无人机空投幼苗立方体拯救焦土 德望学校工程设计比赛夺冠

撰文: 彭彦怡
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供全港中学生参加的《bE inspired!创想我城比赛》于日前圆满举行,比赛旨在启发学生利用工程学知识,探讨如何为城市建构可持续未来。其中德望学校团队研发出协助山火重新造林的“幼苗立方体”、取得“自然融合”组的冠军,其原理是利用无人机到山上将幼苗投掷种植,成本比传统人手植林平一半,亦有效提升了复育效率。

比赛由国际工程顾问公司“奥雅纳”(Arup)、以及青年成就香港部(JA HK)合办,今年一共有52间中学、逾320名学生组成过百支队伍参加。主题共有三个,分别是“气候变化”、“自然融合”及“共融设计”,学生需从中选取一项主题,设计出创新的解决方案,以面对城市发展中的各项挑战。

立方幼苗加水球及肥料 无人机精准植林减成本

德望学校“EcoSynth”队三名成员分别是中五生梁梓澄和中四生丁雅善、岑映荞。针对山火后的复育难题,成员指过往只能利用传统人手植林,不但成本高昂,而且前线人员背负重物攀爬陡坡,风险极大。其实外国亦有类似的圆形泥球播种技术,但在香港陡峭的山坡容易滚落,发芽率不理想,所以研发出“AEROSEED”幼苗立方体,内部包含预发芽的种子、可降解的供水球,以及根据在地土壤匹配的养分与蛋壳天然肥料。

德望学校“EcoSynth”队三名成员丁雅善(左)、梁梓澄(中)及岑映荞(右)指“AEROSEED”方案的成本与人手植林节省最少50%。(彭彦怡摄)

同时“AEROSEED”在无人机空投落山头时会自动裂解,确保种子与土壤能精准“扎根”于焦土。据初步估算,这套方案的成本比传统人手植林少一半,加上利用具备GPS的装置,每小时可同时将十株幼苗精准著陆,提升播种速度。目前团队已完成校内原型测试,未来将针对持牌无人机部署与外场量化数据作进一步研究。

德望学校校长Dr. Gary James Harfitt(左二)祝贺获奖学生,指她们的作品为社会带来贡献。(彭彦怡摄)
“AEROSEED”幼苗立方体,内部包含预发芽的种子、可降解的供水球,以及根据在地土壤匹配的养分与蛋壳天然肥料。(彭彦怡摄)

为特殊需要人士纾压 打造闹市中的“避风港”

“共融设计”组别亚军则由圣贞德中学“SJA Team 1”的“感官导航者”程式取得,发明专为特殊需要人士而设,即时提供一个可供放松的空间。成员郑晓榆、曾奕媛及蔡梓恩俱就读中五,她们观察到ADHD及情绪特殊需要人士在嘈杂环境中容易感到压力,于是想到在闹市中提供一个低刺激的安全空间。当有需要人士需要纾缓情绪时,“感官导航者”会按用家的需要提供“蓝绿感官”两条路径,绿色会引导使用者前往公园或海边等宁静地方,蓝色则导向前往“感官避风港”,内部配备床舖、座椅,并提供与心理医生进行即时视像对话的功能。

圣贞德中学“SJA Team 1”的“感官导航者”程式取得“共融设计”组别亚军。成员包括学生蔡梓恩(左上)、曾奕媛(左下)、郑晓榆(右二),旁为义务导师朱朗晴。(彭彦怡摄)

队伍强调该设计采模组化,可快速部署于空置教室或社区店舖,旨在建立一个“无标签”的支援系统。同时为确保使用者的安全,“感官避风港”设有逾时自动求助机制。目前正与学校进行磋商,将来在校内率先设置“感官避风港”,供有需要同学使用。

AI与物联网建智慧鸟巢 守护城市生态防天敌

“自然融合”组季军则由岭南中学创科队,以“爱屋及鸟GuardianNest”夺得,四名成员均就读中二,分别是黎瑞希、林浠妍、颜晖桐及叶珮瑶,研发出一套整合了人工智慧与物联网的智慧鸟巢系统,为鸟类提供更安全的生存环境。系统特别之处是成员花上一星期,利用约3,000张影像自行训练模型,能辨识猫、蛇等天敌,一旦鸟巢受到威胁,系统便会即时发送讯息通知用户,更会自动关门保护雀鸟。此外,系统采用太阳能供电并配备储能设备,确保在离网状态下稳定运作。

“自然融合”组季军则由岭南中学创科队,以“爱屋及鸟GuardianNest”夺得,四名成员分别是黎瑞希(左一)、颜晖桐(左二)、叶珮瑶(左三)及林浠妍(左四),旁为义务导师黎荣森。(彭彦怡摄)
鸟巢一旦受到威胁,系统便会即时发送讯息通知用户,更会自动关门保护雀鸟。(彭彦怡摄)

担任大赛义务导师的奥雅纳工程师朱朗晴(Kelly)与黎荣森(Sam)对学生的表现给予高度评价。朱透露过程中常建议学生多运用对比,将他们的创新方案与传统方法或现有技术进行比较,让学生明白如何突显自己作品的商业价值,让创意不只是一个想法,更可被市场看见。黎则指出,他最开心是见到学生如何将自己的想法与身边的社会问题结合,展现出以人为本的同理心,亦令他回想起自己选择工程师的初衷。