如何解決太空人便便問題?NASA 公布得獎好點子
如何解決太空人便便問題?NASA 公布得獎好點子

在太空無重力狀態下,上廁所一直是個困難的課題,如果無法維持良好的人體排泄物處理,人就無法在太空中工作太久。就在去年,美國太空總署(NASA)舉辦了「太空衣人體廢棄物解決方案比賽」,總獎金高達 3 萬美元,在 2 月 16 日公布了比賽結果。

NASA
如果太空人在太空中待得更久,或者不幸遇到緊急狀態,他們要如何安全地排泄?

太空梭或太空站上的馬桶非常難用,只要使用方法「有一點不對」,就會發生屎尿在艙內四處飄飛的情況,導致很多人寧願穿成人紙尿布,隨時隨地都可以解放在褲子裡;而在太空衣裡,上廁所的問題就又更慘了,成人紙尿布是目前唯一的選擇。然而紙尿布是一種低技術和臨時解決方案,解放出來的便便畢竟還是緊貼著肌膚,無法提供多於一天的健康和保護機能。在太空載具裡還可以更換紙尿布,在太空衣裡可就不能說換就換了。如果在太空中發生意外,導致你得在外待超過一天(想想電影《地心引力》的情節),很可能在氧氣用完前,你就會先被自己的大小便「毒死」。

因此 NASA 想要設計新的太空衣,其中的「人體排泄物處理機能」得有嶄新的設計──NASA 希望新的太空衣裡要有一個完整的排泄物處理系統,不需要雙手,就能自動從身上清運排泄物,且必須能夠在太空中運作長達 6 天。由於很多好創意在民間是透過網際網路發揚起來的,所以就在去年,NASA 舉辦了這個簡稱為「太空便便」(Space Poop)的比賽, 謙卑地向大眾尋求認真的好設計。

NASA 不再用傳統的需求書、提案書、白皮書的傳統程序來進行,而是在 HeroX 這個專門舉行比賽挑戰的網路服務上開案,透過網際網路尋求新穎瘋狂的創意。經過數個月,這個比賽共有 19,000 名獨立參賽者註冊,有來自世界各國(包括南極洲)超過 150 多個團隊參加,一共提出 5,000 個解決方案!這個挑戰也吸引了各大媒體的關注,如 NPR、華盛頓郵報、The Iran Daily、Weather.com、Popular Science、ABC 新聞、NBC 新聞、Space.com、 時代雜誌等。在短短一個月的時間裡,挑戰網站就有來自世界各地 2,000 個獨立來源超過 30 萬次網頁瀏覽量(HeroX 歷史上最具挑戰性的網站流量),一個特別活躍的網路社群觀看挑戰影片就超過了10 萬次,在挑戰論壇上有近 400 篇討論,活動被分享到社群網站上達 6,000 次。

得獎的是⋯⋯

現在結果發布了,到底是誰的設計得到 NASA 的青睞呢?

獲獎者包括:

首獎(15,000 美元):由服務於美國空軍的醫生撒切爾·卡爾頓(Thatcher Cardon)上校在家裡開發出的「排泄處接入與衛廁系統」(原文為 MACES Perineal Access & Toileting System,縮寫 M-PATS)奪得。其原理啟迪於醫學用的腹腔鏡,而 M-PATS 真的解決了這個在太空衣裡長時間上廁所的問題,且男女生的排泄解決方案都有。這個原型是怎麼打造的呢?是由他兩個少年期的小孩採買材料,然後太太協助製作,總共花了 5 個星期的晚上與週末打造出原型,材料與工具費 1,000 美元。

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圖/ 科技新報
卡爾頓上校開發出的「排泄處接入與衛廁系統」奪得首獎。
圖/ 科技新報

二獎(10,000 美元):由凱瑟琳·金(Katherine Kin)、史黛西·瑪麗·路易( Stacey Marie Louie)和湯尼·岡薩雷斯(Tony Gonzales)等 3 人組成的太空便便聯合醫生團(SPUDs)奪得,他們提出的是「空氣動力太空衣廢物處理系統」(Air-powered Spacesuit Waste Disposal System)。

三獎(5,000 美元):得主雨果·雪莉(Hugo Shelley),提出的是 SWIMSuit,是可使用 6 天的零重力內衣。

雖然 NASA 只能頒 3 個獎項,但仍有許多優秀的作品,準決賽時的入圍者依然有許多有趣的設計與創意:

  • CASES 隊:由 Agustín Martínez Bleda 和 Miguel Embid Segura 組成。排泄物的清潔、分析和存儲裝置(原文 Cleaning, Analysis and Storage of ExcrementS,縮寫剛好是 CASES)。
  • Alberto Viveros:人類排泄的逆向處理系統(Reverse system to handle human waste for the MACES)。
  • Charly Karamanian:Remora HW 系統,靈感來自自然。
  • Alsa 發明者隊:由 Jérémy ADAM 和 Guillaume Jarry 組成。不用手的無紙化便便加壓系統(Hand free paperless space poop under pressure)!
  • Michael Wittmann:阿基米德的矽螺絲。All in One 的喔!(Silicon screw of Archimedes)
  • Olivier Drevet:基於人工蠕動的裝置(譯註:可能是模擬人體腸胃的系統)。
  • Patricia Yang:改進成人紙尿褲的設計。
  • 天王星團:由 Rob Roberts、Eelke Wiegel、Richard van Wietingen、Jerad Whitaker、Amanda Thoss、Chris Herman、Jeremy Moyes 等人組成:疏水氣體分離和排氣裝置(Hydrophobic Gas Separation and Venting)。
  • Sanghyuk Wooh:具有進階非濕潤表面的便便收集器。
  • Sebastián Peña:IWAS (整體式排泄管理系統)。
  • AHEAD 隊:由 Stavros Vlachoyannis 和 Anastassis Katsikas 組成:SEF 太空高效率沖洗裝置(AHEAD 是 Automated Home Env / ment Applications Device 的縮寫)。
  • Ted Southern:太空衣排泄系統(SSWS)。
  • Ted Griebling:管襪(Tube Sock)。
  • Tracey Cook:WEHA!紓解排泄保證衛生。
  • Trey Lane:序列化排泄物移除與擦拭整合系統。
  • Vyasa Rajasekar:自我清潔生化尿布。
  • 王吉耀:可穿式智慧型整合馬桶的內褲。
  • Ziad Saghir:緊急紓解系統。
  • Michael Haight:太空糞便管理協定。
  • Doug Callewaert:Roto 排便器。
  • Hugh McCarroll:提供便便壓縮收納功能的防護衣。

可以看到解決太空便便問題的技術體系五花八門,紡織學、生化科技、純化學、純物理機制、電機等等都有,隊名與設計名稱不但有創意有機能性且還很歡樂。美國太空總署將以得獎的設計原型為基礎,發展成可量產的版本。這可謂政府邀請民間蓬勃的自造者(maker)參與科技革新的優秀典範。筆者以為,這非常值得參考,辦 Hackthon 一類的活動,不能只為辦活動而活動,活動完 KPI 記上一筆,然後就風過雲無痕,一切歸零。像美國政府這樣,認真地把民間聰明才智匯集過來不是很好嗎!

本文授權轉載自:科技新報

關鍵字: #NASA
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迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命
迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命

在少子化與高齡化的雙重夾擊下,台灣勞力結構正面臨前所未有的嚴峻挑戰,預估從2020至2030年間,15至64歲的勞動人口將減少約10.3%。「缺工」不再是短期波動,而是長期影響各行各業的結構性危機,尤以高度依賴人力的清潔產業為甚。

然而在後疫情時代,社會對場域的衛生標準只增不減,加上大型商場、交通樞紐、物流中心與高科技廠房的建設面積每年持續擴增,清潔人員招募困難且年齡漸趨中高齡,有限人力難以扛起龐大的日常清潔工作。

面對亟待填補的市場空缺,全球清潔設備領導品牌德國凱馳,憑藉深厚的專業底蘊與嚴謹的研發標準,首次在台推出「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」,為台灣大型商用場域提供劃時代的智慧清潔解方。

凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
圖/ 數位時代

凱馳總經理李恒毅強調,「KIRA BR 50並非要取代清潔人員,而是建立更省時省力的『人機協作』模式。」在傳統模式下,清潔人員必須拖著重達數十公斤的水桶與設備,在大面積區域來回奔波,耗時費力。有了KIRA BR 50後,機器人能精準且獨立承接大面積地板的頻繁清掃與洗刷,讓清潔人員將珍貴時間與專注力轉移至桌面、扶手及高接觸頻率的精細區域清潔,大幅減輕第一線負擔。

集結百年洗地技術與智慧科技,四大特點樹立清潔標竿

事實上,市場不乏新創科技公司推出清潔機器人,但凱馳業務總監李敍均指出,大多新創公司擅長科技部分,但對於「如何把地洗乾淨」的清潔本質缺乏經驗。德國凱馳成立近百年來,早已是這方面的專家,歷經總部反覆打磨,KIRA BR 50結合凱馳的專業工藝與前沿科技,以四大特點樹立智慧清潔標竿。

凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
圖/ 數位時代

首先是「高效清潔」,相較一般清潔機器人使用盤刷,容易讓污垢在地面旋轉滯留,KIRA BR 50採用獨家滾刷技術,一次完成預掃、收集垃圾、洗地與擦乾,搭配側刷貼近牆角,完成零死角邊緣清潔。每分鐘超過1300轉的高轉速刷頭,加上業界最高刷壓,大幅提升清潔效果,最高每小時可自主清潔高達2365平方公尺,相當於5.6座籃球場,一小時即可完成約兩次台北車站大廳的清潔作業,非常適合面積廣大的車站、機場、物流中心等大型場域使用。

第二是「極致安全」,隨著智慧設備進入高科技產業與政府機關等敏感場域,企業對設備安全與隱私防護的要求也日益提高,KIRA BR 50配備「3D點陣式影像偵測技術」,當機器人在環境感知與避障時僅呈現去識別化的點陣雲,不記錄或上傳實體影像,從源頭杜絕案場影像與隱私資訊被記錄或外洩的疑慮。此外資料傳輸裝置均支援AES-256位元高規格加密,並通過IEC與Syss等多項國際認證的自主導航、電氣安全與防駭客入侵設計,領先競品,建立清潔機器人極致安全的新標準。

第三是「解放人力」,大面積且重複的洗地工作交給機器人後,第一線員工便能投入更多需要專業服務的細緻清潔工作;同時搭配四合一自動工作基站,能自動高速充電、補充清水、排放汙水、清洗水箱,讓清潔人員更加省事。

第四是「友善操作」,考量許多清潔人員為中高齡族群,機身特別以簡單顏色和圖形化介面標示清潔人員可獨立操作的簡易按鈕,直覺易懂。針對開放式大面積,僅需人工操作一次,機器人便可在短時間內自主完成地圖掃描與路徑規劃,並具備智慧記憶功能,能自動回補因臨時障礙物而漏洗的區域,無須專業工程師提前設定地圖與電子圍籬,大幅降低使用門檻。

第一線清潔龍頭實測驗證,人機協作打造清潔新紀元

這套智慧清潔方案在正式推向市場前,也已在台灣機場等第一線大型場域實地驗證,與凱馳合作長達10多年的台灣清潔產業龍頭——信實集團,正是這場科技變革的最佳見證者。

信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
圖/ 數位時代

信實集團承攬機場、車站等眾多大型公共標案,對設備品質與安全極為挑剔,信實集團副總經理趙雪吟坦言,「服務業缺工已經是全面性挑戰,第一線清潔產業長期面臨人力招募困境,引進自動化設備是不可逆趨勢。」

早在一、兩年前他親赴德國凱馳,看到KIRA BR 50後,便非常期待正式在台上市的一天。此次信實率先參與驗證,對KIRA BR 50展現出的穩定度與清潔效率印象深刻,不僅能高效自主洗地,完成後還會返回工作站維護充電,讓有限人力集中於精細工作上。

「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
圖/ 數位時代

趙雪吟也特別強調,公家機關與大型企業標案對設備的製造品質、電氣安全與資安防護有嚴格標準,凱馳耗費數年進行嚴謹測試與多項國際認證,正是信實能放心將機器人引入重要案場的關鍵,期望未來導入至更多大型公共場域。

隨著KIRA BR 50正式登台,凱馳不僅為缺工時代提供最佳解方,也展現作為全球清潔設備領導品牌的前瞻視野,敏銳洞察清潔產業缺工、高齡化的必然趨勢,從第一線人員與企業實際需求出發,提前佈局研發對應智慧產品。未來凱馳將持續以領航者之姿,引進多元的專業清潔機型,讓「人機協作」不再只是前瞻概念,而是兼顧品質、安全與人本價值的最佳幫手,全力助攻台灣清潔產業邁向更高效、智慧、也更有溫度的全新紀元。

在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
圖/ 數位時代
關鍵字: #機器人

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