寧寧
新北市議員何博文。攝影 / 藍妮蒨

雖然湛鬥機目前運作範圍只在漁港,陳思穎認為,未來若有機會,湛鬥機也能朝向外海或台灣內陸河川前進。關於地方溪流污染議題,致力於整治新北市板橋區湳仔溪的市議員何博文提及,科技日新月異,人類的文明不斷進步,若有一個更好的工具,當然可以嘗試有效率地讓溪底更加清澈。

板橋區華東里里長王典芳說道,整治完的湳仔溪在日後的維護才是最重要的,但市府絕對沒有多餘的時間來處理,「如果有一些民間的機構,就像湛鬥機一樣來參與、來研發,這絕對是對我們家園的環境是很棒的一件事。」

陳思穎也提到,未來湛鬥機若成功上市並販售,價格大約會落在400500萬之間。地方政府是否有機會,為地方溪流添購湛鬥機,定期做日常維護?何博文說:「地方政府的財力相對是拮据的,但是我認為就是要看它的效益如何。如果它效益不錯的話,若依據整體防洪治水的經費來講,4、500萬不算是一個很大的數字。」

在湛鬥機進入大海與地方溪流之前,還是得先回到設計湛鬥機的初衷。陳思穎說明,由於淨灘活動盛行,很少人去關切到漁港垃圾的問題,漁民跟一般人對垃圾積在角落也習以為常。湛團隊未來的目標及願景,是希望可以喚起漁民、民眾對海港垃圾的重視,並且搭配湛鬥機的投入,建立一個示範港,達到減少海洋垃圾的目的。

對於團隊未來願景陳思穎提及,運用示範港的方式,除了能讓漁民把乾淨變成常態的生活習慣,也能讓其他港口看見湛鬥機為漁港所帶來的美好風景,更期盼遍地開花,讓台灣的每一處漁港都能夠有一片美麗的湛藍海洋。

團隊協力將第二代湛鬥機下海測試。照片提供/台灣湛藍海洋聯盟

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