高效救災科技×回收再生解方科技應用實踐公益價值

【撰文／凃心怡】

當溫室氣體排放導致極端氣候加劇、快時尚廢棄衣物堆積成山，人類活動對環境的衝擊，已反撲日常生活，而受害者卻往往是弱勢族群。科技帶來美好未來的同時，也不能遺落任何人，工研院運用科技守護家園，透過資源循環造福偏鄉校園，打造兼具效率與有溫度的解方，讓公益與永續並肩而行。

風災過後，居民彎腰清理泥濘的家園，救災人員與志工也駕駛小山貓、怪手助陣，重機械、輕工具全面出動，有人遞上熱茶，有人幫忙整理家當，所有人心心念念的，無非是盡快完成復舊，恢復往日生活。然而在分秒必爭的救災過程中，如何兼顧效率與安全，是一項需要縝密規劃的艱難挑戰。

臺灣位處高災害風險帶，颱風與豪雨頻繁，常伴隨致災性的土石流與水患。工研院自2013年與慈濟基金會合作，以「Qwater淨水系統」提供災民乾淨飲用水以來，雙方持續在淨水、環保與綠能領域的公益科技進行合作，打造「公益科技智慧服務平台」，將工研院的跨領域技術能量，結合慈濟基金會多年第一線救災的需求洞察，攜手用科技作公益，多年來，已陸續研發出多項公益救災技術。

以風災復舊為例，臺灣多山，風災與豪雨後大量泥沙堆積往往是救災最大障礙。慈濟基金會執行長顏博文表示，災後作業環境狹窄、泥濘且環境充滿不確定性，「僅靠人力投入，不僅效率有限，也伴隨高度風險。」

為第一線而生的高效救災科技

因應第一線救災需求，工研院與慈濟基金會合作開發多項救災工具。圖為「省力外骨骼輔助系統」，可為志工減輕35%腰背負荷，提升40%清淤效率。

為此工研院與慈濟基金會8年前即開始研擬，針對風災後泥沙清運與安全風險進行討論，逐步將第一線需求轉化為研發方向，陸續開發「螺桿式泥沙清除設備」、「微型履帶清運載具」與「省力外骨骼輔助系統」等系列救災工具，專門應用於巷弄狹窄、地形破碎且人力難以進入的災後現場，協助第一線志工安全有效率地完成清運與復原作業。

負責技術研發的工研院機械與機電系統研究所副組長鍾允睿說明，在設備設計階段，團隊考量應用與場域以及使用者之需求，以高扭力密度馬達與多段減速傳動模組為核心，確保螺桿清除系統在低轉速下仍具備穩定推進能力，可持續處理高黏稠泥沙與碎石混合物，不易過熱或卡死；履帶式清運設備則採用高強度輕量化合金結構，兼顧機身穩定性與機動性，使設備能在濕滑地形與狹小通道中，維持良好的操控表現；而外骨骼輔助裝置運用「彈力位能儲能原理」，即時分擔腰背負重，讓志工在長時間彎腰與搬運作業下，仍能維持穩定姿勢，降低肌肉與關節傷害風險。

「螺桿式泥沙清除設備」，可持續處理高黏稠泥沙與碎石混合物，不易過熱或卡死，降低救災體力負荷。

顏博文指出，硬體設備的導入，能使救災工作逐步從「高度體力密集」轉向「科技輔助協作」，保護志工安全之餘，能夠將更多心力投入災民的陪伴與關懷，讓災後重建更體貼入心。

從開放到授權體現科技公益價值

研發過程中，團隊需時時思考設備使用情境與需求。例如考量災區天候，以及設備所在的高濕、積水、泥沙侵蝕環境，團隊在防護設計的關鍵電子模組與傳動單元皆做到IP65等級以上防水防塵規範，並加裝多層密封與防腐蝕塗層，延長設備使用壽命。

「慈濟志工們也實際參與測試，從設備重量、操作動線、把手角度、防滑設計到收納方式，每一項細節皆來自志工的經驗與回饋，讓科技更貼近使用情境，」鍾允睿肯定表示；在授權制度上，工研院採取「模組化設計＋分層授權」策略，將設備拆分為動力、控制、機構與感測模組，同步建立完整技術文件與維修規範，透過「非專屬授權機制」，無償授權慈濟基金會得以建立自主維修與備品管理體系，避免設備受制單一供應來源，體現科技應用於公益的公共資產價值，也讓成果得以延續。

工研院捐贈慈濟基金會「螺桿式泥沙清除設備」、「微型履帶清運載具」與「省力外骨骼輔助系統」3項土石流災後清除設備，賦予慈濟專利使用權，為極端氣候下的災害管理，提供解方。

回收再生新解方　舊衣變身偏鄉課桌椅

科技能夠強化社會韌性，於急難發生之際，協助快速復原；也能讓資源循環運用，嘉惠弱勢偏鄉教育現場。偏鄉國小與弱勢課輔班桌椅，使用年限多已超過教育部建議的5年汰換期，其中也不乏10年、15年的老舊設備，部份都會學校轉送的課桌椅，則尺寸不一、結構或表面損壞的問題，可能影響學童坐姿與書寫。

工研院運用「再生混紡織木」材料技術，將紡織廢棄物進行專利處理、熔融、改質再生，再加工成為課桌椅，捐贈給偏鄉小學，讓資源重新定位，兼顧永續與公益。

「再生混紡織木」技術的獨到之處，在於混紡衣物的回收與處理。工研院材料與化工研究所副組長黃冠燁指出，混紡衣物因材質複雜、結構緊密，難以有效分離與再利用，是循環經濟體系中最具挑戰的環節之一。工研院從回收前端即建立精準分選機制，透過拉曼光譜（Raman Spectroscopy）分析技術，即時辨識純聚酯、棉聚酯混紡及含異材質成分的衣物，並搭配金屬感測設備，自動剔除拉鍊、五金扣件等雜質，確保進入後端製程的原料具備穩定純淨度。

在材料再製階段，工研院的「低溫聚酯改質技術」使改質後的塑膠母粒，具備高度結合作用，如「超級黏著劑」般包覆並固定棉纖維，「不僅能成功解決異材質不相容問題，也能將PET加工溫度降至200°C以下，大幅降低能耗與碳排放。」

將紡織廢棄物進行專利處理、熔融、改質再生，再加工為塑木板材，過程較傳統方式更節能減碳。

科技為資源重新定位　實現公正轉型

透過「再生混紡織木」技術，研發團隊將回收舊衣分選、處理後轉化為循環塑木板材，進一步製作成防潮耐用的課桌椅，送進臺中和平區德芙蘭國小課後照顧班和臺南七股信福之家等偏鄉教育現場。塑木課桌椅既防蟲、無甲醛，在抗彎強度、耐衝擊及防水等性能皆表現優異，使用年限也可延長，幫助孩子健康學習。「從被丟棄的舊衣，到偏鄉學童每日使用的書桌，科技為資源重新定位，也實現淨零、循環經濟下公正轉型的意義，」黃冠燁說。

科技對美好生活的應許，必須普惠社會。當極端氣候與資源短缺逐漸成為常態，工研院持續以科技研發回應公益需求，引導研發能量走出實驗室，走向亟待援助、資源困乏的地方，讓科技成果延續、擴散，弭平落差，共享福祉。