親水愛魚 用魚發電 征服國際科展

 |2020.06.04
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陳懷璞於浮潛激發靈感,以魚發電,去年獲得Intel ISEF工程力學二等獎。圖╱取自網路

【本報綜合報導】去年一舉拿下台灣國際科學展覽會工程學科一等獎、美國英特爾國際科技展覽會工程力學科大會二等獎,並成為安樂高中創校以來,第一位保送台大電機系的學生陳懷璞,今年夏天即將進入台大電機就讀,他訂好下一階段的目標,將朝著自己夢想目標飛去。

如果高中時代的你,腦中裝滿奇思妙想,對解謎充滿熱情,那麼當你看見基隆市立安樂高中3年級學生陳懷璞,很可能聯想起年輕時的自己。

站在校園內,眼神明亮的陳懷璞,雙手分別拿著一組發電機與一具玻璃纖維製作的魚模型,介紹他的科展作品「魚能發電」,「我把發電機打在魚背上,魚類的游速便可轉化成電能。」

這簡單的裝置,在過去一年成為他征戰海內外科學競賽的利器。2019年,他一舉拿下台灣國際科學展覽會工程學科一等獎、美國英特爾國際科技展覽會(Intel ISEF)工程力學科大會二等獎。


圖說:陳懷璞去年獲得Intel ISEF工程力學二等獎。圖╱中央社

能想到這項別出心裁的科展題目,和他在新北瑞濱度過的童年有關。「他1年級就會游泳,4年級我們就一起泳渡日月潭。」陳懷璞的父親陳俊宇笑道,兒子潛進海水裡,就像回到另一個家那樣親密。從小親水,自然也對海域中的魚類產生興趣。

陳懷璞說,國中時期他會在周末起個大早,到海邊釣魚,在父母起床前,拎著「漁獲」回家;這些釣來的魚不會成為食物,而是養在魚缸就近觀察,「只要釣魚掌握技巧,魚類並不會受傷,我家的魚只有在我餵的時候,才會從洞裡探出身來,牠們只認識我。」他的話裡流露對魚類的濃厚情感。

●收集魚蹤 研究氣候變遷

上了安樂高中後,他將台灣大學生命科學系列為第一志願,並決定要在高中階段參加國際科展,增加錄取機會。高一上學期,他不斷思考可行題材,最後從浮潛中突發奇想:「黑潮秒速才1公尺都能發電,魚游得比水流快多了,為什麼不能讓魚來發電?」

一般研究團隊記錄魚類生態,多半是在魚身上裝追蹤器,一旦電池耗盡,便失去「魚」蹤。「如果能讓魚用自己的游速發電,回充追蹤器,是否可收集魚類的洄游路徑,甚至研究氣候變遷後的變化?」陳懷璞解釋初衷。

為了放手一搏,陳懷璞決定申請台灣科學教育館1年1度的「青少年科學人才培育計畫」,若是通過,將會由大學教授指導群協助實驗進行。

陳懷璞用土法煉鋼方式交出誠意滿滿的企畫書,讓他順利加入青培計畫,找上了台大機械系副教授黃育熙為指導教授。有豐富指導學生科展經驗的黃育熙回憶,他收到陳懷璞來信的第一印象是「主題明確,原創性強,想從對生物的了解跨界到工程。」立刻同意指導。

陳懷璞利用電腦模擬,製作出最適合魚類的三角柱鈍體發電機,在2019年2月,拿下台灣國際科展工程學科一等獎。陳懷璞參與為期3個月的國手培訓、與海洋大學、鹿港水產試驗所等機構合作,進一步實驗用活魚的游速發電,並成功產生每秒最高發電量80微瓦,證明了構想具體可行。

●敢做夢有目標 築夢踏實

被視為「青少年科學奧林匹亞」的Intel ISEF,有來自全球82個國家、1842名學生同台競技,陳懷璞的發明依舊備受肯定,獲得工程力學科大會二等獎。

「10位評審中,有9位都非常好奇我的實驗動機,我從生活經驗講起,還帶了祕密武器——展示童年相片,他們很入迷。」陳懷璞得意地說,他幾乎講到讓評審捨不得移動。


圖說:陳懷璞於浮潛激發靈感,以魚發電,去年獲得Intel ISEF工程力學二等獎。圖╱取自網路

獲Intel ISEF二等獎後,陳懷璞獲得更多國際舞台,原計今年8月受邀前往義大利,參加4年一次的國際力學會議(ICTAM),但因疫情影響而延期。

雖然國際交流暫時中斷,但陳懷璞絲毫不減熱情。「魚類生命史只是第一步,未來加入大數據、物聯網等新概念,一定會更酷!」他明亮眼神的背後,像有顆噠噠作響的馬達,轉出一個又一個獨具巧思的創意發想。

今年夏天即將進入台大電機就讀,陳懷璞已經訂好下一階段的目標,將結合工程與海洋兩大領域,到聖地牙哥加州大學讀碩士。他參加過環境教育計畫的甄選、獲得公費去該校參訪,「我跟教授聊過,那裡是世界海洋生物工程領域做最好的!」

這一路走來,當然有辛苦的時候。陳懷璞說,他總是一直在追知識,「但只要敢做夢、有目標,就不會累。」

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