土石流來襲 未來手機告訴你

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【記者林妤瑄、劉德苓/新北市報導】台灣傳統的土石流警戒,中央氣象局先行預測危險範圍,再由農委會發布至地方政府,提醒民眾。然而當資訊傳到人民手上時,處在危險地區的人民基本上沒有足夠的時間可以逃跑。為了解決這個窘境,任教於亞東技術學院的林照峰教授率領學生團隊,研發出 — — 「土石流防災物聯網」:藉由網路將設備與手機連動,設備偵測環境,若達到土石流警戒可能範圍值,會立即警示使用者,人民不必再經過繁多的步驟才能得知土石流的狀況。

物聯網與防災概念的全新結合

張鈜幃(圖左)、林照峰(圖中)和石玉銓(圖右)三人合照。 攝影/林妤瑄

「土石流防災物聯網」由張詠儒、張鈜幃、石玉銓以及李旻峰組成的四人團隊開發,由林照峰教授帶領,每人各司其職,負責自己擅長的領域,試圖打破過去偵測土石流的模式,將物聯網的概念融進防災系統中。結合智慧型手機、無線網路等方法,讓民眾可以即時接收到雨量與土石傾斜等情況,若超過危險值即會提醒使用者。希望能為社會大眾帶來一套全新的土石流防災系統,以降低可能的傷亡。

四位同學目前都已從亞東技術學院畢業,接受採訪的石玉銓與張鈜幃分別就讀國立臺灣海洋大學研究所,後者正在等待役期。兩人表示,當初會想要做這項產品,除了教授提議,他們也想嘗試以自己的力量拯救更多人的生命,煩惱許久,終於想到以「物聯網」的方式將理想與現實串連起來。

四大端元 偵測可能因素

產品主要分成四大端元:分別是主控端、雨量傾斜感測器、流量感測器,以及傾斜感測器,傾斜感測器下方裝有濕度感測器,四個裝置皆有天線可用物聯網方式連回手機,不僅會發出訊息、震動警示,同時也會有語音提醒,告知手機持有者可能將有土石流發生,盡快採取撤離行動。

主控端安裝在家中,透過天線接收警告資訊;雨量傾斜感測器採傾斗式的方式,利用內部的傾斗來測量雨量,每次傾斜都會累積零點三毫米的雨量,當內部積水超過中央氣象局制定的大雨標準(八十毫米)以上,就會發生預警;流量感測器放置在山坡下方的水溝中,當山坡上的強降雨超過土壤的吸收程度時,就會將雨水排至排水溝,透過量測下方水溝的總雨水量,就能間接判斷目前山坡是否達到形成土石流的程度。

傾斗式雨量感測器內部圖。 攝影/林妤瑄

傾斜感測器上裝有太陽能板,內部也有備用蓄電池,APP會顯示電量以防電力耗盡。在土石發生流動,造成感測器傾倒後,同樣也會透過天線回傳至主控端;下方加裝土壤濕度偵測器,因為土壤濕度跟土石流發生有絕大的關聯性,當濕度超過一定基準,警報同樣會傳至主控端,發出警訊。利用物聯網,訊息以跳躍式的傳遞 — — 「ZigBee」一種低速短距離傳輸的無線網路 — — 回傳到主控端;透過這種傳遞方式,不管主控端彼此距離多遠,只要設定好節點,就能進行跳躍性的傳遞,將警示數據傳達到位於警戒區的主控端。

排除萬難 過關斬將

團隊從概念發想開始,一直到收集零件、完成作品,花了將近半年的時間。負責硬體工程的石玉銓甚至花費整個暑假待在實驗室裡,從早到晚,只為找出錯誤,讓整個系統能跟張鈜幃負責的APP連動,順暢運作。「我是覺得說,你不管做什麼樣的東西,都一定會遇到一個瓶頸或困難。」他們靠四年來老師所教授的觀念,且走且行,自己摸索竅門,使作品更加完善。

「土石流防災物聯網」連動APP介面。 攝影/林妤瑄

儘管近期參加許多比賽皆獲得亮眼成績,但石玉銓毫不諱言地說,作品完成初期,他們參加過很多競賽,但並非一開始就脫穎而出。「之前我們參加某個比賽,就是某個評審老師,對我們作品沒什麼興趣。我們介紹完後,他就說『你們這個作品沒有用』,就走了。」評審的評價一度讓四人感到灰心喪志,但同時也是讓他們警惕、重新審視自己的契機。

「很多東西都是你要一直去不斷的嘗試,沒有東西是你可以去一開始做就做完成的。」石玉銓說,經過此事件後,固然感到灰心,但多虧那位評審的當頭棒喝,他們開始不斷改進作品、調整自己的腳步,藉由每次參賽的評語激勵自己繼續向前,終於在去年年底由盛群半導體股份有限公司主辦的第十二屆盛群盃32-bit MCU應用組奪冠;之後一路過關斬將,得到馬來西亞國際發明展的金牌和伊朗特別獎、以及臺灣創新技術博覽會發明競賽鉑金獎等獎項,獲獎無數。

「土石流防災物聯網」獲獎的各式獎章與獎盃。 攝影/林妤瑄

脫離無力感 放眼未來

林照峰說,學生設計的作品要能夠商品化,進入市場,機率大概僅有千分之三。即使能成功進入市場,也要不斷進行驗證以及辦理專利、商標權等,需耗費將近十年、甚至更長的籌備期,才能真正送到消費者手中。他表示,目前透過參加各項發明展以及競賽來推廣作品,提高產品曝光率,希望能被企業青睞,得到商品化的機會。

同時也因為是學生作品,每個實驗室的研究經費都不相同;團隊四人認為,因為這點,即使目前已經完成作品,甚至得獎,要進一步改進作品的機會微乎其微。石玉銓說,就算作品不被採用成為商品,希望未來有後進或是業界,能夠看見他們的所提出的物聯網防災概念,運用未來新增的技術、觀念繼續改良這項產品,讓它最終能為世人所用。

自我期許 向前邁進

林照峰說,未來最理想的情況是能夠與政府合作,將產品完善化,如防水、廣泛設置等,實際裝載在土石流警戒區的鄉鎮村里山區,以大幅減少傷亡。「只要有人因為這件作品逃過土石流,生命安全,那這件作品就有價值了。」他期許這項商品總有一天能夠大放異彩,離開實驗室,真正拯救人們的生命。

面露微笑的張鈜幃(圖右)和石玉銓(圖左)。 攝影/林妤瑄

「忘記背後,努力面前,向著標竿直跑。」面對未來,身為基督徒的石玉銓引用聖經的話鼓勵自己,未來進入相關業界後也不忘初衷,繼續努力向前;張鈜幃也希望未來自己的作品能夠回饋社會,應用自身所學,造福更多人。

採訪側記

當年莫拉克災情歷歷在目,很高興台灣有這麼一群人共同為了防災努力。採訪過程中,我們看見他們不只對作品有著很高的追求,同時有著更高的理想,只為了能拯救更多生命。希望未來他們的作品或是概念能夠受到矚目,讓台灣有更好的防災機制以及措施,讓悲劇不再發生。

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