亚太科技大学工业设计系学生,马惠梅、卢欣阳和叶浚镛联合设计海水淡化舱“WaterPod”,好让居住在山打根海岸线的海巴瑶族,能够简易地取得干净饮用水,成功夺得2021年James Dyson设计比赛全国冠军。

沙巴州山打根海域聚集著一群海巴瑶人(Bajau Laut),他们有的住在陆地,有的住在海上,很可能是现存世上最后一支海洋游牧民族。由于生活条件不甚理想,他们难以获得安全且清洁的自来饮用水。3名来自亚太科技大学(APU)工业设计科系的大二学生,以此为出发点,为海巴瑶族设计出海水淡化舱“WaterPod”概念产品,成功获得2021年James Dyson设计比赛全国冠军,赢取一万令吉奖金。

年仅21岁的马惠梅、卢欣阳和叶浚镛携手发明的“WaterPod”,将大型海水淡化工厂的工程,简化成一个小型漂浮舱,通过基本的科学原理,天然地去除海水多余的盐分,好让沿岸生活的海巴瑶族轻易取得干净的饮用水。这项设计在全马120组各大专代表中脱颖而出,并将于年底代表马来西亚,在James Dyson国际设计比赛中,与84组各国得奖者角逐最高荣誉。

马惠梅(左起)、卢欣阳和叶浚镛在指导讲师黄奕嵻的分享中,了解海上游牧民族的生活面貌,决定以此为研究方向,为他们解决日常难题。化解人类日常问题,也是工业设计的意义所在。
马惠梅(左起)、卢欣阳和叶浚镛在指导讲师黄奕嵻的分享中,了解海上游牧民族的生活面貌,决定以此为研究方向,为他们解决日常难题。化解人类日常问题,也是工业设计的意义所在。

以改善海巴瑶族生活素质为研究方向

这不是亚太科技大学参赛的唯一作品,另有学生为了解决海巴瑶族如厕问题,以及简化海上养蚝程序,而设计出相应作品。他们之所以会将目光聚焦在海巴瑶族上,乃源于指导讲师黄奕嵻的际遇。他在今年1月受邀向当地村民分享设计思维,却因疫情而迟迟未能启程。

“每当海水涨潮,住在海边的村民都会迎来大量塑料垃圾,堆积在屋脚下,不知该如何处置。以捕鱼为生的他们,也在疫情期间失去了收入来源,因为没有游客前来享用海鲜。因此,非政府组织婆罗洲未来环境协会(FAB)邀请我分享产品设计的知识,启发他们如何将塑料垃圾变成有用的东西。”

碰巧遇上3月举办的设计比赛,黄奕嵻和学生谈起海巴瑶族的生活困境,学生决定以改善海巴瑶族生活素质为研究方向。“我们感到震惊,原来还有很多人无法获得清洁饮用水如此基本的需求。”其中一名参与学生,叶浚镛这么说。事实上,根据联合国儿童基金会(UNICEF)和世界卫生组织(WHO)的数据,无法获得安全饮用水的人口,占了全球1/3。

叶浚镛使用电脑模拟系统,计算出海水淡化舱“WaterPod”拥有多达30至40公升的容量。
叶浚镛使用电脑模拟系统,计算出海水淡化舱“WaterPod”拥有多达30至40公升的容量。

天然蒸馏 去除盐分和杂质

地球上大约97%的水由海水组成,由于盐分太高,人们无法直接饮用,这让海水淡化工程变得至关重要。然而,海水淡化是一项昂贵的技术,也会产生不利于环境的副产品。3名学生以海巴瑶族居住社区周遭的丰富自然资源为灵感,包括大量的海水、充沛的阳光,以及生存在高盐分环境的红树林等等,通过天然蒸馏法,打造这座具备可持续性的海水淡化舱。

卢欣阳草拟出海水淡化舱“WaterPod”的外观设计。
卢欣阳草拟出海水淡化舱“WaterPod”的外观设计。

“我们探讨海水循环的生态系统,并将红树林根部的毛细管作用现象,演变成‘WaterPod’下方的吸水芯结构,吸收海水并转移到位于上方的布料上。”卢欣阳解释,“在阳光照射下,海水会蒸发成水蒸气,并在透明半圆顶盖上凝结成水珠。当水珠在海浪摆动下,流入下方的储水箱时,已去除了盐分和杂质,可安全饮用。”

海水淡化舱的圆顶结构参考了蘑菇形状,以扩张吸收热能的表面积,提高海水蒸发过程的效率;底座则混入水泥,让漂浮舱能在波浪中维持平衡。在设想中,他们希望采用塑料垃圾来打造聚氨酯泡沫主体,提供隔热作用和增加浮力之馀,也有助于减少当地的塑料污染。 

马惠梅模拟海水淡化舱底部装置的吸水芯系统。
马惠梅模拟海水淡化舱底部装置的吸水芯系统。

透过网络收集资料

受到行动管制令的限制,3名学生和指导老师在整个设计过程中从未碰面,大家都是透过线上沟通,无疑是一大挑战。他们也无法到当地村落收集相关数据,进行更详细的研究。马惠梅表示,他们只能透过网络观看影片,收集资料,才能进一步了解海巴瑶族的生活方式和困境。

受限于行动管制令,3名学生与指导讲师黄奕嵻(左上)、非政府组织和当地村民的沟通,皆须采用线上方式进行。
受限于行动管制令,3名学生与指导讲师黄奕嵻(左上)、非政府组织和当地村民的沟通,皆须采用线上方式进行。

黄奕嵻也坦言,学生在设计过程中经历了多次失败,这几乎是每个产品设计的必经之路,大家唯有在失败中持续前进。作为指导老师,他认为,学生并不缺乏创意思维,“所以我们通常都是分享经验,这是学生所没有的。每次看了他们的报告呈现,我会推荐一些影片或研究报告给他们阅读,为他们指引改善的方向,而非直接给予答案。”

海水淡化舱“WaterPod”分解图。底部的吸水芯将会吸收海水并传输到顶部的黑色布织品。在阳光照射下,海水将会蒸发,并在半圆透明顶盖上凝结成水珠。随著海浪摆动,水珠会流入储水箱,累积成一定的容量后,可供使用者饮用。
海水淡化舱“WaterPod”分解图。底部的吸水芯将会吸收海水并传输到顶部的黑色布织品。在阳光照射下,海水将会蒸发,并在半圆透明顶盖上凝结成水珠。随著海浪摆动,水珠会流入储水箱,累积成一定的容量后,可供使用者饮用。

寻求合作伙伴 进行实际测试

获知得奖消息,3名学生异口同声表示感到震惊又兴奋,不仅在过程中学习到课堂以外的可贵知识,也有机会向更多来自世界各地的人展示自己的设计作品。他们希望“WaterPod”在未来得以顺利生产,并安装在海上游牧民族社区,以实现它的意义。

下一阶段,他们将努力寻找企业合作伙伴和研究人员,一同深入研究开发这项计划,将概念产品化为1:1比例的实体原型,放在海上进行实际操作测试。除了将目标用者锁定在海巴瑶族身上,“WaterPod”也拥有更广阔的国际市场机会,他们希望能将成品推广给更多居住在海上的社群,甚至包括海岛度假胜地,以更省钱、环保的方式,取代原有的净化海水处理系统。

李淑仪

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