文╱陳韻涵
南韓科技大廠「三星電子」舉辦「Solve for Tomorrow Contest」理工競賽，鼓勵學生透過理工技能解決問題，第12屆理工競賽4月底公布3個優勝學校團隊。此外，台灣三星電子第3屆「新思維，心技術，共創星未來」創意提案競賽，報名因新冠肺炎疫情延至5月27日，繳件截止為29日，鼓勵師生關心在地的永續議題，發想結合科技的創新解決辦法，不僅有機會獲得高額獎金，也能為社會帶來永續正面影響。
新澤西州普林斯頓高中學生以食物廢棄物餵養黑水虻，藉此減少食物廢棄物，黑水虻長大後成為優良的動物飼料蛋白質來源，其脂肪也可取代高價的棕櫚油，製成其他產品。德州波特高中學生則以校園槍案假訊息引發恐慌為借鏡，研發疏散路線警示系統，改善校園安全。維吉尼亞州大橋高中學生設計乘車卡與程式，根據當天乘客目的地規畫最有效率的行車路線，藉此達到節能省時的效果。
美國三星電子開放6年級到12年級學生參與理工競賽，鼓勵學生觀察在地社區問題，以永續發展為核心，透過原創的理工觀點及配套工具解決問題。美國三星電子企業公民資深主任吳安（Ann Woo，音譯）說：「我們很感激，有機會表揚這群鼓舞人心且具創意的參賽學生。學生以非凡的解決方案化解重要問題，期待看到學生繼續為世界帶來改變。」
●優勝1╱有請「黑水虻」 解決食物廢棄物
普林斯頓高中參賽學生表示，溫室氣體排放來源可能是交通、伐林或牛隻排氣，但食品廢棄物也是一大來源。若把食品廢棄物當成一個國家，它將成為全球最大的溫室氣體「排放國」。
食品廢棄物包羅萬象，涵蓋自然腐壞、運送及保存期間的耗損、剩食和廚餘等。在大多數社區，食品廢棄物被扔進垃圾箱，進入垃圾掩埋場並在地底分解，但分解過程會釋放甲烷。
這群學生利用自然界最棒的回收高手「黑水虻」，協助解決食物廢棄物過剩的問題。黑水虻能靠任何食物維生，無論這些食物受到何等嚴重汙染，甚至不少畜牧業者以豬雞牛糞來餵食黑水虻。黑水虻長大後，成為畜牧飼料的最佳蛋白質，一舉兩得。
學生透過管道取得未經處理即丟棄的食物，或從市場取得賣相不佳而被丟棄的蔬果，再將食物廢棄物搗碎，加速分解。他們還製作一個容器，集中黑水虻和食物廢棄物，同時避免蒼蠅、蟑螂和老鼠不請自來和腐敗臭氣逸散。基礎裝置完備後，進入科技和工程技術階段，學生運用藍芽感測器發報通知，如飼養黑水虻的儲藏容器滿了，或黑水虻已長得夠大，藉此簡化觀察過程。
學生利用黑水虻來餵鯰魚，或送到附近農場餵雞。此外，他們發現黑水虻的油脂豐富，其品質不亞於棕櫚油，高經濟價值的棕櫚油廣泛用於各產業。棕櫚產業大面積伐林，製造大量溫室氣體。砍伐1公頃的森地只能生產2.8噸的棕櫚油，卻製造174噸溫室氣體；反之，同樣的土地可製造103.6噸黑水虻油。學生大膽假設，若能量產黑水虻油，每100公頃林地中，有97公頃可以再次植林，有助環境修復，且只需餵黑水虻吃食品廢棄物，形成地球友善循環。
●優勝2╱「探路者」警示威脅 顯示疏散路線
德州波特高中去年9月18日舉辦睽違已久的返校派對，現場氣氛歡樂，但就在社群媒體上出現疑似校園槍擊凶手的傳聞後，謠言迅速擴散，學生及家長陷入恐慌。參與派對的學生慌亂逃竄，不少人遭推擠踩踏受傷，事件影響延續數日，社區陷入恐懼。
學生下定決心，不再讓恐懼影響學校及企業，拒讓假警報引發恐慌。學生集思廣益並用心智圖畫出可能的解決方案，分析最有效率的方式，彙整出「探路者」（Pathfinder）方案。
「探路者」是警示與疏散系統，在發生事故時，結合聲音與光線，引導學生疏散至安全處，不受眾人驚恐及荒謬決策干擾。「探路者」的原型利用光控燈電路板、微控制器、聲音與光源感測器，確保學生喧鬧的噪音假警報不會觸發警示系統。
原型系統經測試可行後，便擴大使用開發型電路板，沿走廊建製LED光條。學生指出，「探路者」可使用5萬個小時，約61公尺直線距離僅消耗4.8瓦，且材料費只要133.85美元（約台幣3882元）。
學生接著模擬30分貝到逾120分貝的各種槍械的音量，確保警報能在真正的槍手出現時發揮作用。「探路者」的疏散系統會規畫出最安全有效的逃跑路線，並以紅綠黃光指示疏散方向和危險程度。除了校園外，學生訪問退休警官和亞馬遜全球營運執行長，驗證這項裝置的適用性，認為可廣泛用於企業、酒吧、舞廳、教堂、體育場和飯店等。
●優勝3╱搭乘校車刷卡 規畫最短路線
受疫情影響，美國許多學校去年難以招聘校車駕駛，大橋高中一名學生因為校車延誤而無法準時回家照顧妹妹，害妹妹在外淋雨等待兩小時。他把這件事告訴同儕後，大家設計出「AcceleRoute」系統，透過學生上下車刷卡，規畫最有效率的校車路線，改善校車行駛效率。
學生先用程式做讀卡機，並發給乘車學生登錄住址的卡片，當學生上車刷卡後，程式就會自動規畫最快捷的路線，駕駛只要跟著程式規畫的路線開車送學生回家就行，無須仰賴經驗老到的駕駛在腦中規畫路線。
學生參考公車路線規畫路線，再透過演算法優化並計算最快捷的路線。該校校車原先就裝有讀卡機和平板電腦，因此學生只要安裝程式。在測試運轉中，學生上車刷卡，其住址便會載入程式；程式根據當天搭車學生的住址規畫最佳行車路線，引導司機快速送學生返家。
學生下車也要刷卡做紀錄，當地巴士業者認為，此程式收集的數據很有幫助，因為業者迄今無從得知到底有誰搭車。學生表示，校車若能更效率的運作，就會有更多學生願意搭校車上下課，快速路線更節能。每輛校車可載75名學生，換言之可解決家長開車接送的煩惱，減少碳足跡和溫室氣體排放，改善道路雍塞情況。
原文出自《好讀周報》667期
