土石流來襲未來手機告訴你

2018-12-07 20:01:00 / 林妤瑄、劉德苓 /

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台灣傳統的土石流警戒，中央氣象局先行預測危險範圍，再由農委會發布至地方政府，提醒民眾。然而當資訊傳到人民手上時，處在危險地區的人民基本上沒有足夠的時間可以逃跑。為了解決這個窘境，任教於亞東技術學院的林照峰教授率領學生團隊，研發出 — — 「土石流防災物聯網」：藉由網路將設備與手機連動，設備偵測環境，若達到土石流警戒可能範圍值，會立即警示使用者，人民不必再經過繁多的步驟才能得知土石流的狀況。

物聯網與防災概念的全新結合

「土石流防災物聯網」由張詠儒、張鈜幃、石玉銓以及李旻峰組成的四人團隊開發，由林照峰教授帶領，每人各司其職，負責自己擅長的領域，試圖打破過去偵測土石流的模式，將物聯網的概念融進防災系統中。結合智慧型手機、無線網路等方法，讓民眾可以即時接收到雨量與土石傾斜等情況，若超過危險值即會提醒使用者。希望能為社會大眾帶來一套全新的土石流防災系統，以降低可能的傷亡。

四位同學目前都已從亞東技術學院畢業，接受採訪的石玉銓與張鈜幃分別就讀國立科技海洋大學研究所，後者正在等待役期。兩人表示，當初會想要做這項產品，除了教授提議，他們也想嘗試以自己的力量拯救更多人的生命，煩惱許久，終於想到以「物聯網」的方式將理想與現實串連起來。

四大端元偵測可能因素

產品主要分成四大端元：分別是主控端、雨量傾斜感測器、流量感測器，以及傾斜感測器，傾斜感測器下方裝有濕度感測器，四個裝置皆有天線可用物聯網方式連回手機，不僅會發出訊息、震動警示，同時也會有語音提醒，告知手機持有者可能將有土石流發生，盡快採取撤離行動。

主控端安裝在家中，透過天線接收警告資訊；雨量傾斜感測器採傾斗式的方式，利用內部的傾斗來測量雨量，每次傾斜都會累積零點三毫米的雨量，當內部積水超過中央氣象局制定的大雨標準（八十毫米）以上，就會發生預警；流量感測器放置在山坡下方的水溝中，當山坡上的強降雨超過土壤的吸收程度時，就會將雨水排至排水溝，透過量測下方水溝的總雨水量，就能間接判斷目前山坡是否達到形成土石流的程度。

傾斜感測器上裝有太陽能板，內部也有備用蓄電池，APP會顯示電量以防電力耗盡。在土石發生流動，造成感測器傾倒後，同樣也會透過天線回傳至主控端；下方加裝土壤濕度偵測器，因為土壤濕度跟土石流發生有絕大的關聯性，當濕度超過一定基準，警報同樣會傳至主控端，發出警訊。利用物聯網，訊息以跳躍式的傳遞 — — 「ZigBee」一種低速短距離傳輸的無線網路 — — 回傳到主控端；透過這種傳遞方式，不管主控端彼此距離多遠，只要設定好節點，就能進行跳躍性的傳遞，將警示數據傳達到位於警戒區的主控端。

排除萬難過關斬將

團隊從概念發想開始，一直到收集零件、完成作品，花了將近半年的時間。負責硬體工程的石玉銓甚至花費整個暑假待在實驗室裡，從早到晚，只為找出錯誤，讓整個系統能跟張鈜幃負責的APP連動，順暢運作。「我是覺得說，你不管做什麼樣的東西，都一定會遇到一個瓶頸或困難。」他們靠四年來老師所教授的觀念，且走且行，自己摸索竅門，使作品更加完善。

儘管近期參加許多比賽皆獲得亮眼成績，但石玉銓毫不諱言地說，作品完成初期，他們參加過很多競賽，但並非一開始就脫穎而出。「之前我們參加某個比賽，就是某個評審老師，對我們作品沒什麼興趣。我們介紹完後，他就說『你們這個作品沒有用』，就走了。」評審的評價一度讓四人感到灰心喪志，但同時也是讓他們警惕、重新審視自己的契機。

「很多東西都是你要一直去不斷的嘗試，沒有東西是你可以去一開始做就做完成的。」石玉銓說，經過此事件後，固然感到灰心，但多虧那位評審的當頭棒喝，他們開始不斷改進作品、調整自己的腳步，藉由每次參賽的評語激勵自己繼續向前，終於在去年年底由盛群半導體股份有限公司主辦的第十二屆盛群盃32-bit MCU應用組奪冠；之後一路過關斬將，得到馬來西亞國際發明展的金牌和伊朗特別獎、以及臺灣創新技術博覽會發明競賽鉑金獎等獎項，獲獎無數。

脫離無力感放眼未來

林照峰說，學生設計的作品要能夠商品化，進入市場，機率大概僅有千分之三。即使能成功進入市場，也要不斷進行驗證以及辦理專利、商標權等，需耗費將近十年、甚至更長的籌備期，才能真正送到消費者手中。他表示，目前透過參加各項發明展以及競賽來推廣作品，提高產品曝光率，希望能被企業青睞，得到商品化的機會。

同時也因為是學生作品，每個實驗室的研究經費都不相同；團隊四人認為，因為這點，即使目前已經完成作品，甚至得獎，要進一步改進作品的機會微乎其微。石玉銓說，就算作品不被採用成為商品，希望未來有後進或是業界，能夠看見他們的所提出的物聯網防災概念，運用未來新增的技術、觀念繼續改良這項產品，讓它最終能為世人所用。