冠軍:智慧無人船「波賽噸」,河川清潔新利器

東海大學、中山大學組成的「波賽噸」團隊,隊長連國筌(左二)等人以自主研發的智慧無人船奪得第二屆「河好如初」設計思考工作坊冠軍,打造兼具垃圾清理、水質監測與採樣功能的河川治理新方案。左一是東海大學研發長林惠真。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室
東海大學、中山大學組成的「波賽噸」團隊,隊長連國筌(左二)等人以自主研發的智慧無人船奪得第二屆「河好如初」設計思考工作坊冠軍,打造兼具垃圾清理、水質監測與採樣功能的河川治理新方案。左一是東海大學研發長林惠真。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室

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

「波賽噸」智慧無人船整合垃圾回收、水質監測與採樣功能,透過自主研發與模組化設計提升河川巡檢效率。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室
「波賽噸」智慧無人船整合垃圾回收、水質監測與採樣功能,透過自主研發與模組化設計提升河川巡檢效率。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室

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。

「波賽噸」團隊在決選現場展示自主研發的智慧無人船實體,呈現河川垃圾清理與水質監測構想。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室
「波賽噸」團隊在決選現場展示自主研發的智慧無人船實體,呈現河川垃圾清理與水質監測構想。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室

「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

連國筌坦言,從零打造智慧無人船挑戰重重,零件開發、經費與反覆測試都是研發過程中的難題。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室
連國筌坦言,從零打造智慧無人船挑戰重重,零件開發、經費與反覆測試都是研發過程中的難題。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室

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。

從設計、製作到實測驗證,團隊一步步完成智慧無人船,將河川治理構想化為可運作的產品。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室
從設計、製作到實測驗證,團隊一步步完成智慧無人船,將河川治理構想化為可運作的產品。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室

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

團隊持續精進智慧無人船功能,並朝商品化與教育應用發展,讓河川治理創新方案持續落地。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室
團隊持續精進智慧無人船功能,並朝商品化與教育應用發展,讓河川治理創新方案持續落地。 圖片提供 / 聯合報系永續工作室

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。

延伸閱讀

【河好如初周報】之四 ⦙ 污染修復看得見 NOAA更新互動地圖公開30年環境復育成果_(0803/0807)

【河好如初周報】之四 ⦙ 污染修復看得見 NOAA更新互動地圖公開30年環境復育成果_(0803/0807)

【河好如初周報】之三 ⦙ 校園湖泊變身生態濾水器 英國約克大學打造人工浮動濕地改善水質_(0803/0807)

【河好如初周報】之三 ⦙ 校園湖泊變身生態濾水器 英國約克大學打造人工浮動濕地改善水質_(0803/0807)

【河好如初周報】之二 ⦙ 河川、湖泊、海洋同步失氧 研究示警生態恐跨越臨界點_(0803/0807)

【河好如初周報】之二 ⦙ 河川、湖泊、海洋同步失氧 研究示警生態恐跨越臨界點_(0803/0807)

【河好如初周報】之一 ⦙ 水、氣候、生態不能分開管 IUCN倡議建立全球水治理框架_(0803/0807)

【河好如初周報】之一 ⦙ 水、氣候、生態不能分開管 IUCN倡議建立全球水治理框架_(0803/0807)

乾旱下的多瑙河:二戰沉船重現,塞爾維亞政府如何應對低水位航運難題?

乾旱下的多瑙河:二戰沉船重現,塞爾維亞政府如何應對低水位航運難題?

人是否親水 關鍵在水質 林元鵬談頭前溪治理

人是否親水 關鍵在水質 林元鵬談頭前溪治理

牛稠溪科技執法10支監視器揪亂丟垃圾 2年罰264件、裁罰逾60萬元

牛稠溪科技執法10支監視器揪亂丟垃圾 2年罰264件、裁罰逾60萬元

萊茵河水位創新低衝擊運輸 德國Q3經濟估受影響

萊茵河水位創新低衝擊運輸 德國Q3經濟估受影響

淡水公司田溪縱向阻礙打通 309種生物現蹤、保育類穿山甲及魚鷹回來了

淡水公司田溪縱向阻礙打通 309種生物現蹤、保育類穿山甲及魚鷹回來了

多瑙河水位創新低 匈牙利核電廠40年來首停機

多瑙河水位創新低 匈牙利核電廠40年來首停機

查到了!高雄後勁溪大量魚屍暴斃 環保局查到五家違規排放廢水業者

查到了!高雄後勁溪大量魚屍暴斃 環保局查到五家違規排放廢水業者

視障者透過觸摸 探訪台北水路遺跡

視障者透過觸摸 探訪台北水路遺跡

more