刷牙好懶?未來可以靠「奈米機器人」清潔!連漱口和牙線都到位
刷牙好懶?未來可以靠「奈米機器人」清潔!連漱口和牙線都到位

幫你自動清潔牙齒的奈米機器人

我們天天都要刷牙保持口腔的清潔,而科學的進步讓我們有省時又省力的電動牙刷替代傳統的手動牙刷。不過,在電動牙刷之後,人類還能發明更新、更方便的科技產品來清潔牙齒嗎?

近日,美國賓夕法尼亞大學(University of Pennsylvania)的研究團隊開發出一種能幫助人類清潔牙齒的奈米機器人(microrobots),讓人們刷牙時不再需要自己動手。這種機器人帶有磁性,經由磁力控制便能在口腔中轉換成任意形狀,清除牙齒表面的牙菌斑。相關研究已發布在專業期刊《美國化學學會》(American Chemical Society publications)上。

集刷牙、漱口、牙線三種功能於一身

本次研究的作者之一、賓夕法尼亞大學的牙科醫學院教授邱(Hyun Koo,音譯)表示:「例行性的口腔護理很麻煩,對許多人來說還是個挑戰,尤其是那些不太能清理自己牙齒的人。你要先刷完牙,再用牙線,最後是漱口,這些步驟都需要仰賴手部動作,並且得經過好多階段才算完成。」

一般人可能覺得動手刷牙、使用牙線是理所當然的事,但對某些行動不便者來說,這些動作帶有一定的困難性。邱指出,奈米機器人能全程自動化、不假他人之手,集刷牙、漱口和牙線的三種功能於一身,一次性地完成這幾個步驟。

研究團隊解釋,這款奈米機器人是由氧化鐵奈米粒子(nanoparticles)所構成,在一套磁場系統的操控下,它能變換不同形狀,既能變成刷毛狀、刷除牙垢,又能變成一條線在齒縫之間滑動,如同牙線般清潔牙齒縫隙。同時,它還能在變形的過程中釋放抗菌物質,抑制嘴巴裡的口腔細菌,達到漱口的功效。

牙齒
奈米機器人能將刷牙、漱口和牙線的三種功能融合在一起,徹底清潔口腔中的牙齒。
圖/ shutterstock

各種牙齒排列都難不倒它

研究團隊已使用奈米機器人在3D列印的假牙還有真人牙齒上經過測試,觀察到它能有效地清除沉積在牙齒表面上的生物薄膜,這種黏性的微生物群落即是牙菌斑,往往是導致蛀牙和牙齦疾病的元兇。

本次研究的作者之一、賓夕法尼亞大學的工程與應用科學學院的研究人員史帝格(Edward Steager)說明,這款奈米機器人在經過編程後,會自動執行清潔牙齒的過程,重要的是,它能適應不同的牙齒排列狀態,將各種牙齒表面清潔乾淨。

「不管你是直牙,還是齒列不整,奈米機器人都能適應,深入每種牙齒的角落與縫隙。」邱補充道。

不過,這個奈米機器人在清潔牙齒的過程中,會不會不小心傷害到牙齦或刷壞牙齒表面的琺瑯質?研究團隊表示,奈米機器人形成的刷毛可以有力地清除牙菌斑,但也柔軟到不會損害到對方的牙齒,這是他們在豬的嘴巴離體(ex vivo)中測試過後所得到的結果。

牙齒
圖/ Pixabay

老年醫學與行動不便者的刷牙福音

目前,這款清潔牙齒的奈米機器人還只是賓夕法尼亞大學研究團隊的原型,研究團隊希望持續調整,將它發展成一個產品,未來運用在牙科診所或是個人的家中,幫助無法自行刷牙的年長者或失能者進行口腔的護理。

邱說道:「我們期盼這項科技能應用在老年醫學和行動不便者的身上,為口腔護理保健帶來更大的進步。」

邱也分享到,他的研究原本就是關於怎麼利用氧化鐵奈米粒子來清除造成人們蛀牙的生物薄膜,而正好在同一所大學中,史帝格的工程團隊也在研究如何建構清潔牙齒的奈米機器人。他們最終發現,其實兩者的概念可結合在一起,於是他們通力合作,開發出此次同時具有刷牙、漱口與牙線功能的奈米機器人。

本文授權轉載自:地球圖輯隊

責任編輯:傅珮晴、錢玉紘

關鍵字: #機器人 #AI
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從醫院到工廠,從2B到2C:北醫、光寶、AWS、希達數位以實戰經驗分享碳揭露與AI淨零新路徑
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氣候變遷不只是環境議題,而是攸關國際經貿的新政治語言,隨著碳定價時代來臨,去碳化能力將重新改寫全球供應鏈秩序,而這意味著:能源轉型不再只是政府的任務,是每一家企業的必修課。
在這波變局中,光是做好組織碳盤查仍不足夠,領先企業不僅開始管理產品碳足跡、更以AI數據治理提升供應鏈碳管理,例如,光寶科技因應客戶的脫碳淨零路徑積極建立碳足跡資料庫,並號召供應鏈夥伴參與,全面揭露產品碳足跡;以及台北醫學大學攜手希達數位等夥伴取得碳足跡數據與建立標準化的碳排計算方式,更好計算醫療器材設備的碳足跡。
換言之,碳不是被動記錄的數字,而是驅動新價值的槓桿,誰能把減碳轉化為市場優勢,就能在淨零新賽局中掌握主導權。對此,台灣永續能源研究基金會董事長簡又新進一步解釋:「台灣不僅是全球AI硬體重鎮,也積極開發AI應用服務,其中又以「AI驅動的碳排管理」最受矚目,因為,碳排數據龐大、變化快速,單靠人工根本無法處理,唯有借助AI才能即時解析、快速決策,讓永續不只是口號,而是可以落地的營運模式。」
「為實踐台灣2050淨零轉型,透過兩大–科技研發跟氣候法治–治理基礎,以及四個–能源轉型、產業轉型、生活轉型與社會轉型–轉型策略推動12個關鍵戰略,如發展風電/光電、氫能、前瞻能源等,目標是以削減碳排跟碳匯抵減達成淨零目標。」行政院能源及減碳辦公室副執行長林子倫如是說道。

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台灣永續能源研究基金會董事長簡又新重申減碳的急迫性,並分享:「唯有借助AI才能即時解析、快速決策,讓永續不只是口號,而是可以落地的營運模式。」
圖/ 數位時代

醫療減碳進入關鍵期,AI驅動供應鏈碳足跡管理成顯學

根據國際健康無害組織(HCWH)的統計,全球醫療部門的碳排放量約占全球溫室氣體排放總量的 4.4%,這個比例相當於514座燃煤電廠年碳排的總和,其中,超過七成的碳排放來自於醫療的供應鏈(範疇三),例如藥品、器械設備的製造與運輸,以及相關廢棄物的處理,意味著醫療機構光是做好範疇一與範疇二的碳排管理還不夠,必須以供應鏈碳排管理的概念驅動低碳醫療。
「低碳醫療是全球關注的議題,但是,受到三個迷失–推動低碳醫療的成本高、需要更多數據才能展開行動、醫護人員太忙很難參與其中–影響,醫療機構的腳步不一而同,但從統計數據來看,低碳醫療僅需針對藥品、耗材、能源、運輸這些主要排放來源進行改善,即可看到顯著成效。」新加坡國立大學永續醫學中心主任暨教授Nick Watts以英國NHS為例說明,該單位已在2019年的基準下減少61%碳排等,只要從投資能源效率、數位化照護、預防醫療、在地化照護等面向切入、持續前行,即可看到成效。

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圖/ 數位時代

台北醫學大學校長吳麥斯表示:「我們的醫療使命是『不傷害』:不僅要治病救人,也要減少對地球的傷害。」再加上環境部於今(2025)年初公告擴大碳盤查適用對象,自明(2026)年起,全國23家經衛生福利部評鑑為醫學中心之醫療機構必須每年定期揭露其溫室氣體排放盤查結果,因此,攜手希達數位等夥伴,透過收攏支氣管鏡、血液透析、核磁共振、雙和醫院健康檢查與冠狀動脈血管攝影等流程的碳排數據資料建立醫療碳排放因子資料庫,之後將進一步擴大到產品碳足跡計算,建立運輸與廢棄物數據庫,目標是在2028年完成三家醫院–衛生福利部雙和醫院、台北醫學大學附設醫院、台北市立萬芳醫院–的碳足跡全面揭露。「我們的期許是讓AI驅動的碳足跡管理平台處理繁瑣的碳排數據蒐集、分析等工作,讓醫護人員可以專注於人性化照護服務。」
協助台北醫學大學進行減碳行動的新加坡商希達數位有限公司執行長Torrent Chin表示:「產品的生命週期是固定的:原料、製造、運輸、使用與回收,碳排相對容易蒐集、分析與計算,醫療服務的碳排則沒有明確終點,需要進一步考量耗材、儀器與能源,對於商業模式也著重在服務的教育、旅遊與金融等產業來說,極具參考價值。」

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醫療實戰對談,邀請各界重磅貴賓一同交流。左起:數位時代總編輯王志仁、新加坡國立大學永續醫學中心主任暨教授Nick Watts、台北醫學大學校長吳麥斯、新加坡商希達數位有限公司執行長Torrent Chin。
圖/ 數位時代
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圖/ 數位時代

製造業淨零突圍的關鍵:從產品碳足跡到循環設計

光寶科技總經理邱森彬表示,商業模式使然,光寶科技的產品碳足跡有90%來自生產製造使用的原料,想要更好落實產品碳排,必須從原物料著手,為了加速產品碳足跡管理,成立希達數位,以巨量數據分析、人工智慧等科學化、系統化的方式著手。「根據統計,我們有1,800萬產品碳足跡活動、19萬個物料,以及3,300個產品系列的資料要處理,若是由外部顧問給予協助,需要100個顧問、花費3年的時間才能完成,但在希達數位的產品輔助下,僅15個顧問、6個月的時間就完成全產品碳足跡揭露,成為全球第一家完成全產品碳足跡揭露的電子製造業。」

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圖/ 數位時代

完成全產品碳足跡揭露後,光寶科技發現:每年必須刪減8%二氧化碳量才能在2050年達成淨零碳排,83%二氧化碳來自消費性電子產品跟能源管理,為了更好服務品牌客戶,必須在2030年實踐50%減碳目標,以及19萬個物料中,包材碳排最高,必須即刻行動以高效減碳。「做好全產品碳足跡,我們才可以更精準地推動產品脫碳策略,並且鼓勵供應商一起跳脫框架、共同開發低碳材料。」邱森彬如是說道。
對此,Amazon Web Services(AWS)台灣暨香港企業銷售暨策略方案副總經理謝佳男表示:「產品碳足跡只是第一步,不僅能讓我們知道碳排熱點並採取行動,如降低包材碳排等,更重要的是,可以在產品規劃與設計之初就預測可能的產品碳足跡並予以優化,更好實踐永續營運。」

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產業實戰第二場,則邀請到光寶科技總經理邱森彬與AWS台灣暨香港企業銷售暨策略方案副總經理謝佳男,提及從產品碳足跡到循環設計,將為製造業綠色轉型的關鍵。
圖/ 數位時代
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圖/ 數位時代

戴爾科技集團永續服務資深總監Bobby Mon Raother表示,該公司自2008年即開始使用再生材料,並在2021年提出Concept Luna,將以循環設計–從設計階段就考慮可修復性、可升級性、材料回收、減少浪費–的概念,如模組化設計、可維修面板、使用再生材料,以及智慧感測與遙測等,藉此延長PC等產品壽命、降低環境衝擊。「在產品碳足跡方面,我們將持續從製造、運輸、能源使用與報廢管理等四個面向切入,積極減少每個階段的碳排放量。」

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戴爾科技集團永續服務資深總監Bobby Mon Raother延續製造業對談的內容,分享Dell如何製造、運輸、能源使用與報廢管理等四個面向切入,積極減少每個階段的碳排放量。
圖/ 數位時代

自2005年開始提供永續顧問服務的施耐德電機日本永續事業部ESG數位轉型負責人呂勁毅進一步分享協助世界500強客戶實踐淨零轉型的心得:「除了要擬定策略、採用數位工具、蒐集與分析數據,更重要的是透過治理手法與相關活動加速整個進程,發揮數位與淨零雙軸轉型綜效。」
總的來說,無論是醫療或製造業,淨零已不再只是企業的選修課,而是決定競爭力的新指標,唯有做到產品碳足跡全揭露,同時,結合AI數據治理、循環設計與數位轉型,才能在碳定價與供應鏈重塑的時代突圍,將減碳壓力轉化為成長動能。

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