12歲小女孩新發明 用「遙控玩具船」來偵測海洋塑膠垃圾

Young Scientist Lab影片截圖

海洋垃圾撿不完,尤其是0.5公分以下的微塑膠,更是生態浩劫的隱形殺手。美國12歲小女孩,發明了最新的水底遙控船來偵測塑膠垃圾。看似普通的遙控玩具,這個新發明的奧妙之處在哪裡?

「你知道每年有八百萬噸塑膠被倒進海裡嗎?他們……最後成為我們的食物、到了我們的盤子上……」一名綁著辮子、閃著童稚笑容的12歲小女孩,在波士頓灣邊的童聲中,有著激動的情緒。她喜歡水,常在灣邊散步,曾試著撿起地上的塑膠垃圾,但一眼望去,她知道這似乎不可能清得完。

的確,海邊的垃圾,日復一日隨著潮來,怎麼都清不完。尤其是塑膠,不會被分解,不是永遠待了下來,就是更糟的,被動物吃下肚,然後再被人類吃下。

多數人都有這種感嘆,但這小女孩還進一步思考要怎麼解決、付諸行動。她是住在美國麻州、就讀Andover蒙特梭利學校六年級的華裔女孩杜安娜(Anna Du音譯)。

看似普通的遙控玩具船,用紅外線找塑膠

她跟一般孩子一樣,會趴在家裡的地上玩,也會隨性地靠著沙發打電腦。不一樣的是,她就這麼在家裡做研究、找資料、嘗試實驗,尋找方法解決這個問題。

她的發明,就是一個裝有紅外線的「智慧潛水艇」,運用塑膠內的化學鍵可以吸收紅外線的特性,在茫茫大海中找到塑膠。配備著白色馬達扇葉、看似一般的「遙控玩具船」,一旦放入水中,操控者可以透過遠距遙控方式,控制幾種不同紅外線的波長,讓水中各類大小塑膠,從其他物質與生物中現形,區別出來。

她說,這種方式不會產生有害物質傷害海底的生物,更不用把找到的樣本送到實驗室化驗確認,也不會很貴。

杜安娜以此參加3M跟Discovery Education舉辦的年輕科學家挑戰賽(Young Scientist Challenge),成為今年入選「年輕科學家實驗室」(Young Scientist Lab)的十名「小小科學家」之一。在未來幾個月,將有其他成年科學家輔導她,把這個計畫做得更周全。接下來,她還希望可以跟政府、企業、相關協會團體合作,將這個遠端遙控裝置變為自動偵測塑膠的無人機,用機器人更有效地找到、清除這些海裡的沉默殺手。在更遠的將來,她也希望能夠進入麻省理工學院繼續研究海洋相關的科學,成為工程師,用更多發明,守護她所熱愛的海洋與海裡的動物。

「我希望以後成為一個工程師,因為我熱愛海洋與海洋動物,我想要貢獻自己的力量來幫助他們。在未來,我希望能利用我的工程能力與所有的發明,來拯救人類,」杜安娜年紀雖小,志氣可不小。

年輕科學家挑戰賽,發掘未來的天才

「年輕科學家挑戰賽」,類似我們常見的科展,讓學生、老師、父母有舞台可以展現透過科學改善世界的創新,是3M推行數年的企業社會責任活動,運用企業的核心能力與資源,將一個孩子躍躍欲試的奇想與發現,放大成改變未來的發明。自每年年底開始徵件,於隔年六月公布十名入圍者,並且指派專家協助這些入圍者把計畫做得更周詳,在十月中決賽與頒獎。

因為入圍,杜安娜已經確定有1000美元(約3萬元台幣)的獎金。若是得到第一名,可以獲得25000美元。無論是1,000美元還是25,000美元,都遠遠比不上她的發明對世界帶來的影響與效益,讓她的想法就像種子一樣,得以進一步發揮與實現!

跟她一起入圍的競爭者的發明,也都很有趣,而且切中當今人們遇到、需要解決的問題,讓人彷彿看到未來。例如,可以同時使用乾淨與回收水的家用馬桶沖水設備,用以節省水資源;用藍芽感應即時偵測弓箭拉得準不準的APP;用AI協助MRI與癌症治療更有效;用AI與深度機器學習找出個人化的流感疫苗;用氣動人工肌肉降低飛機在高空中的碳排放;用人在手機螢幕上敲按時就可以產的能源為手機充電的手機殼……等。

連南冰洋都充滿微塑膠,全球減塑大作戰

不過,今年媒體爭相報導杜安娜的發明,也有不少企業展現高度興趣,背後反映出減塑與海洋塑膠垃圾議題,已經成為全球最關注的環保課題之一。

一般定義0.5公分以下的塑膠碎片,就是微塑膠。根據研究機構AWI(Alfred Wegener Institute)今年四月發表的研究報告指出,南冰洋的冰塊樣本中,每公升的海冰就包括1萬2千個微塑膠,是有研究以來的最高紀錄。連在理應乾淨純粹的南極都是如此,在其他地方的嚴重性可想而知。世界經濟論壇就曾公布研究指出,在2050年,海洋裡最大的族群,將是塑膠,而不是魚。

許多國家與企業都紛紛採取更嚴格的減塑措施。全球咖啡龍頭星巴克,就在七月初宣布將在2020年全面停用塑膠吸管,台灣也將自明年七月開始禁止餐廳內用提供塑膠吸管。韓國也宣布,所有賣場(從大型超市到便利商店與小型市場)從今年十月起,將全面禁用付費的塑膠提袋。