2020戴森設計大獎兩項全球冠軍揭曉

　　家用乳腺癌篩查設備和可再生電能的新型材料

　　上海2020年11月19日 /美通社/ -- 2020年是戴森設計大獎(The James Dyson Award)創下新紀錄的一年，目前該獎項已經資助了來自世界各地的年輕工程師和科學家的250項發明。在今年充滿嚴峻挑戰的背景下，戴森設計大獎收到的參賽作品數量達到歷史新高，作品質量表現出眾，彰顯了青年發明人才的獨創性。今年榮獲了3萬英鎊獎金的全球冠軍和全球可持續發展冠軍，都為當前人類面臨的全球性問題 -- 女性錯過乳腺癌篩查導致發現病症過晚，以及可持續產生的可再生能源匱乏，給出了解決方案。

　　

　　戴森設計大獎2020年國際冠軍

　　23歲的Judit Giró Benet發明的一種通過尿液樣本在家檢測乳腺癌的新方法 -- Blue Box榮獲2020年戴森設計大獎國際冠軍。

　　27歲的Carvey Ehren Maigue發明的一種由廢棄農作物製成，可以將紫外線轉化為可再生能源的新材料 -- AuREUS 系統科技成為戴森設計大獎首個可持續發展獎的得主。

　　戴森設計大獎2020年國際亞軍

　　來自倫敦帝國學院和英國皇家藝術學院的一群學生，發明了一款裝置 -- Tyre Collective，可以回收汽車輪胎磨損後產生的顆粒，從而實現輪胎顆粒再循環利用。

　　來自加拿大滑鐵盧大學的學生則發明了一種新型的液晶鏡頭 -- Scope，可以幫助相機實現無損變焦。

　　詹姆斯·戴森評價2020年戴森設計大獎時表示：「參加戴森設計大獎的工程師、科學家和設計師們證明了年輕人具備改變世界的能力。我們注意到，越來越多的青年發明人才正為醫療保健和改善可持續發展等問題提出解決方案，而要在眾多極具潛力和崇高理想的創意中做出選擇令人為難。因此，我們今年設立了兩個獎項，以支持兩項值得被嘉獎的發明。Judit和Carvey都是取得重大突破的傑出人才，我希望戴森設計大獎能助力他們取得成功。」

　　戴森設計大獎2020年國際冠軍 - 由Judit Giró Benet發明的Blue Box

　　

　　問題在得知母親患上乳腺癌後，Judit開始深入研究乳腺癌，她意識到全球正亟需一款侵入性更低、更易獲得的乳腺癌篩查方法。目前的篩查流程要求婦女到醫院或醫療機構進行侵入性檢查，疼痛感強且費用高昂。據美國疾病控制和預防中心研究顯示，近40%的女性忽略了乳腺X光檢查，導致三分之一的癌症患者過晚發現病症[1]，生存機率下降。此前，美國癌症協會預測，到2020年，乳腺癌將佔美國所有確診癌症的30%[2]。在中國，乳腺癌的發病率也不容樂觀，根據《2019年中國最新癌症報告》顯示，乳腺癌居女性癌症發病首位，每年發病約為30.4萬，佔女性癌症發病率的17.10%。此外，有報告顯示，每年中國乳腺癌新發數量和死亡數量分別佔全世界的12.2%和9.6%[3]。

　　解決方案來自西班牙塔拉戈納的Judit Giro Benet發明的Blue Box是一款家用的乳腺癌生物醫學檢測設備，它利用尿液樣本和人工智慧算法來檢測乳腺癌早期症狀。該設備是非侵入性的、無痛的、無輻射的、低成本的，讓女性在家就可以檢測乳腺癌，掌控自己的健康。

　　該設備對尿液樣本進行化學分析後，將樣本數據上傳至雲端伺服器。基於人工智慧的算法對尿液中的特定代謝物做出反應，為用戶提供診斷。該設備與一個應用程式相連接，該應用程式提供用戶通訊功能，一旦樣本檢測呈陽性，用戶立即可在應用程式上與專業醫療人員取得聯繫。

　　接下來的幾年對Judit來說至關重要，因為她和她的團隊正在加州大學歐文分校，朝著原型設計和數據分析軟體的最後階段努力，她們將進一步進行臨床試驗和研究，同時提交極為重要的專利申請。

　　Judit表示：「Blue Box有可能使癌症篩查成為日常生活的一部分。它可以幫助改變社會與乳腺癌作鬥爭的方式，改善乳腺癌患者到了晚期才被發現的情況。詹姆斯·戴森通知我獲得國際冠軍的那天，對我而言是一個真正的轉折點，因為獎金可以幫助我更廣泛地申請專利，加快我在加州大學歐文分校目前開展的研究和軟體開發速度。此外，更重要的是，詹姆斯·戴森對我的想法的信任，給予了我在這個關鍵時刻所需要的信心。」

　　戴森創始人及首席工程師詹姆斯·戴森表示：「我曾親眼目睹過癌症帶來的可怕後果，作為科學家和工程師，我們應盡一切努力攻克這種可怕的疾病。Judit的創意讓我印象深刻，她創造了一款結合了硬體、軟體和人工智慧的精緻作品，使癌症篩查成為日常生活的一部分。Blue Box將收集的用戶數據存儲在雲端，這讓更精確的治療方法得以實現，進一步提升了全球對癌症的認識程度。目前，Judit正面對著高度複雜的醫療審批系統，我們應為她提供儘可能多的支持。」

　　可持續發展獎 - 由Carvey Ehren Maigue發明的AuREUS系統科技

　　

　　問題

　　許多可再生能源面臨間歇性問題，如風能和太陽能只能在特定的環境條件下才能產生。太陽能電池板必須面向太陽才能將可見光轉化為可再生能源，目前的太陽能發電廠都是水平而非垂直建設的。並且，發電站通常被建在優質的耕地上，導致土地不能用於農作物種植。據統計，化石燃料佔全球能源產品的81%以上[4]，如果繼續以目前的速度燃燒化石燃料，到2060年全球的天然氣和石油供應將面臨枯竭[5]。同樣的，中國能源消費構成中化石能源仍為主要來源，佔比偏高，而清潔能源消費量佔能源消費總量的23.4%，一次電力和其他非化石能源僅佔比14.9%[6]。然而，有成千上萬的窗戶和其他表面可被重新利用，卻被人們所忽略。

　　解決方案戴森設計大獎的首個可持續發展獎得主面臨的挑戰是，如何更有效地利用光獲取可再生能源，並在此過程中完成廢棄物的升級利用。

　　AuREUS是菲律賓馬尼拉馬普阿大學的Carvey Ehren Maigue發明的一種材料。它可以附著在原有的結構或物體表面，吸收紫外線並將其轉換成可見光，從而產生電能。這種產能方式是傳統太陽能電池板無法實現的。無論是晴天還是陰天，Carvey的材料都可以產生電能，因為其材料中的顆粒會吸收紫外線，從而使它們發光。當這些粒子「靜止」時，它們讓多餘的能量以可見光的形式從材料中「釋放」，隨後可見光就能轉化為電能。相比太陽能電池板，AuREUS有望將更多的太陽能轉化為可再生能源，甚至在沒有陽光直射的情況下也能充分發揮作用。目前有測試表明，它的光電轉換效率達到48%，而傳統的光伏發電的光電轉換效率只有10-25%[7][8]。

　　一直以來，菲律賓都飽受極端天氣之苦，農民也經常因此損失慘重。Carvey沒有放任受災農作物腐爛，而是試圖將其變為他的襯底材料的紫外線吸收劑。在測試了近80種不同類型的本地農作物後，Carvey發現其中9種可作為長期使用的備選。當襯底被應用於材料時，它是耐用的，半透明的，並且可以塑造成不同的形狀。Carvey已經在研究開發可用於窗戶和牆壁之外其他地方的材料，比如布料，並打算將其應用到汽車、船隻和飛機上。

　　詹姆斯·戴森表示：「AuREUS可持續利用廢棄農作物的方式令我驚嘆，但我更加被Carvey的堅定和決心觸動。2018年未能入圍國際評審後，他仍堅持並進一步延伸了自己的想法 -- 這將是他在漫長的商業化道路上非常重要的性格特質。我祝願他一切順利，我本人也很關心農業，一直擔心光伏電池大量覆蓋肥沃豐產的農業用地的問題。Carvey的發明呈現了一種令人信服的方法，讓我們在城市內的窗戶等現有結構上也能創造清潔能源。」

　　堅持不懈2018年，Carvey首次將他的想法提交給戴森設計大獎，但沒有進入最終評審階段。當時，他的這項技術僅能應用於窗戶上，而且在襯底中使用了一種化學化合物作為主要成分。經過兩年在應用領域的進一步研發，將回收改造的廢棄農作物作為襯底材料後，Carvey的發明最終榮獲了戴森設計大獎首個可持續發展獎。他堅持不懈改進自己的想法，並從挫敗中吸取教訓。Carvey對待失敗的精神與詹姆斯·戴森不謀而合，這也是戴森工程師們所具備的關鍵品質。

　　Carvey在與詹姆斯·戴森交談後表示：「獲得戴森設計大獎冠軍對我而言，既是起點也是終點。它標誌著多年來外界對AuREUS是否具有全球意義這一質疑的結束，也標誌著AuREUS系統技術走進世界視野的開始。我希望能利用自然資源去創造一種更好的、貼近人們生活的可再生能源，去實現一個可持續的、可再生的未來。」

　　戴森設計大獎2020年國際亞軍

　　Scope -- 由來自加拿大滑鐵盧大學的Ishan Mishra, Holden Beggs, Chen Le Cao, Fernando J. Pena Cantu和Alisha Bhanji組成的團隊發明。

　　問題手機攝像機在調整焦距放大影像時無法獲得高質量的照片，因為它的鏡頭不像傳統攝影機那樣使用光學變焦。

　　解決方案Scope使用了置於電池內的液晶。在對晶體施加電壓後，可以動態調整鏡頭的光的波陣面，無需物理移動，就能實現無損變焦。

　　Tyre Collective -- 由來自倫敦帝國學院和英國皇家藝術學院的創新設計工程專業的Siobhan Anderson, Hanson Cheng, M Deepak Mallaya和Hugo Richardson組成的團隊發明。

　　問題每當車輛制動、加速或轉彎時，輪胎就會發生磨損，大量微小的顆粒會散布在空氣中。僅在歐洲，每年就會產生50萬噸輪胎顆粒[9]。這些足夠小的微粒傳播到空氣和更廣闊的環境中，會對人體健康造成嚴重危害。輪胎微粒佔公路運輸PM2.5排放量的50％，到2030年將佔據所有PM2.5排放量的10％。而這些汙染物大多會進入水路和海洋，並最終進入食物鏈[10]。

　　解決方案Tyre Collective的發明團隊旨在從源頭捕獲輪胎顆粒，從而減少這種無形的汙染。該團隊所研發的裝置被安裝在車輪邊緣，利用靜電和紡車的空氣動力來收集輪胎顆粒。完成收集後，這些顆粒就可以被回收並在新輪胎或油墨等其他材料中重複使用。

　　編者按戴森設計大獎是詹姆斯·戴森爵士致力於展示工程師改變世界的力量這一願景的一部分。戴森工程與技術學院、詹姆斯·戴森基金會和戴森設計大獎鼓勵有抱負的工程師運用知識，發掘通過技術改善生活的新方法。自2005年該賽事首次舉辦以來，詹姆斯·戴森已為教育和其他慈善領域的創設性想法捐款逾1億英鎊。該獎項已用獎金支持了近250項發明。

　　Blue Box，由Judit Giró Benet發明

　　23歲的Judit畢業於巴塞隆納大學生物醫學工程專業，並於近期取得加州大學歐文分校的網絡物理系統碩士學位。2017年10月，她在巴塞隆納學習的最後一年裡開始研發Blue Box的首個原型機。那時，她的教授提到Blat狗的故事，Blat狗可以通過嗅聞主人呼吸的氣味來檢測肺癌。這個故事啟發Judit了，她開始嘗試利用她的工程專業知識，將狗的生理機能複製到Arduino的微處理器和傳感器 -- 發明一個Arduino的電子鼻。Judit在乳腺癌生物標記物的研究已經獲得了積極的研究成果，目前她正展開對Blue Box在尿液中分析到的化合物的專利討論，這些化合物是基於工程技術而非實驗醫學。她的人工智慧軟體模仿了她在大學時所了解的那隻狗的感官系統。

　　AuREUS System Technology，由Carvey Ehren Maigue發明

　　Carvey今年27歲，在菲律賓馬普瓦大學學習電氣工程。過去十年中，Carvey在修讀學位的同時，幫助其他工程師開發外部項目來支持他的研究經費。如今，Carvey正專注於他自己的項目AuREUS -- 一種多用途的、全新的、升級改造的材料，它可以吸收紫外線產生可再生能源。他的靈感來自許多不同的經歷：參觀一家酒吧時，Carvey曾看到在黑色光源環境下發光的酒杯。與此同時，他關注到，即使在沒有陽光的情況下，他眼鏡上的鏡片仍會變色。他還開始疑惑北極光如何運作。當Carvey看到紫外線存在於各種各樣的環境中，他的好奇心促使他開始研究紫外線和探索它的用途。Carvey準備在年底前提交項目的專利申請，並且已有一些廢棄物管理和農業工業領域的初創企業與他取得聯繫。

　　往屆獲獎者

　　2019年國際大獎冠軍 - MarinaTex

　　MarinaTex是一次性塑料的生物可降解替代品，由有機魚廢棄物和取源於當地的紅藻製成。

　　2019年國際大獎亞軍 - AffloAfflo是一款支持AI的可穿戴設備，可監控哮喘症狀並預測觸發因素，幫助用戶通過數據分析哮喘因素有效做出相應的決策，來最大程度降低未來發生哮喘的可能性，從而改善生活。

　　2019年國際大獎亞軍 - Gecko TraxxGecko Traxx是實惠的可攜式手動輪椅配件，可以在平整道路以外的地方使用。獨特、靈活的輪胎橫截面在裝入輪椅後，可讓使用者獨立前往沙灘和越野地形。

　　2018年國際大獎冠軍 - O-Wind TurbineO-Wind Turbine與常規發電裝置不同，是一種萬向風力發電裝置，可以捕捉來自任何方向的風，使其能夠在多風向的城市環境中使用。

　　2017年國際大獎冠軍 - The sKan加拿大麥克馬斯特大學（McMaster University）醫學和生物工程專業本科生團隊發明了一種低成本的惡性黑素瘤無創檢測裝置The sKan。該團隊正在利用獎金完善他們的設計，以通過美國食品藥品管理局的標準。

　　2016年國際大獎冠軍 - EcoHelmetEcoHelmet是可摺疊的紙質自行車頭盔。這種頭盔採用蜂窩結構以保護頭部免受衝擊，並且可以在不使用時完全折平。該頭盔目前處於產品開發階段。

　　2015年國際大獎冠軍 - Voltera V-OneVoltera V-One是一種採用3D列印快速成型原理的印製電路板，用於智慧型手機等電子設備。他們的其中一款樣機目前已被戴森的工程師採用。

　　關於戴森設計大獎

　　大賽主旨針對某一特定問題設計解決方案。這個問題可以是困擾普通人日常生活的小麻煩，也可以是全球性的重大難題。最重要的是，解決方案需要切實有效並展現巧妙的設計構思。與其他比賽不同，參賽者對發明的智慧財產權享有完全自主權。

　　流程參賽者首先在國家或地區範圍接受評選，入圍者可以晉級國際賽。由戴森工程師組成的評審團將從中選出20項作品，再將國際20強遞交詹姆斯·戴森爵士評審，最終從中選出國際大獎冠軍、亞軍和可持續發展獎得主。

　　獎項

　　國際大獎冠軍獎金為30,000英鎊，獲獎者所在大學可額外獲得5,000英鎊

　　可持續發展獎獎金為30,000英鎊

　　兩名國際大獎亞軍將各獲得5,000英鎊

　　國家或地區冠軍可獲得2,000英鎊

　　可持續發展獎得主2020年戴森設計大獎增設全新獎項 -- 可持續發展獎以表彰為可持續發展提供解決方案的作品。詹姆斯·戴森將從國際20強的入圍者中選出可持續發展獎得主。是否契合社會可持續發展議題將是該獎項的重要考量因素。可持續性不僅可以體現設計理念中，更可以融入在產品的製造方式和設計使用的材料中。

　　如何報名參賽者通過戴森設計大獎網站在線申請進行報名。比賽將於2021年3月重新開放，具體日期待確定。

　　參賽者須準確說明其發明創造、工作原理，以及開發過程。優秀的入圍作品往往最貼近現實、最有可持續性，能夠體現迭代發展並解決實際問題。入圍者在申請時須提交圖片和視頻，以及實物原型。

　　[1] 48Feldstein, A.C., Perrin, N., Rosales, A.G., Schneider, J., Rix, M.M. and Glasgow, R.E., 2011. Patient barriers to mammography identified during a reminder program. Journal of Women's Health, 20(3), pp.421-428.

　　[2] American Cancer Society.

　　[3] 中國乳腺癌現狀.

　　[4] International Energy Agency.

　　[5] Ecotricity.

　　[6] 中國能源發展報告2020.

　　[7] Renewable Energy Focus. .

　　[8] Statista.

　　[9] Kole, Pieter Jan, et al. 「Wear and Tear of Tyres: A Stealthy Source of Microplastics in the Environment.」 International Journal of Environmental Research and Public Health, vol. 14, no. 10, 2017, p. 1265., doi:10.3390/ijerph14101265.

　　[10] Department for Environment, Food & Rural Affairs. 「Air Quality: Brake, Tyre and Road Surface Wear - Call for Evidence.」 GOV.UK, GOV.UK, 10 July 2019.