HOPES：由新加坡國立大學的學生們發明的一種家用眼壓電子皮膚傳感器，為青光眼的診斷打開全新方向。

Plastic Scanner：由代爾夫特理工大學的Jerry de Vos發明的一種低成本的手持塑料掃描器，能夠確定可回收塑料的種類。

REACT：由英國拉夫堡大學的Joseph Bentley發明的一種快速應急啟動填塞器，有助于挽救被刺傷者的性命。

戴森設計大獎（James Dyson Award）迄今已向250多個極具應用前景的發明作品發放了近100萬英鎊的獎金，惠及全球28個國家和地區的年輕工程師和科學家。今年的獎項在全球收到的參賽作品數量創下新高，由戴森創始人兼首席工程師詹姆斯·戴森親自遴選誕生的全球獲獎者首次達到3名，每位獲獎者均可獲得3萬英鎊的獎金，用于支持其后期的開發與應用。

詹姆斯·戴森對今年的參賽作品表示非常贊賞：“我很高興看到年輕人用優秀的設計、工程和科學來解決世界問題的熱情。今年的參賽作品都非常有新意，為此我們開設了針對醫學發明的第三個獎項。當然將一個想法商業化非常困難，我希望戴森設計大獎所激發的創新意識以及提供的獎金能夠成為他們通往成功的跳板。”

國際冠軍獲獎作品HOPES：持續精準的居家眼壓測量，造福青光眼人群

青光眼是全球第二大致盲誘因[1]，據統計，2020年全球青光眼患者約達8000萬人，到2040年預計將超過1.11億人[2]，2020年中國青光眼患者約為1582萬人，同比增長3.4%[3]。大多數青光眼患者都是無癥狀的，因此青光眼也被稱為“無聲的光明竊賊” [4]。眼壓是衡量青光眼患者癥狀程度的黃金標準，目前臨床醫師主要是通過常規眼壓檢測來確定長期治療方案與目標。

HOPES家用眼壓電子皮膚傳感器是一種用于眼壓檢測的可穿戴式生物醫學設備，該設備搭載了傳感器技術和人工智能手段，所采用的技術目前正在申請專利。HOPES由來自新加坡國立大學的中國留學生魚珂露、李思及新加坡學生David Lee發明。魚珂露的父親患有青光眼，往返院治療的過程中遭受了很多不適和痛苦，她從父親的經歷出發，意識到發明出一種安全、準確、低成本的居家眼壓測量設備迫在眉睫，于是她和團隊用了18個月設計、構思和制作，HOPES由此誕生。

HOPES的操作過程十分便捷，為需要頻繁檢測眼壓的患者提供了無痛無感的流暢體驗。患者在App上創建個人檔案后，可穿戴HOPES手套，用裝有傳感器的手套指尖按壓眼瞼的中部位置，傳感器采用特殊架構，可捕獲精度達微秒級的眼部動態壓力信息，采集到的信號經機器學習算法處理，實現持續精準的眼壓測量。眼壓數據將通過藍牙傳輸到配對設備或上傳至云端供醫師遠程查閱，其配套應用還可向患者推送歷史測量數據，鏈接到醫療系統，讓患者及時獲得醫療幫助。

“我親身體驗過青光眼測試的不適，這群年輕人已經解決這個問題，這不僅影響了他們的家人，更造福了更多青光眼患者人群。他們的發明可能會讓青光眼測試更廣泛、更觸手可及，我希望他們后續在開發和醫療審批這些充滿挑戰性的過程中取得成功。” 詹姆斯·戴森這樣評價道。

后續該團隊計劃與新加坡國立大學醫院合作采集和分析患者的眼壓數據，對HOPES的機器學習模式進行訓練，同時不斷優化HOPES的性能和設計。榮膺戴森設計大獎國際冠軍后，團隊表示：“我們希望將來有更多患者能夠在家中實現無痛測量眼壓體驗，也希望能夠切實改善人們的生活質量，期待有一天我們的傳感技術能有更多健康監測應用，比如機器人和生物醫療設備等。”

可持續發展獲獎作品Plastic Scanner：簡便的手持塑料掃描器，推動塑料垃圾的便捷回收

作為一種輕質、安全的常用材料，塑料一般用于制造持久耐用的產品。塑料往往被認為是不可回收的，以至于塑料最后的“歸宿”是垃圾填埋場，甚至是海灘或海洋上。然而，如果采用合適的技術，塑料是可以被廣泛地回收利用的，并且可以被轉化成新產品，因為其本身就是耐用品。真正的挑戰在于如何識別塑料并以正確的方式進行回收。如今市場上有這項技術，但價格比較昂貴，也沒有被廣泛運用。

來自荷蘭工業與產品設計專業的畢業生Jerry De Vos憑借其發明的塑料掃描器獲得了今年戴森設計大獎的可持續發展獎。作為Precious Plastic——致力于減少塑料垃圾的環保組織的成員之一，Jerry在工作中親身體會到了塑料污染的影響以及識別塑料種類所面臨的難題。Jerry從荷蘭大型工廠中用紅外反射協助塑料分類的成功案例中汲取靈感，設計了這款手持式的塑料掃描器，希望能夠將這項技術推廣到全球，改善塑料回收利用的流程。

這款塑料掃描器是對傳統紅外光譜學的低成本全新應用，能夠運用不連續的紅外光線探測出不同類型的塑料，讓用戶了解塑料的成分。它還是全開源硬件，任何人都可以組裝電路分接板和電子元件嵌入到其中，這樣便于專家們提供反饋和改進意見。在研發過程中，Jerry還采訪了來自于印度、印度尼西亞、肯尼亞和庫拉索島的回收業者，確保他的設計能夠滿足終端用戶的需求。

對于Jerry設計的產品，詹姆斯·戴森表示：“塑料作為一種用途廣泛的耐用材料，在我們的生活中發揮著重要作用，目前的關鍵問題是確保有效回收塑料。Jerry開發的這項技術，能夠有效幫助每個人了解如何正確回收塑料，他也正致力于支持發展中國家。我在電話里告訴他獲獎的喜訊時，他正前往阿爾及利亞助力當地社區部署的回收計劃，希望他在這項重要技術上取得圓滿成功。”

目前，Jerry聚集了嵌入式系統和機器學習領域的一幫好友，協助他制作新原型，推動塑料掃描器在工業和低資源環境下的應用。他的長期目標是讓這個項目能夠自給自足，推出DIY版的掃描器，同時提供更豐富的開源文件，讓他人更易于參與這個項目，共同實現他的使命。對于獲獎，Jerry說：“贏得戴森設計大獎讓我備受鼓舞，這會幫助我們加快電子及軟件方面的研發進程。我希望通過提高質量，讓這個發明更易于復制和推廣，讓更多人能夠識別塑料并進行妥當分類，克服全球塑料回收進程中的最復雜的障礙之一。”

醫療健康獲獎作品REACT：快速應急啟動填塞器，迅速止血挽救生命

持刀犯罪是全球許多國家面臨的嚴重問題之一。據調查，去年幾乎所有國家的持刀犯罪率均呈上升趨勢，其中槍支管制法律較為嚴格的國家尤為嚴重[5]。如果傷者無法獲得及時的救治，很容易危及生命。

來自英國拉夫堡大學產品設計與技術專業的畢業生Joseph發現，醫護人員會使用包扎等傷口處理方法來防止刺傷出血，這個過程中要用紗布包緊傷口，這有助于給傷口形成內部壓力。這樣做能夠快速有效止血，但需要一定的技巧，耗時較長，患者也會十分痛苦。而且這種方法可能并不適用于腹部等空腔部位受傷，而這恰恰是持刀襲擊中最常見的受傷部位。

基于不將刀具從傷口中拔出[6]的原則，Joseph設計的快速應急啟動填塞器（REACT) ，可以迅速、簡便地減少刀傷導致的失血過多。急救人員可以使用這種植入式裝置插入傷口，其啟動裝置可連接至填塞閥門，使用者也可以在設備接口中選擇傷口位置。擠壓啟動器上的開關就可自動膨脹，根據傷口位置膨脹到指定的壓力后即可開始填充傷口。

在他的原型設計中，Joseph發現REACT應用簡便，能夠迅速填充，急救止血效果比傳統方法更有效。他表示，他的REACT的原型有望在一分鐘之內防止大出血，預計一年里可挽救數百條性命。

對于Joseph的作品，詹姆斯·戴森評價道：“工程師可以利用自己的發明，解決全球面臨的實際問題，這也是我設立戴森設計大獎的初衷。開發一種醫療設備絕非易事，整個過程可能會遇到很多阻礙，但我希望Joseph可以秉持拯救生命的使命加快研究的步伐，也希望這個獎項為他注入更多力量。”

Joseph本人也表示，戴森設計大獎的認可和資助堅定了他的決心和信心，后續他將利用戴森設計大獎提供的3萬英鎊獎金用于研究和正式的醫學試驗，盡快把REACT交付到一線急救人員的手中，推動REACT成為刀傷的全球化解決方案，挽救更多生命。目前，Joseph已創辦了名為ACT Medical的公司，將繼續研發REACT，并專注于設計和制造可用于臨床試驗的原型。

從患者關懷到環境保護，再到救死扶傷，今年戴森設計大獎的三個國際獲獎作品展現了年輕一代工程師們通過創新設計改變世界的蓬勃力量，更凸顯了他們開闊的國際視野和解決實際問題的能力。他們不止在國際舞臺上收獲了資金支持和廣泛關注，還推動了發明的進一步研發和商業化。后續戴森設計大獎也將繼續鼓勵和支持年輕一代將自己的創意落地，也期待更多有想法、有創意的年輕工程師們參與進來，一起改變世界。

- 完 -

編者注：

戴森設計大獎是詹姆斯·戴森致力于證明工程師有能力改變世界的又一個舉措。戴森工程技術學院、詹姆斯·戴森基金會和 戴森設計大獎旨在于鼓勵志向遠大的工程師運用自己的知識發現通過技術改善人們生活的全新方式。自2005年首次開賽以下，詹姆斯·戴森和詹姆斯·戴森基金會已在教育及其他慈善事業方面捐贈超過1.35億英鎊，資助突破式創新概念的發展。該獎項已向近300個發明者提供了獎金支持。

往屆全球獲獎發明

• 2020 年國際獲獎發明 – The Blue Box

The Blue Box由23歲 Judit Giró Benet發明，是通過尿液取樣居家檢查乳腺癌的全新方式。

• 2020 年可持續發展獲獎發明 – AuREUS

AuREUS由27歲的Carvey Ehren Maigue發明，是一種采用農作物廢料制成的新型材料，能夠將紫外線轉化為可再生能源。可持續發展獎從2020年開始設立。

• 2019 國際獲獎發明 – Marina Tex

MarinaTex是一種為替代一次性塑料薄膜而設計的家用可降解材料。這種材料由漁業垃圾和可持續藻類制成。

• 2018 國際獲獎發明 – O-Wind Turbine

O-Wind Turbine是一種萬向風機，能夠捕捉各個方面的氣流，不同于常規渦輪機。這種設計使其能夠用于存在各方向風吹氣流的城市環境。

• 2017 國際獲獎發明 – The sKan

sKan是一種低成本、非侵入式黑素瘤檢查設備，由加拿大麥克馬斯特大學的醫學和生物工程本科生團隊所發明。該團隊現在正使用獎金改進設計，確保能夠通過美國食藥監局的標準。

• 2016 國際獲獎發明 – EcoHelmet

EcoHelmet是專用于共享單車的可折疊紙質頭盔。EcoHelmet采用蜂窩結構保護頭部，在不使用時可以完全平折。該發明目前正處于產品研發階段。

關于競賽

簡介：通過設計解決問題。問題可以小到日常生活，大到全球關注。重要的是解決方案要行之有效，要證明有全面的設計思維。不同于其他競賽，參賽者享有完整的知識產權。

流程：參賽者先由外聘評委組成的評委會進行國家級的評選，再進入國際階段評選，即由戴森工程師組成的評委會將選出20位國際決賽榜單。詹姆斯·戴森將從入選的20個項目中親自選出全球獲獎者。

2021獎金

• 國際獲獎者可獲得 30,000英鎊的獎金，另外獲獎者的學校可獲得5,000英鎊獎金。

• 可持續發展獲獎者和醫療獲獎者可獲得 30,000英鎊獎金。

• 每位國家級獲獎者可獲得2,000英鎊獎金。

如何參賽：有意參賽者可通過戴森設計大獎網站提交申請。下屆活動報名將于2022年3月16日開始。參賽作品應簡要說明發明內容、工作原理及研發過程。最好的參賽作品要能夠解決實際問題，有清晰的說明，有迭代研發過程，能夠提供實際原型的證據，并配有證明圖片和視頻。

參考資料:

[1]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4525787/

[2]https://www.brightfocus.org/glaucoma/article/glaucoma-facts-figures

[3]https://www.chyxx.com/industry/202104/946835.html

[4]https://www.healthxchange.sg/seniors/ageing-concerns/glaucoma-singapore-stats-risk-factors-[5]prevention#:~:text=In%20Singapore%2C%20approximately%20three%20per,less%20than%20half%20this%20figure.

[6]https://worldpopulationreview.com/country-rankings/stabbing-deaths-by-country