趴趴走的綠色空間精靈——成大獲2009韓國首爾國際發明展金牌

▓撰文：成大綠色空間精靈團隊 ▓圖片提供：成功大學

在減緩全球暖化的聲浪中，永續節能的綠建築成為人類居住活動空間的新趨勢，讓環保住屋具備與人妥善互動的智慧，則是目前政府推動的科技發展方向。成功大學整合跨領域研發團隊之構思，將模組化的表層機器人：「趴趴走的綠色空間精靈」，導入居住空間的應用，讓原本死板板的靜態建築宛如活了過來，不但會流動，還會發光和呼吸，如此前瞻的創新表現，讓成大勇奪2009韓國首爾國際發明展金牌，並獲得俄國科學與技術合作協會特別獎及塞爾維亞國家特別獎，成績亮眼。

2009韓國首爾國際發明展競賽，於2009年12月3至7日在韓國首爾舉行，總共有30多個國家、500多件作品參賽，經過5天激烈的競賽與技術評審，成功大學跨領域整合研發團隊不負眾望，除一舉拿下金牌、並獲得兩個特別獎，成果豐碩。值得一提的是，韓國大學發明協會對該作品相當感興趣，除了希望能放置於首爾的未來夢想居家展示館1年外，更期待進一步洽談相關的合作事宜。對於該團隊的傑出表現，駐韓代表陳永綽也特別到場加油打氣。

趴趴走精靈，活絡綠色空間

成功大學跨領域整合之研發團隊成員，係由機械系教授蔡明祺、機械系暨奈微所教授陳國聲、建築系副教授鄭泰昇、教授陳添智與機械系博士後研究員姚武松，共同帶領機械工程系博士班3年級張廉楷、奈米科技與微系統工程所碩士班2年級陳柏維、建築學系博士班2年級潘晨安與工程科學系碩士班2年級陳鵬倫等4位研究生所組成。

發明「趴趴走的綠色空間精靈」構想，源自於智慧建築的整體情境與綠色概念，再進一步以實作技術把抽象的概念加以具體化、模組化，成為無所不能的居家好幫手，其打破傳統固定建築的型態，創造動態的建築表層（包含天花板、牆壁、窗戶與室外屋簷等），也就是利用現代科技達到與人類互動的機器建築，為居家環境創造無限可能。

趴趴走的綠色空間精靈，功能多元，稱得上麻雀雖小五臟俱全。在綠色空間精靈內部，建置有自行研發的驅動電路、壓電致動器、數位訊號處理電路與定位控制系統，具有無線發送與接收控制訊號的功能，可依使用者的需求遊走於室內、室外。為了增進建築物吸收太陽光的能力，研發團隊在每個綠色空間精靈建置2片太陽能光電板、充電電池模組和光感測器，能隨著太陽的移動調整儲能光電板傾轉的角度，做到永遠與陽光保持垂直、得到最有效的儲能功率。

小小掌中人，大大綠功能

「趴趴走的綠色空間精靈」約一個成人手掌大，處在滑軌上與中央控制電腦以無線的方式形成互動式的運動，而互動式智慧建築的原理，是在各個建築表層上安置綠色空間精靈，然後由綠色空間精靈控制建築表層的運動，讓原本靜態的空間可以隨著主人的需求或天候狀況不同而變動。於居家環境中，可以隨著主人的需求在各個建築表層建置功能不同的綠色空間精靈。至於該系統的運作模式為：各個建置在建築表層的綠色空間精靈係由一部中央控制電腦所掌控，也就是說，中央控制電腦利用無線的方式傳輸訊號，指揮各個綠色空間精靈產生應有的功能，此外，使用者也可以手持遙控器指揮單一的綠色空間精靈來執行任務。

使用綠色空間精靈，居住的空間可以做非常多元的變化。當空間精靈移動至窗戶上並翻轉本身的上蓋結構，就像冷氣的出風口，能夠將外來的自然風引導至空間中特定的地方，有效調節室內的氣流狀況，可大幅降低對空調的依賴。當它移動至室外屋簷的部分，不僅能夠吸收儲存太陽能，還能夠當做動態的遮陽板。綠色空間精靈是一個無線的動態載具，目前已經裝設LED模組、太陽能光電板並且搭載小型綠色植栽，能夠行光合作用回到室內吸收二氧化碳並排放氧氣。未來還能加裝小型風扇以大幅提升室內導風性，並減少空調冷氣的使用率，以響應節能減碳議題。因此，綠色空間精靈是一個模組化的機器人，可以單獨行動，也能同時群體移動，而「流動」是指讓這些精靈可兼顧娛樂和美觀，用群體排列做圖形的變化。未來還能依照使用者需求，整合洗窗機、自動灑水系統，甚至是小型投影機，以實現符合綠色科技的智慧建築。

整合跨越，再創新績

現階段，成大研發的綠色空間精靈已經具備：一、太陽光追蹤功能，有效吸收太陽能並儲存電力；二、引導外來的自然風，調節建築物內的氣流狀況；三、動態節能照明機制，也就是說當室內光度太暗，再加上有人員移動時會自動照明；四、增加建築物使用的多元性，使建築空間更能達到彈性的利用。未來將持續開發居家服務型機器人、小型風力發電系統、環境感測系統、遠端監控系統等功能。

對此成大表示，這是結合跨領域團隊執行國科會3年期的整合型計畫，在第1年就累積如此豐碩的成果實屬不易，未來希望團隊能夠秉持既有的基礎與默契，使研發成果更上一層樓。（作者為成功大學綠色空間精靈團隊）