取代GPS!量子技術新突破,號稱精準定位地表任何位置
取代GPS!量子技術新突破,號稱精準定位地表任何位置

全球定位系統(GPS)是許多現代科技產品中必備的功能,從手機、無人機、相機到車輛導航通通都看的到,我們很難想像沒有GPS的生活。然而,一般的GPS會有訊號遭到遮蔽的風險,最近英國的科學家利用量子技術研發出了一款「量子羅盤」,號稱可以精確的定位地球上任何東西的位置,因為運作方式不需仰賴衛星,完全不會有遭到干擾的風險。

傳統GPS容易遭到遮蔽

生活中常見的全球定位系統(GPS),透過發送以及接收繞行地球的衛星訊號來定位物體位置,然而對於太空衛星的依賴,讓GPS暴露在遭到蓄意破壞或攻擊的風險下,且GPS容易受到高樓遮蔽訊號,定位因此變得不精確,有些地方甚至完全沒有GPS訊號。

倫敦帝國理工學院透過量子技術,研發出一款「量子羅盤」,背後採用「獨立量子加速度器」,事實上在手機、筆記型電腦都有加速度器,來測量物體速度隨著時間所發生的位置變化,但一般加速度器有一個缺點,如果沒有外部參照標準來校正位置數據,無法長時間保持精確度。

Quantum ‘compass
在極低溫的環境下,原子會表現出量子的行為模式,看起來既像物質又像波,並透過一款由MSquared公司研發的雷射器,來測量原子受到加速度的影響,再透過方程式來計算出準確位置。

量子技術正走出實驗室

帝國理工團隊最近在英國國家量子技術大會上,展示了一款獨立量子加速度器,由於它是一套完全獨立的系統,不需要仰賴外部訊號。

技術團隊表示,量子加速度器必須在接近絕對零度的環境中運作,在極低溫的環境下,原子會表現出量子的行為模式,看起來既像物質又像波,並透過一款由M Squared公司研發的雷射器,來測量原子受到加速度的影響,再透過方程式來計算出準確位置。

Quantum ‘compass’
帝國理工團隊最近在英國國家量子技術大會上,展示了一款獨立量子加速度器,由於它是一套完全獨立的系統,不需要仰賴外部訊號。

M Squared創辦人GRAEME MALCOLM OBE談到:「現代的海盜會干擾GPS來影響船隻運作,這對國防安全是一大隱憂。」帝國理工學院教授Ed Hinds則認為:「量子技術正走出實驗室,由於量子技術變得越來越靈敏可靠,正在解決生活中更為實際的問題。」

由於量子加速度器能不受外界環境影響,未來這項技術可用在核能潛艇、大型船隻、火車,應用在可能會因為環境因素收不到GPS訊號的裝置上。目前這款量子加速度器只是一款實驗模型,不僅體積非常龐大且價格昂貴,未來研究團隊的目標是將體積縮小、降低成本,希望有一天可以應用在無人駕駛系統上。

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科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來
科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來

全球每年約生產4億噸塑膠垃圾,只有不到10%有被回收,其中約有1100萬至1400萬噸最終流入海洋。在十分有限的回收量中,約 8 成來自相對單純、流程完整的寶特瓶回收;反觀,同樣是高頻消費品的手機配件,回收率卻不到 1%。這個現象,對長期從事材料研究的犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫來說,是他反思事業選擇的開端,也是突破的轉捩點。

「手機殼產業其實是塑膠產業的縮影!」他在2025 亞馬遜港都創新日的專題演講上直言。手機殼本質上類似一種快時尚商品,每年有超過十億個手機殼被製造,但產業並未建立材料規範,多數產品混用多種複合塑膠、填料與添加物,既難拆解、也沒有回收機制。結果是,一個重量相當於超過二十個塑膠袋的手機殼,在生命周期終點只能被視為垃圾。

王靖夫指出,連結構複雜的資訊科技產品,回收率都能達 45%,但手機殼明明是最簡單、最應該回收的產品,為什麼無法有效回收?這個命題讓他意識到,與其只做手機殼,不如正面處理塑膠問題本身,從材料設計、製程到後端回收再生,開創循環之道。

犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
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以材料工程打造手機殼的循環力

若塑膠要進入循環體系,前提是「材料必須足夠單純」。王靖夫很快意識到,問題不在回收端,關鍵在最開始的設計端。多數手機殼由多款不同塑膠、橡膠件甚至金屬等複合材料組成,無法被經濟化拆解,也難以透過現有流程再製。為此,犀牛盾在2017年起重新整理產品線,希望借鑑寶特瓶成功循環的經驗,擬定出手機殼應有的設計框架。

新框架以「單 1 材料、0 廢棄、100% 循環設計」為核心,犀牛盾從材料工程出發,建立一套循環路徑,包括:回收再生、溯源管控、材料配方、結構設計、循環製程、減速包裝與逆物流鏈等,使產品從生產到回收的每一階段,皆與核心精神環環相扣。

王靖夫表示,努力也終於有了成果。今年,第一批以回收手機殼再製的新產品已正式投入生產,犀牛盾 CircularNext 回收再生手機殼以舊殼打碎、造粒後再製成型;且經內部測試顯示,材料還可反覆再生六次以上仍維持耐用強度,產品生命週期大大突破「一次性」。

另外,今年犀牛盾也推出的新一代的氣墊結構手機殼 AirX,同樣遵守單一材料規範,透過結構設計打造兼具韌性、耐用、便於回收的產品。由此可見,產品要做到高機能與循環利用,並不一定矛盾。

犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
圖/ 犀牛盾

海上掃地機器人將出海試營運

在實現可循環材料的技術後,王靖夫很快意識到另一項挑戰其實更在上游——若塑膠源源不斷流入環境,再強的循環體系也只是疲於追趕。因此,三年前,犀牛盾再提出一個更艱鉅的任務:「能不能做到塑膠負排放?」也就是讓公司不僅不再製造新的塑膠,還能把已散落在環境中的塑膠撿回來、重新變成可用原料。

這個想法也促成犀牛盾啟動「淨海計畫」。身為材料學博士,王靖夫將塑膠問題拆為三類:已經流落環境、難以回收的「考古塑膠(Legacy Plastic)」;仍在使用、若無管理便會成為下一批廢棄物的「現在塑膠(Modern Plastic)」;以及未來希望能在自然環境中真正分解的「未來塑膠(Future Plastic)」。若要走向負排放,就必須對三個路徑同時提出技術與管理解方。

其中最棘手的是考古塑膠,尤其是海洋垃圾。傳統淨灘方式高度仰賴人力,成本極高,且難以形成可規模化的商業模式,因此無法提供可持續的海廢來源作為製造原料。為突破這項瓶頸,犀牛盾決定自己「下海」撿垃圾,發展PoC(概念驗證)項目,打造以 AI 作為核心的淨海系統。

王靖夫形容,就像是一台「海上的掃地機器人」。結合巡海無人機進行影像辨識、太陽能驅動的母船作為能源與運算平台,再由輕量子船前往定位點進行海廢收集:目的就是提升撿拾效率,同時也累積資料,為未來的規模化建立雛形。

從海洋到河川,探索更多可能

淨海計畫的下一步,不只是把「海上的掃地機器人」做出來,王靖夫說:「目標是在全球各地複製擴張規模化、讓撿起的回收塑膠真正的再生利用。」也就是說,海上平台終究要從單點示範,走向可標準化、在不同海域與國家部署的技術模組,持續穩定地把海廢帶回經濟體。

犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
圖/ 犀牛盾

他進一步指出,「其實這套系統不限於海洋,也可以在河川上。畢竟很多海洋垃圾是從河流來的。」未來若能推進到河川與港灣,將塑膠在進海之前就攔截下來,不僅有助於減少海洋污染,回收後的材料也更乾淨、更適合再生,步步朝向終極願景——隨著時間推進,海中垃圾愈來愈少,被撿起、回收後再生的塑膠會越來越多。

「我們已經證明兩件事的可行性:一端是產品的循環設計,一端是 AI 賦能海廢清理的可能性。」王靖夫笑說,塑膠管理命題不只為自己和公司找到新的長期目標,也讓他順利度過中年危機。「選擇改變,留給下一代更好的未來。」他相信,即便是一家做手機殼的公司,也能創造超乎想像的正向改變。

AWS 2025 亞馬遜港都創新日,集結產業先行者分享創新經驗。
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圖/ Amazon Web Services 提供

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