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「我造的不是機械,是魚」-賦予海洋垃圾新生命的林正道

▲林正道老師在科學玩意節展示機械魚

前陣子z編在科教館辦理的「科學玩意節」看到海洋樂教室展示的機械魚,非常驚訝,無論是看起來、摸起來都像真的魚一樣,而且游起來還栩栩如生,可說是以假亂真。z編決定前往訪問製作出這些機械海洋生物的高手-來自日本的林 正道老師

展示各種機械海洋生物作品,如果搭配碎冰堆,就很像海產店了。(照片由圓方創意提供)

展示各種機械海洋生物作品,如果搭配碎冰堆,就很像海產店了。(照片由圓方創意提供)

走進工作室,長桌上擺著各式已經完成的海洋生物,令z編有種走進魚市場的錯覺。穿著短褲T恤、一身黝黑、留著一頭伶俐短髮、非常有朝氣的林正道老師放下手邊工作,和PanSci的讀者朋友分享製作機械魚的心路歷程。(z編沒有翻譯蒟蒻,不過透過中日口譯的朋友幫忙,能順利訪問林正道老師)

朝氣十足的林政道老師 (照片由圓方創意提供)

皮膚黝黑,朝氣十足的林正道老師
(照片由圓方創意提供)

z:從製作機械魚的靈感出現後,到真正製作出第一份作品隔了多久?中間遇到哪些困難?

林:這個點子會出現,是因為有一次我和幾位小朋友在海邊看到很多垃圾,其中有個小朋友就說:「要是這些垃圾可以游泳就好了!」我就想到可以用這些垃圾搭配機械零件製作出機械魚。一開始我拜訪了一些研究單位、大學老師、汽車公司、還有HONDA二足機器人的研究團隊,可是他們只有一疊一疊的研究報告,對我的點子只說:「不可能」。過了很久,我才明白:「我要作的是海洋生物,而不是機械」,念頭改變之後我才有辦法做出很真實的機械魚,第一份作品出來的時候已經過了四年半了。

z:製作過程有哪些困難的點需要克服?

林:困難的點很多,隨著一個問題解決之後,又會出現新的問題。一開始我想到用伺服馬達表現魚的動作,第一個要克服的就是怎麼讓死板的二維機械運動,變成像魚一樣優雅地擺動;像我們的肌肉(林老師一邊指著自己的二頭肌說明)可以牽動手在一個平面上動作,如果兩個以上的肌肉就能做立體的動作(林老師邊說還邊大幅度擺動整隻手臂,肌肉爆炸!),所以我用了很多組馬達讓機械魚的動作比較豐富。還有另一個問題是「骨骼」,我找了很多材料,最後決定用「鋁」來做機械魚的骨骼。

克服了「肌肉」和「骨骼」,第二個問題是「關節」。你會發現我們的肌肉(二頭肌)雖然只能讓手在平面擺動,可是其實手稍微也能彎向平面的兩邊;如果我把馬達(肌肉)用螺絲鎖在鋁條(骨骼)上,動作就會很死板。我就想到應該要像動物一樣有軟骨,所以我就在鋁條還有馬達之間墊海綿或是橡膠,再纏上膠帶固定。

再來是動物的脂肪(林老師說著,就順手掐了自己的小腹)。我試了很多種材料要作機械魚的「脂肪」都不滿意,像是矽利康、海綿……最後我才用了棉花;不過會使用棉花也是意外,那是有一天我家前面被丟棄了一張別人不要的棉被,我就想說:「耶?也許可以試試看」,才找到適合的材料。

機械魚的表皮也試了很久,有一次撿到壞掉的潛水衣,是我嘗試過最適合當皮膚的材料。後來我就去潛水衣工廠要那些剪裁剩下來的布料,才知道原來那些多餘的布料不能焚燒,因為會產生毒氣,所以都掩埋處理。「表皮」間的黏合我是用天然膠,因為我們帶這些魚去醫院表演、關懷病童的時候,有些病童會把魚放到嘴巴裡咬,而且我也不希望這些機械魚在水中表演的時候會釋出有毒物質,所以才特別找了天然膠。不同的魚種我還會製作不同質地的表皮;像是鯨豚就比較光滑、鯊魚就比較粗糙、魚類還有層層上漆表現出鱗片的觸感。

最重要的就是機械魚的重量。剛剛提到的這些材料都很輕,組合之後不可能沉到水裡游泳,而且更重要的是生物自己的重心;萬一重心不對,就不能靈活運動。我目前做過最難抓重心的生物就是海龜,萬一重心沒做好,海龜游泳的時候就會傾一邊,看起來很不自然。

▲機械魟魚

z:在製作之前都會研究生物在自然情況下的行為嗎?

林:我看過很多海洋生物,還有很多解剖的經驗-連腔棘魚都剖過,除了你現在看到(老師往工作長桌一指)的這隻長頸龍之外;沒有人知道他在自然情況下怎樣動作。

(z:「也許可以去尼斯湖看看?」林老師用很認真的語氣回答:)有呀,我還有參考各地博物館的化石,從有限的訊息推敲牠的行為,像是牠的尾巴很短,所以可能主要是靠槳狀的四肢擺動前進。有人認為長頸龍在游泳的時候會伸長脖子潛水,但是其實這樣水阻很大,所以我認為牠多半時候是將脖子伸在水面以上行動,這樣就可以俯瞰四周的獵物,再伸出脖子去捕食;而且他牙齒的化石看起來也像捕蠅草那樣,很符合這樣的捕食還有游泳行為。

z:對海洋生物這麼了解,是因為之前就讀相關科系嗎?

林:我之前在東海大學(日本)念海洋學(驚!z編馬上表示自己也是東海大學畢業…不過是在台灣 XD),後來還念了研究所。其實我父親是漁夫,在我六歲的時候就教我浮潛;(林老師忍不住興奮地說)也因為這樣,我對海洋生物的認識已經超越大學老師,在大學四年都是第一名而且是「優待生」,學費全免,後來還得到了「總長賞」。

(林老師補充道:)「總長賞」是很大的獎,得到這個獎的學生可以很容易進到心目中屬意的學校、研究單位或者公司。但是我決定自己開設學校-也就是海洋楽研究所,希望傳授學生認識海洋生物、如何跟海洋生物相處,畢業的學生很多就到水族館、保育機構任職。不過後來我得了癌症,沒辦法下水,就離開學校去古宮島修養;也是因為在那邊遇到來自世界各國的海洋垃圾,才有機會引起我開始製作機械魚。

▲機械海龜

z:最滿意的作品是什麼?

林:(思考了一下……)應該是海豚吧,因為最多小孩喜歡這份作品。我第一份作品就是海豚,後來也成為製作機械魚的標準。海豚比魚還難做,因為海豚的動作比魚還多樣,而且重心也不在底部;對機械來說,重心在底部就比較容易製作。一開始我製作海豚有用寶特瓶做「肋骨」,而且海豚全長就差不多是寶特瓶的長度。後來的設計就沒有作「肋骨」,但還是多製作這樣大小的機械海豚。

z:有想作但還做不出來的海洋生物嗎?

林:沒有(老師超級有信心的!)。要說的話……我想目前還作不出來會游泳的「機械林正道」吧。

z:會不會想製作一隻超大機械魚來吞海洋垃圾?

林:有作過呀,還有三隻喔!(驚!z編突發奇想的點子還真的有咧?!)其實那是一場收集海洋垃圾的機器人大賽(堀川エコロボットコンテスト),我們團隊就作了一隻豆腐鯊(鯨鯊)、一隻魟魚、還有一隻海龜,鯨鯊跟海龜是可以讓人在上面駕駛的!魟魚是用「吸」的來收集垃圾。

比起吞垃圾的機械魚,其實我最希望的是藉由機械魚喚起人們重視海洋垃圾問題。

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參加收集垃圾比賽的三種機械生物,左起:鯨鯊、魟魚、海龜。

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駕駛機械鯨鯊收集垃圾

z:回日本之後,台灣這邊的機械魚計畫會繼續進行嗎?

林:圓方創意會讓這個計畫繼續在台灣發展。這群台灣學生(北科大機器人社)的機械製作技術非常厲害,沒多久就能做出我設計的機械海洋生物,不過他們對海洋生物不熟,還沒辦法設計出很自然的動作,或者模擬出很像的外觀,所以需要多和海洋生物專家交流。我希望這群學生和海洋專家,可以將我的理念在台灣萌芽,而且再散佈到世界各地。

我會用我的餘生推廣機械魚製作,不只是為了喚起大家對海洋生態、垃圾問題的重視,更希望那些因為生病而無法玩水的小孩,會因為機械魚而受到鼓舞,期許能趕快康復,去接觸真正的海洋生物。我認為科學家該做的就是利用科學去傳達對自然、對世界的愛,而不是只產出一疊疊的研究報告。


聽完林正道老師的分享,z編也訪問了北科大機器人社的同學,這次和林正道老師合作,對他們也是一種新體驗,陳科任同學說:「以前我們製作的機器人就很單純,只是電子元件跟結構,不太重視外觀。可是機械魚不只是動作要很生動,外觀也要很像真的魚,所以對我們來說是新的挑戰。」在工作桌旁邊的大螢幕中,就正播著海洋生態紀錄片,同學們希望初期可以藉此多觀察魚的外表還有行為,之後再親自接觸到這些海洋生物。

圓方創意的吳昆儒執行長說:「這次邀請林正道老師來台,第一階段就是要在台灣埋下種子,於是找了一群同學來和林老師學習。第二階段要找一個固定的據點,還有想辦法帶著這些機械魚到醫院巡迴展出;這一階段很辛苦,得賴於各方的幫忙才行。第三階段就是希望這些機械魚能夠更精緻,像是會發出聲音,或者彼此協同動作……不過這還太遙遠,現在就只是個夢想。」

9月7號,那隻傳說中的機械長頸龍要在台北青年公園的游泳池首度下水了!這是林正道老師回日本前留給台灣的一項大作品,也希望能藉著機會喚起更多科學家用科學呈現對大自然的愛。一起去目睹長頸龍的風采吧~

林政道老師搭上機械海龜,一秒變浦島太郎? (照片由圓方創意提供)

林正道老師搭上機械海龜,一秒變浦島太郎?
(照片由圓方創意提供)

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