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潛力股在這!?他們用『科學+設計的實踐方法論』讓點子不再只是 PPT!

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/11/18 ・2193字 ・閱讀時間約 4 分鐘

在這個人人都能喊出「AI創新」的時代,最稀缺的其實不是想法,而是讓想法通過科學驗證的能力。由新北市政府青年局主辦的 Next Star Demo Day,聚集北北基桃各校青年團隊,用數據、模型與材料實驗,測試那些「如果這樣做,世界能不能更好?」的假設。

他們的共同語言,不是商業口號,而是科學方法。

從靈感到實驗:創業的第一步,是找到可被驗證的假說

「新北市青年局一直在支持青年創業,但大家在真正開始『開公司創業』之前都在哪裡、做什麼?我們發現在大專院校裡願意試驗、求證的學生,可能就是我們在找的下一代創業者。」新北市青年局局長邱兆梅說。

她觀察到,越來越多年輕人不再以創業為終點,而是以「實驗」為起點。他們將 AI、材料科學與人因工程視為工具,從生活問題出發,設計出能被測試、能被修正的模型。

這樣的態度,其實與科學研究相似——先提出假設,再以資料驗證真實。

「新創潛力獎」得獎團隊,「智載穿梭」。 / 圖片來源:日日寫真 賴永祥攝。

智戴穿梭:用演算法理解「人流的節奏」

每天早上七點,從基隆出發的通勤車潮幾乎像一場精密的物理實驗。如果有辦法即時預測哪一條路會塞、哪個時段人最多,是否能讓城市更順暢?

來自海洋大學的團隊「智載穿梭」用 AI 嘗試回答這個問題。他們建立的智慧派車系統,結合運籌學與機器學習演算法,讓公車調度不再依靠固定時刻表,而能根據實際需求自我調整。

這背後的科學叫「動態路線規劃(Dynamic Routing)」在數學上,它是一個 NP-hard 問題,AI 透過強化學習(Reinforcement Learning),在不斷模擬與修正中逼近最佳狀態。這種做法已被歐洲多個城市用於物流與微型巴士運營。智載穿梭則把它轉化為在地交通版本:減少空車率、節省能源、也讓人少等十分鐘。

對智載穿梭而言,技術的目的不是追求炫技,而是讓交通運行更貼近真實需求,例如縮短乘客等待時間、提升班次調度效率。

Myogai:讓AI成為身體的即時鏡子

在姿勢失衡與慢性痠痛幾乎成為現代職場通病的年代,台科大團隊 Myogai 想用電腦視覺幫人重新認識自己的身體。

他們的系統能透過鏡頭辨識人體 20 多個關節點位置,以深度學習模型即時估測姿勢角度與受力變化,當系統偵測到「駝背」「肩膀上抬」等動作時,會即時語音提醒修正。這項技術的基礎是「姿勢估測模型(Pose Estimation)」——源於電腦視覺領域的骨架點雲分析,演算法會把人體拆解成由關節構成的動態向量,再以每秒 60 幀的速率進行比對與預測。

這代表 AI 不只是「看見」人,而是「理解」人。Myogai 將它應用於遠距復健、運動訓練與銀髮健康,也讓 AI 從冷冰冰的計算機,變成真正能「回應人」的教練。

Myogai 團隊的核心精神並不是以技術監控使用者,而是讓 AI 成為理解身體的工具,協助人們更精準地察覺姿勢與動作差異。

Xeno Proc:讓廢棄豬骨重生為醫療材料

在醫材實驗室裡,一塊看似普通的豬骨,正經歷一場由化學與材料科學交織的轉化。

銘傳大學醫工系團隊 Xeno Proc(團隊代表:李倢褕),以台灣在地畜牧副產的「豬骨」為素材,先進行去除免疫原處理,再以「SiO₂ 奈米塗層水熱法」進一步強化。這項製程在高溫高壓環境中促進表面結晶,於骨粉表面生成穩定的矽氧膜層,同時維持孔隙結構;結果是材料更具抗菌性、更有利於成骨細胞附著,並能促進骨整合(osseointegration)。

水熱合成(Hydrothermal Synthesis)的關鍵,在於以受控的高壓熱水環境重排分子,使之形成奈米尺度的矽氧網絡;這種奈米結構提供更高比表面積與化學穩定性,對於生醫材料的細胞貼附與後續骨再生尤為關鍵。

Xeno Proc 的路徑並不只是單點技術,而是把「本土材料來源 × 在地醫材製造鏈 × 臨床需求」串成循環體系:降低對進口醫材的依賴與來源風險,同時把原本被丟棄的資源轉化為具臨床價值的可再生材料。

他們預期若未來能順利量產化並切入市場,將具備可觀的商業潛力與臨床應用價值。這不只是醫療創新,更是一場跨學科的資源再生實驗——讓「被丟棄的」重新被賦予價值,也讓醫療產業重新思考永續與倫理的平衡。

評審陳柏燊(玩艸植造創辦人兼執行長)。/ 圖片來源:日日寫真 賴永祥攝。

創新,不只是靈感——而是反覆驗證的過程

在 Demo Day 現場,評審陳柏燊(玩艸植造創辦人兼執行長)的觀察令人印象深刻。陳柏燊指出:「AI 模型可以寫,但要讓它跑得動、被市場接受,才是真功夫。」評審們指出,創業的過程與科學實驗相似,需要明確假設、可被驗證的數據,以及能經得起反覆調整的模型;而這些,也是青年團隊在實作中真正展現的能力。

當科學成為創新的語言

AI 在這些青年手中,不只是演算法,而是一種「方法論」。他們用資料理解世界,用模型測試想法,讓創業不只是市場遊戲,而是對現實的持續修正。

從智慧派車、AI 姿勢教練,到奈米醫材,每一個專案都在實踐同一件事:讓科技回應人類需求,讓知識轉化為可驗證的行動。

這也許正是新北青年局推動育成計畫最深的價值——不只是培養創業家,而是培養能以科學態度改變世界的人。

「未來的城市,不會只靠基礎建設,而是靠知識的基因在運作。」

這場 Demo Day,不只是結束,更像一個新的起點。

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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