上海2020年11月19日 /美通社/ -- 2020年是戴森設(shè)計大獎(The James Dyson Award)創(chuàng)下新紀(jì)錄的一年，目前該獎項已經(jīng)資助了來自世界各地的年輕工程師和科學(xué)家的250項發(fā)明。在今年充滿嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的背景下，戴森設(shè)計大獎收到的參賽作品數(shù)量達(dá)到歷史新高，作品質(zhì)量表現(xiàn)出眾，彰顯了青年發(fā)明人才的獨創(chuàng)性。今年榮獲了3萬英鎊獎金的全球冠軍和全球可持續(xù)發(fā)展冠軍，都為當(dāng)前人類面臨的全球性問題 -- 女性錯過乳腺癌篩查導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)病癥過晚，以及可持續(xù)產(chǎn)生的可再生能源匱乏，給出了解決方案。
戴森設(shè)計大獎2020年國際冠軍
23歲的Judit Giró Benet發(fā)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(shè)計大獎國際冠軍。
27歲的Carvey Ehren Maigue發(fā)明的一種由廢棄農(nóng)作物制成，可以將紫外線轉(zhuǎn)化為可再生能源的新材料 -- AuREUS 系統(tǒng)科技成為戴森設(shè)計大獎首個可持續(xù)發(fā)展獎的得主。
戴森設(shè)計大獎2020年國際亞軍
來自倫敦帝國學(xué)院和英國皇家藝術(shù)學(xué)院的一群學(xué)生，發(fā)明了一款裝置 -- Tyre Collective，可以回收汽車輪胎磨損后產(chǎn)生的顆粒，從而實現(xiàn)輪胎顆粒再循環(huán)利用。
來自加拿大滑鐵盧大學(xué)的學(xué)生則發(fā)明了一種新型的液晶鏡頭 -- Scope，可以幫助相機實現(xiàn)無損變焦。
詹姆斯·戴森評價2020年戴森設(shè)計大獎時表示：“參加戴森設(shè)計大獎的工程師、科學(xué)家和設(shè)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(fā)明人才正為醫(yī)療保健和改善可持續(xù)發(fā)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(chuàng)意中做出選擇令人為難。因此，我們今年設(shè)立了兩個獎項，以支持兩項值得被嘉獎的發(fā)明。Judit和Carvey都是取得重大突破的杰出人才，我希望戴森設(shè)計大獎能助力他們?nèi)〉贸晒?。?/p>
戴森設(shè)計大獎2020年國際冠軍 - 由Judit Giró Benet發(fā)明的Blue Box
問題
在得知母親患上乳腺癌后，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(yī)院或醫(yī)療機構(gòu)進(jìn)行侵入性檢查，疼痛感強且費用高昂。據(jù)美國疾病控制和預(yù)防中心研究顯示，近40%的女性忽略了乳腺X光檢查，導(dǎo)致三分之一的癌癥患者過晚發(fā)現(xiàn)病癥[1]，生存機率下降。此前，美國癌癥協(xié)會預(yù)測，到2020年，乳腺癌將占美國所有確診癌癥的30%[2]。在中國，乳腺癌的發(fā)病率也不容樂觀，根據(jù)《2019年中國最新癌癥報告》顯示，乳腺癌居女性癌癥發(fā)病首位，每年發(fā)病約為30.4萬，占女性癌癥發(fā)病率的17.10%。此外，有報告顯示，每年中國乳腺癌新發(fā)數(shù)量和死亡數(shù)量分別占全世界的12.2%和9.6%[3]。
解決方案
來自西班牙塔拉戈納的Judit Giro Benet發(fā)明的Blue Box是一款家用的乳腺癌生物醫(yī)學(xué)檢測設(shè)備，它利用尿液樣本和人工智能算法來檢測乳腺癌早期癥狀。該設(shè)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(shè)備對尿液樣本進(jìn)行化學(xué)分析后，將樣本數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器?；谌斯ぶ悄艿乃惴▽δ蛞褐械奶囟ùx物做出反應(yīng)，為用戶提供診斷。該設(shè)備與一個應(yīng)用程序相連接，該應(yīng)用程序提供用戶通訊功能，一旦樣本檢測呈陽性，用戶立即可在應(yīng)用程序上與專業(yè)醫(yī)療人員取得聯(lián)系。
接下來的幾年對Judit來說至關(guān)重要，因為她和她的團隊正在加州大學(xué)歐文分校，朝著原型設(shè)計和數(shù)據(jù)分析軟件的最后階段努力，她們將進(jìn)一步進(jìn)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有可能使癌癥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斗爭的方式，改善乳腺癌患者到了晚期才被發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)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(xué)歐文分校目前開展的研究和軟件開發(fā)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(guān)鍵時刻所需要的信心?！?/p>
戴森創(chuàng)始人及首席工程師詹姆斯·戴森表示：“我曾親眼目睹過癌癥帶來的可怕后果，作為科學(xué)家和工程師，我們應(yīng)盡一切努力攻克這種可怕的疾病。Judit的創(chuàng)意讓我印象深刻，她創(chuàng)造了一款結(jié)合了硬件、軟件和人工智能的精致作品，使癌癥篩查成為日常生活的一部分。Blue Box將收集的用戶數(shù)據(jù)存儲在云端，這讓更精確的治療方法得以實現(xiàn)，進(jìn)一步提升了全球?qū)Π┌Y的認(rèn)識程度。目前，Judit正面對著高度復(fù)雜的醫(yī)療審批系統(tǒng)，我們應(yīng)為她提供盡可能多的支持?！?/p>
可持續(xù)發(fā)展獎 - 由Carvey Ehren Maigue發(fā)明的AuREUS系統(tǒng)科技
問題
許多可再生能源面臨間歇性問題，如風(fēng)能和太陽能只能在特定的環(huán)境條件下才能產(chǎn)生。太陽能電池板必須面向太陽才能將可見光轉(zhuǎn)化為可再生能源，目前的太陽能發(fā)電廠都是水平而非垂直建設(shè)的。并且，發(fā)電站通常被建在優(yōu)質(zhì)的耕地上，導(dǎo)致土地不能用于農(nóng)作物種植。據(jù)統(tǒng)計，化石燃料占全球能源產(chǎn)品的81%以上[4]，如果繼續(xù)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(yīng)將面臨枯竭[5]。同樣的，中國能源消費構(gòu)成中化石能源仍為主要來源，占比偏高，而清潔能源消費量占能源消費總量的23.4%，一次電力和其他非化石能源僅占比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(shè)計大獎的首個可持續(xù)發(fā)展獎得主面臨的挑戰(zhàn)是，如何更有效地利用光獲取可再生能源，并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(xué)的Carvey Ehren Maigue發(fā)明的一種材料。它可以附著在原有的結(jié)構(gòu)或物體表面，吸收紫外線并將其轉(zhuǎn)換成可見光，從而產(chǎn)生電能。這種產(chǎn)能方式是傳統(tǒng)太陽能電池板無法實現(xiàn)的。無論是晴天還是陰天，Carvey的材料都可以產(chǎn)生電能，因為其材料中的顆粒會吸收紫外線，從而使它們發(fā)光。當(dāng)這些粒子“靜止”時，它們讓多余的能量以可見光的形式從材料中“釋放”，隨后可見光就能轉(zhuǎn)化為電能。相比太陽能電池板，AuREUS有望將更多的太陽能轉(zhuǎn)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(fā)揮作用。目前有測試表明，它的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到48%，而傳統(tǒng)的光伏發(fā)電的光電轉(zhuǎn)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(nóng)民也經(jīng)常因此損失慘重。Carvey沒有放任受災(zāi)農(nóng)作物腐爛，而是試圖將其變?yōu)樗囊r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(nóng)作物后，Carvey發(fā)現(xiàn)其中9種可作為長期使用的備選。當(dāng)襯底被應(yīng)用于材料時，它是耐用的，半透明的，并且可以塑造成不同的形狀。Carvey已經(jīng)在研究開發(fā)可用于窗戶和墻壁之外其他地方的材料，比如布料，并打算將其應(yīng)用到汽車、船只和飛機上。
詹姆斯·戴森表示：“AuREUS可持續(xù)利用廢棄農(nóng)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后，他仍堅持并進(jìn)一步延伸了自己的想法 -- 這將是他在漫長的商業(yè)化道路上非常重要的性格特質(zhì)。我祝愿他一切順利，我本人也很關(guān)心農(nóng)業(yè)，一直擔(dān)心光伏電池大量覆蓋肥沃豐產(chǎn)的農(nóng)業(yè)用地的問題。Carvey的發(fā)明呈現(xiàn)了一種令人信服的方法，讓我們在城市內(nèi)的窗戶等現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上也能創(chuàng)造清潔能源?！?/p>
堅持不懈
2018年，Carvey首次將他的想法提交給戴森設(shè)計大獎，但沒有進(jìn)入最終評審階段。當(dāng)時，他的這項技術(shù)僅能應(yīng)用于窗戶上，而且在襯底中使用了一種化學(xué)化合物作為主要成分。經(jīng)過兩年在應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步研發(fā)，將回收改造的廢棄農(nóng)作物作為襯底材料后，Carvey的發(fā)明最終榮獲了戴森設(shè)計大獎首個可持續(xù)發(fā)展獎。他堅持不懈改進(jìn)自己的想法，并從挫敗中吸取教訓(xùn)。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(guān)鍵品質(zhì)。
Carvey在與詹姆斯·戴森交談后表示：“獲得戴森設(shè)計大獎冠軍對我而言，既是起點也是終點。它標(biāo)志著多年來外界對AuREUS是否具有全球意義這一質(zhì)疑的結(jié)束，也標(biāo)志著AuREUS系統(tǒng)技術(shù)走進(jìn)世界視野的開始。我希望能利用自然資源去創(chuàng)造一種更好的、貼近人們生活的可再生能源，去實現(xiàn)一個可持續(xù)的、可再生的未來?！?/p>
戴森設(shè)計大獎2020年國際亞軍
Scope -- 由來自加拿大滑鐵盧大學(xué)的Ishan Mishra, Holden Beggs, Chen Le Cao, Fernando J. Pena Cantu和Alisha Bhanji組成的團隊發(fā)明。
問題
手機攝像機在調(diào)整焦距放大影像時無法獲得高質(zhì)量的照片，因為它的鏡頭不像傳統(tǒng)攝影機那樣使用光學(xué)變焦。
解決方案
Scope使用了置于電池內(nèi)的液晶。在對晶體施加電壓后，可以動態(tài)調(diào)整鏡頭的光的波陣面，無需物理移動，就能實現(xiàn)無損變焦。
Tyre Collective -- 由來自倫敦帝國學(xué)院和英國皇家藝術(shù)學(xué)院的創(chuàng)新設(shè)計工程專業(yè)的Siobhan Anderson, Hanson Cheng, M Deepak Mallaya和Hugo Richardson組成的團隊發(fā)明。
問題
每當(dāng)車輛制動、加速或轉(zhuǎn)彎時，輪胎就會發(fā)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(chǎn)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(huán)境中，會對人體健康造成嚴(yán)重危害。輪胎微粒占公路運輸PM2.5排放量的50％，到2030年將占據(jù)所有PM2.5排放量的10％。而這些污染物大多會進(jìn)入水路和海洋，并最終進(jìn)入食物鏈[10]。
解決方案
Tyre Collective的發(fā)明團隊旨在從源頭捕獲輪胎顆粒，從而減少這種無形的污染。該團隊所研發(fā)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。完成收集后，這些顆粒就可以被回收并在新輪胎或油墨等其他材料中重復(fù)使用。
編者按
戴森設(shè)計大獎是詹姆斯·戴森爵士致力于展示工程師改變世界的力量這一愿景的一部分。戴森工程與技術(shù)學(xué)院、詹姆斯·戴森基金會和戴森設(shè)計大獎鼓勵有抱負(fù)的工程師運用知識，發(fā)掘通過技術(shù)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(lǐng)域的創(chuàng)設(shè)性想法捐款逾1億英鎊。該獎項已用獎金支持了近250項發(fā)明。
Blue Box，由Judit Giró Benet發(fā)明
23歲的Judit畢業(yè)于巴塞羅那大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，并于近期取得加州大學(xué)歐文分校的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)碩士學(xué)位。2017年10月，她在巴塞羅那學(xué)習(xí)的最后一年里開始研發(fā)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(fā)Judit了，她開始嘗試?yán)盟墓こ虒I(yè)知識，將狗的生理機能復(fù)制到Arduino的微處理器和傳感器 -- 發(fā)明一個Arduino的電子鼻。Judit在乳腺癌生物標(biāo)記物的研究已經(jīng)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，這些化合物是基于工程技術(shù)而非實驗醫(yī)學(xué)。她的人工智能軟件模仿了她在大學(xué)時所了解的那只狗的感官系統(tǒng)。
AuREUS System Technology，由Carvey Ehren Maigue發(fā)明
Carvey今年27歲，在菲律賓馬普瓦大學(xué)學(xué)習(xí)電氣工程。過去十年中，Carvey在修讀學(xué)位的同時，幫助其他工程師開發(fā)外部項目來支持他的研究經(jīng)費。如今，Carvey正專注于他自己的項目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(chǎn)生可再生能源。他的靈感來自許多不同的經(jīng)歷：參觀一家酒吧時，Carvey曾看到在黑色光源環(huán)境下發(fā)光的酒杯。與此同時，他關(guān)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(dāng)Carvey看到紫外線存在于各種各樣的環(huán)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(zhǔn)備在年底前提交項目的專利申請，并且已有一些廢棄物管理和農(nóng)業(yè)工業(yè)領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)與他取得聯(lián)系。
往屆獲獎?wù)?br />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于當(dāng)?shù)氐募t藻制成。
2019年國際大獎亞軍 - Afflo
Afflo是一款支持AI的可穿戴設(shè)備，可監(jiān)控哮喘癥狀并預(yù)測觸發(fā)因素，幫助用戶通過數(shù)據(jù)分析哮喘因素有效做出相應(yīng)的決策，來最大程度降低未來發(fā)生哮喘的可能性，從而改善生活。
2019年國際大獎亞軍 - Gecko Traxx
Gecko Traxx是實惠的便攜式手動輪椅配件，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后，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 Turbine
O-Wind Turbine與常規(guī)發(fā)電裝置不同，是一種萬向風(fēng)力發(fā)電裝置，可以捕捉來自任何方向的風(fēng)，使其能夠在多風(fēng)向的城市環(huán)境中使用。
2017年國際大獎冠軍 - The sKan
加拿大麥克馬斯特大學(xué)（McMaster University）醫(yī)學(xué)和生物工程專業(yè)本科生團隊發(fā)明了一種低成本的惡性黑素瘤無創(chuàng)檢測裝置The sKan。該團隊正在利用獎金完善他們的設(shè)計，以通過美國食品藥品管理局的標(biāo)準(zhǔn)。
2016年國際大獎冠軍 - EcoHelmet
EcoHelmet是可折疊的紙質(zhì)自行車頭盔。這種頭盔采用蜂窩結(jié)構(gòu)以保護頭部免受沖擊，并且可以在不使用時完全折平。該頭盔目前處于產(chǎn)品開發(fā)階段。
2015年國際大獎冠軍 - Voltera V-One
Voltera V-One是一種采用3D打印快速成型原理的印制電路板，用于智能手機等電子設(shè)備。他們的其中一款樣機目前已被戴森的工程師采用。
關(guān)于戴森設(shè)計大獎
大賽主旨
針對某一特定問題設(shè)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并展現(xiàn)巧妙的設(shè)計構(gòu)思。與其他比賽不同，參賽者對發(fā)明的知識產(chǎn)權(quán)享有完全自主權(quán)。
流程
參賽者首先在國家或地區(qū)范圍接受評選，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(xù)發(fā)展獎得主。
獎項
可持續(xù)發(fā)展獎得主
2020年戴森設(shè)計大獎增設(shè)全新獎項 -- 可持續(xù)發(fā)展獎以表彰為可持續(xù)發(fā)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(xù)發(fā)展獎得主。是否契合社會可持續(xù)發(fā)展議題將是該獎項的重要考量因素。可持續(xù)性不僅可以體現(xiàn)設(shè)計理念中，更可以融入在產(chǎn)品的制造方式和設(shè)計使用的材料中。
如何報名
參賽者通過戴森設(shè)計大獎網(wǎng)站在線申請進(jìn)行報名。比賽將于2021年3月重新開放，具體日期待確定。
參賽者須準(zhǔn)確說明其發(fā)明創(chuàng)造、工作原理，以及開發(fā)過程。優(yōu)秀的入圍作品往往最貼近現(xiàn)實、最有可持續(xù)性，能夠體現(xiàn)迭代發(fā)展并解決實際問題。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. https://www.nationalbreastcancer.org/wp-content/uploads/2020-Breast-Cancer-Stats.pdf
[3] 中國乳腺癌現(xiàn)狀. http://oncol.dxy.cn/article/83474
[4] International Energy Agency. https://www.iea.org/reports/world-energy-balances-overview
[5] Ecotricity. https://www.ecotricity.co.uk/our-green-energy/energy-independence/the-end-of-fossil-fuels
[6] 中國能源發(fā)展報告2020. https://www.cn-healthcare.com/article/20190623/content-520594.html
[7] Renewable Energy Focus. http://www.renewableenergyfocus.com/view/8359/wind-and-solar-power-cost-sensitive-to-load-factors/#:~:text=For%20solar%20photovoltaic%20(PV)%2C,electricity%20are%20US%24600%2FMWh.
[8] Statista. https://www.statista.com/statistics/555697/solar-electricity-load-factor-uk/
[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.
