2020年是戴森设计大奖(The James Dyson Award)创下新纪录的一年，目前该奖项已经资助了来自世界各地的年轻工程师和科学家的250项发明。在今年充满严峻挑战的背景下，戴森设计大奖收到的参赛作品数量达到历史新高，作品质量表现出众，彰显了青年发明人才的独创性。今年荣获了3万英镑奖金的全球冠军和全球可持续发展冠军，都为当前人类面临的全球性问题 -- 女性错过乳腺癌筛查导致发现病症过晚，以及可持续产生的可再生能源匮乏，给出了解决方案。

戴森设计大奖2020年国际冠军

23岁的Judit Giró Benet发明的一种通过尿液样本在家检测乳腺癌的新方法 -- Blue Box荣获2020年戴森设计大奖国际冠军。

27岁的Carvey Ehren Maigue发明的一种由废弃农作物制成，可以将紫外线转化为可再生能源的新材料 -- AuREUS 系统科技成为戴森设计大奖首个可持续发展奖的得主。

戴森设计大奖2020年国际亚军

来自伦敦帝国学院和英国皇家艺术学院的一群学生，发明了一款装置 -- Tyre Collective，可以回收汽车轮胎磨损后产生的颗粒，从而实现轮胎颗粒再循环利用。

来自加拿大滑铁卢大学的学生则发明了一种新型的液晶镜头 -- Scope，可以帮助相机实现无损变焦。

戴森设计大奖2020年国际冠军 - 由Judit Giró Benet发明的Blue Box

问题

在得知母亲患上乳腺癌后，Judit开始深入研究乳腺癌，她意识到全球正亟需一款侵入性更低、更易获得的乳腺癌筛查方法。目前的筛查流程要求妇女到医院或医疗机构进行侵入性检查，疼痛感强且费用高昂。据美国疾病控制和预防中心研究显示，近40%的女性忽略了乳腺X光检查，导致三分之一的癌症患者过晚发现病症[1]，生存机率下降。此前，美国癌症协会预测，到2020年，乳腺癌将占美国所有确诊癌症的30%[2]。在中国，乳腺癌的发病率也不容乐观，根据《2019年中国最新癌症报告》显示，乳腺癌居女性癌症发病首位，每年发病约为30.4万，占女性癌症发病率的17.10%。此外，有报告显示，每年中国乳腺癌新发数量和死亡数量分别占全世界的12.2%和9.6%[3]。

解决方案

来自西班牙塔拉戈纳的Judit Giro Benet发明的Blue Box是一款家用的乳腺癌生物医学检测设备，它利用尿液样本和人工智能算法来检测乳腺癌早期症状。该设备是非侵入性的、无痛的、无辐射的、低成本的，让女性在家就可以检测乳腺癌，掌控自己的健康。

该设备对尿液样本进行化学分析后，将样本数据上传至云端服务器。基于人工智能的算法对尿液中的特定代谢物做出反应，为用户提供诊断。该设备与一个应用程序相连接，该应用程序提供用户通讯功能，一旦样本检测呈阳性，用户立即可在应用程序上与专业医疗人员取得联系。

接下来的几年对Judit来说至关重要，因为她和她的团队正在加州大学欧文分校，朝着原型设计和数据分析软件的最后阶段努力，她们将进一步进行临床试验和研究，同时提交极为重要的专利申请。

可持续发展奖 - 由Carvey Ehren Maigue发明的AuREUS系统科技

问题

许多可再生能源面临间歇性问题，如风能和太阳能只能在特定的环境条件下才能产生。太阳能电池板必须面向太阳才能将可见光转化为可再生能源，目前的太阳能发电厂都是水平而非垂直建设的。并且，发电站通常被建在优质的耕地上，导致土地不能用于农作物种植。据统计，化石燃料占全球能源产品的81%以上[4]，如果继续以目前的速度燃烧化石燃料，到2060年全球的天然气和石油供应将面临枯竭[5]。同样的，中国能源消费构成中化石能源仍为主要来源，占比偏高，而清洁能源消费量占能源消费总量的23.4%，一次电力和其他非化石能源仅占比14.9%[6]。然而，有成千上万的窗户和其他表面可被重新利用，却被人们所忽略。

解决方案

戴森设计大奖的首个可持续发展奖得主面临的挑战是，如何更有效地利用光获取可再生能源，并在此过程中完成废弃物的升级利用。

AuREUS是菲律宾马尼拉马普阿大学的Carvey Ehren Maigue发明的一种材料。它可以附着在原有的结构或物体表面，吸收紫外线并将其转换成可见光，从而产生电能。这种产能方式是传统太阳能电池板无法实现的。无论是晴天还是阴天，Carvey的材料都可以产生电能，因为其材料中的颗粒会吸收紫外线，从而使它们发光。当这些粒子“静止”时，它们让多余的能量以可见光的形式从材料中“释放”，随后可见光就能转化为电能。相比太阳能电池板，AuREUS有望将更多的太阳能转化为可再生能源，甚至在没有阳光直射的情况下也能充分发挥作用。目前有测试表明，它的光电转换效率达到48%，而传统的光伏发电的光电转换效率只有10-25%[7][8]。

一直以来，菲律宾都饱受极端天气之苦，农民也经常因此损失惨重。Carvey没有放任受灾农作物腐烂，而是试图将其变为他的衬底材料的紫外线吸收剂。在测试了近80种不同类型的本地农作物后，Carvey发现其中9种可作为长期使用的备选。当衬底被应用于材料时，它是耐用的，半透明的，并且可以塑造成不同的形状。Carvey已经在研究开发可用于窗户和墙壁之外其他地方的材料，比如布料，并打算将其应用到汽车、船只和飞机上。

坚持不懈

2018年，Carvey首次将他的想法提交给戴森设计大奖，但没有进入最终评审阶段。当时，他的这项技术仅能应用于窗户上，而且在衬底中使用了一种化学化合物作为主要成分。经过两年在应用领域的进一步研发，将回收改造的废弃农作物作为衬底材料后，Carvey的发明最终荣获了戴森设计大奖首个可持续发展奖。他坚持不懈改进自己的想法，并从挫败中吸取教训。Carvey对待失败的精神与詹姆斯·戴森不谋而合，这也是戴森工程师们所具备的关键品质。

戴森设计大奖2020年国际亚军

Scope -- 由来自加拿大滑铁卢大学的Ishan Mishra, Holden Beggs, Chen Le Cao, Fernando J. Pena Cantu和Alisha Bhanji组成的团队发明。

问题

手机摄像机在调整焦距放大影像时无法获得高质量的照片，因为它的镜头不像传统摄影机那样使用光学变焦。

解决方案

Scope使用了置于电池内的液晶。在对晶体施加电压后，可以动态调整镜头的光的波阵面，无需物理移动，就能实现无损变焦。

Tyre Collective -- 由来自伦敦帝国学院和英国皇家艺术学院的创新设计工程专业的Siobhan Anderson, Hanson Cheng, M Deepak Mallaya和Hugo Richardson组成的团队发明。

问题

每当车辆制动、加速或转弯时，轮胎就会发生磨损，大量微小的颗粒会散布在空气中。仅在欧洲，每年就会产生50万吨轮胎颗粒[9]。这些足够小的微粒传播到空气和更广阔的环境中，会对人体健康造成严重危害。轮胎微粒占公路运输PM2.5排放量的50％，到2030年将占据所有PM2.5排放量的10％。而这些污染物大多会进入水路和海洋，并最终进入食物链[10]。

解决方案

Tyre Collective的发明团队旨在从源头捕获轮胎颗粒，从而减少这种无形的污染。该团队所研发的装置被安装在车轮边缘，利用静电和纺车的空气动力来收集轮胎颗粒。完成收集后，这些颗粒就可以被回收并在新轮胎或油墨等其他材料中重复使用。

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（美通社,2020年11月19日上海）

消息来源：戴森中国

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编辑：小星

来源：美通社

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