中国新生代发明家的样子

Emma

戴森设计大奖（James Dyson Award）是一项国际性的设计与工程大奖，旨在嘉奖、鼓励和启发新一代的设计工程师。该奖项由戴森公司设立的慈善机构詹姆斯·戴森基金会主办，基金会的目标是激发更多的年轻人从事设计工程行业。戴森设计大奖面向所有工程专业或设计专业的大学生和新近毕业生开放征集，参赛作品首先在国家或地区范围接受外部评委小组的评选。所涉及的各国家或地区评选出一名全国组冠军和两名全国组亚军。由戴森工程师组成的评审团将从这些优秀设计方案中评选出20件作品，再将国际20强递交戴森创始人兼首席工程师詹姆斯·戴森爵士评审。继2020年增设可持续发展奖之后，2021年度戴森奖又增设了医疗奖，使2021年度的全球获奖者名单扩展为——国际冠军、可持续发展奖获得者和医疗奖获得者。

戴森设计大奖迄今已向2 50多个极具应用前景的发明作品发放了近10 0万英镑的奖金，惠及全球28个国家和地区的年轻工程师和科学家。2021年收到的全球参赛作品数量创下新高，由詹姆斯·戴森亲自遴选诞生的全球获奖者首次达到3名，每位获奖者均可获得3万英镑的奖金，用于支持其后期的开发与应用。国际获奖者可获得30，0 0 0英镑的奖金，获奖者的学校可获得5，0 0 0英镑奖金。可持续发展获奖者和医疗获奖者可获得30，0 0 0英镑奖金。28位国家级获奖者可各获得2，000英镑奖金。詹姆斯·戴森对今年的参赛作品表示非常赞赏，“我很高兴看到年轻人用优秀的设计、工程和科学来解决世界问题的热情。今年的参赛作品都非常有新意，为此我们开设了针对医学发明的第三个奖项。当然将一个想法商业化非常困难，我希望戴森设计大奖所激发的创新意识以及提供的奖金能够成为他们通往成功的跳板。”

在往届赢得30，000英镑国际大奖的获奖者中，已有20%成功将他们的发明商业化。而戴森设计大奖进入中国6年来，更是见证了中国青年工程及设计人才的不断崛起，用独特的设计创意绽放光芒。今年，中国大陆地区参赛作品数量更是再次刷新记录，共收到613个参赛作品，是去年作品数量的2倍，作品总数在28个参赛国家及地区中排名第一。戴森设计大奖将为今年的中国区冠军项目“Power Mutualism电能共生体”提供一笔2，000英镑的资金，推动冠军团队后续的设计完善、专利申请和发明的商业化。

电能共生体

設计概述

电能共生体是一种轻质、柔性、可移动、绿色的可穿戴自驱动型蓝藻细菌发电材料，能够从人体汗液、阳光和空气中获取养分，通过蓝藻细菌光合和呼吸作用释放电能，为可穿戴传感或物联网的小型智能设备提供绿色能源，使其摆脱外部电源充电等各种限制。并且它在运作过程中能减碳产氧，有助于缓解温室效应，促进可持续发展。

设计灵感

从定点的电话亭到移动的手机，用电器在变小变轻、离网离线，近未来将是物联网和可穿戴传感网络。但现有的供电方式却构成诸多限制：（1）需要外接电源或定期充电，限制使用者活动;（2）电池占据可穿戴设备的大部分重量，增加负担;（3）硅基材料体感差（4）最重要的是，大部分获取能源的方式都对自然造成了巨大的伤害：化石燃料发电排放温室气体和有毒物质;电网在层层分配传输过程中产生隐形浪费;硅基电池原料不可降解……我在思考如何使新能源促进移动智能设备发展时，近年来世界各地爆发的“藻华”给了我灵感，我发现蓝藻细菌在光合作用过程中会释放电子，就像细胞级的发电厂。利用无处安放的“自然垃圾”蓝藻，电能否被设计得更绿色、更轻负担、更移动？

独到之处

对比于功率大、有序性强、移动性弱的低熵能源，电能共生体是一种功率小、数量多、移动性强的高熵能源，帮助智能电子设备从“中心化的电网传输和有线充电”向“分布式的离网离线自供电”发展，满足近未来物联网和可穿戴传感网络的能源需求。与干电池或蓄电池相比，电能共生体像一个移动的绿色发电厂，材料轻质、柔性、透气，更适合作为面料为可穿戴设备供电，并且更环保可持续。与其它生物电池相比，电能共生体有效利用人体环境中“无用”的汗液，构成了自然与人类协作共生的新能源。与太阳能电池相比，电能共生体在夜晚无光照时，也能通过蓝藻细菌的呼吸作用来产生电能。与其他环保材料相比，电能共生体不仅仅是生物可降解的，还有效利用了被遗忘或丢弃的丰富自然资源蓝藻，能够减碳产氧，不止“零”排放，而是“负”排放。

儿童哮喘医疗产品

设计概述

“OPlay”是一个儿童哮喘药物治疗和监测的创新解决方案，结合了气雾剂和峰速仪，将演奏乐器的体验融入使用过程，将治疗监控类比成演奏。

测量结果会被上传到App。“OPlay”

旨在从使用、体验和CMF各方面让哮喘病患儿拥有舒适愉快的体验。

设计灵感

哮喘是一种常见的慢性呼吸系统疾病。医生在管理哮喘方面只能发挥20%的作用，剩下的80%都要依靠病人自己。然而，我们几乎看不到任何哮喘产品同时具有用药和测量的功能，更不用说记录了。同时，目前的哮喘产品缺少良好的用户体验，儿童甚至成人都很难完全正确地使用哮喘吸入器，从而影响了治疗效果。因此，可能对许多成年哮喘病人来说，日常的哮喘药物治疗和管理都是一个复杂的过程，更不用说儿童患者了。此外，对于儿童来说，像哮喘这样的症状和漫长的治疗过程极可能会影响他们的治疗体验，甚至是自尊心。

独到之处

市场上很少有专门为儿童哮喘患者设计的吸入器，只有传统的吸入器和给药器配件。“OPlay”吸入器改进了它的使用方式和使用体验。通过与乐器功能的类比，“OPlay”将用药过程比作一场个人演奏会，建立了一种新的使用氛围，既有趣从而便于儿童接受，又可以确保儿童正确完成用药操作。同时，“OPlay”将吸入器的使用方式和造型设计得更加友好。现有的与哮喘有关的产品是互相独立、不相关的。“OPlay”将哮喘病人需要的几种产品和服务结合在一起，并提供无缝衔接的用药测量记录体验，极大地方便了家长和儿童管理哮喘和调整用药。

“OPlay”重视用户体验。它不仅有独特而吸引人的外观，而且有人性化的设计，配备的App不仅可以上传记录每日呼吸的数据，还可以改变“OPlay”的音乐风格，为用户提供一种更加智能有趣的使用体验。

凝心——家用凝血检测服务系统

设计概述

“凝心”家用凝血检测服务系统的检测仪硬件部分由重庆大学生物工程学院研制，能够以指尖采血的形式对人体凝血四项数据进行精准检测，操作简单便捷，患者能够在家自行操作。同时可以将检测的数值反馈给医生端，医生根据数值给出具体的用药反馈，患者不必再经常奔赴医院，排队复查并耗费冗长的时间等待复查结果。检测形成的数据链能够最大程度上反馈患者周期内的病情变化，能够更好地把握病情。使患者足不出户即可精准把握病情。

设计灵感

团队中有一位成员的爷爷是心血管疾病患者，同时也是一位有着三十年经验的乡村医生。据爷爷说，村里有很多老年人患有心血管疾病，该类病症本身并不难控制，心血管疾病的主要治疗方式为支架手术，术后需要根据定期复查结果更改药量。部分药物无论药物过量还是不足，都会对身体造成不可逆的损伤，而有超过六成的患者因疏忽、行动不便等导致无法定期复查来改变药量，从而造成病情恶化。数据显示，2018年中国心血管疾病患者总数约为2600万人，已经成为影响中国中老年人健康的主要问题。基于设计师的社会责任感，决定以设计的力量为该问题提供解决思路。

独到之处

成本优势：由于技术路线不同，产品的硬件部分在保证检测效果的前提下实现成本更低，与市面上竞品相比，售价更为亲民，在后期产品推广和投放阶段，具有较大的优势，真正能够满足更多心血管疾病患者的需求。服务优势：相比于冰冷的单一硬件产品，凝心-家用凝血检测服务系统能够以凝血检测服务作为基础，更贴心的从患者的生活习惯、饮食习惯、用药安全以及心理状况等能够对病况产生直接影响的因素提供服务，更加贴心，更有温度感。操作优势：产品与市面上竞品相比，体量更小，患者可以通过指尖采血的形式进行检测，检测后自动将数据传送给后台，医生可以在系统后台生成的数据链看到病人的病况，并对病人的用药等进行调整指导，操作更加便捷。

树木冬季保温装置

设计概述

“Mat tee”是一种以废烟头为原料的冬季树木保温垫。它不仅实现了烟头的回收利用，还解决了传统保温装置安装费力且只能使用一次的问题。

设计灵感

决定做这个设计的原因是设计师被过年期间父辈们在小半天就积攒了一大罐烟头的壮观景象所震撼。中国有3亿多烟民，却没有一个烟头回收利用的项目，所以设计师决定进行尝试。因为材料的特殊性，回收其设计制作成人类日常使用的物品是不合适的。而每年冬天家门前的梧桐树都会被麻绳裹起来的童年经历，激发了我为树木设计一款保温装置的灵感。

独到之处

首先，本设计是对常见废旧材料的一次新探索和应用。在实现可持续性的同时，也为工人带来了便利。其次，本设计探索了“废烟头”这种被忽视的材料的多种可能性。除了作为树木保温板使用外，它的其他特性也可以被设计利用，具有无限的潜力。再次，在提供一种全新的烟头回收利用方案的同时，启发了“为物设计”的新思路，打破了以人为本的传统思维模式。

视障人士旅行伴侣

设计概述

“Guide Parrot”是一款專为视力障碍人群设计的出行伙伴。设备基于无人驾驶技术的激光雷达和图像识别技术实时构建虚拟“盲道”，通过无人机牵引机器人引导视力障碍人群避让障碍到达指定目的地。

设计灵感

据《柳叶刀》在世界视觉日上强调的一项更新的预印本研究显示，到2050年，全球会有近9亿人受到失明以及严重视力障碍的影响，而目前这类人群的数字为3. 38亿。2019年中国残联数据显示，中国目前视力障碍人士超过170 0万，其中盲人数量约80 0万，且每年新增盲人约45万，而作为视力障碍人士依赖的出行向导的导盲犬的数量却不足200只。导盲犬训练难度大、护养成本高，因此我们需要更先进的高效低成本的导盲解决方案。

独到之处

与其他导盲设备相比，“Guide Parrot”利用无人机机器人结合无人驾驶技术代替导盲犬作为视力障碍者的出行助手，通过牵引的方式引导视力障碍人士前进更为直接高效，无人机牵引机器人比陆地机器设备更能适应不同的路况，并且其一定的飞行高度具有更好的视野能够提前更精确的计算预测出潜在的危险，并作出相应回应牵引视力障碍人士进行避让。同时从用户角度出发利用语音和震动辅助反馈等设计，方便视力障碍人士的独立操作。

关注思考079

“无水”游泳训练系统

设计概述

本工作提出了一种“无水”游泳训练系统的设计方法，将现有的游泳训练方法与虚拟现实技术相结合，通过独特的身临其境的物理反馈装置还原游泳的真实感受。旨在提出游泳运动创新模式，应对后疫情时代健康促进模式挑战。

设计灵感

设计问题源于：在设施方面，公共游泳系统卫生情况良莠不齐，在游泳姿势方面，63.16%的人游泳时不换气，66.43%的人认为自己游泳时的姿势不标准。从心理方面分析，63.44%的人在游泳前会感到不适，76.92%的人会感到害羞。这些问题推动了本作品的产生。产品结构造型灵感来自“跳伞运动员漂浮的姿势”与“健身器材”有效结合。

独到之处

虚拟现实技术、实体物理反馈和运动捕捉技术的结合在游泳运动领域应用较少，本产品旨在利用多感官交互技术的融合应对后疫情健康促进模式挑战。为用户提供“真实游泳场景”的游泳体验。沉浸式人机交互方式，让用户在虚拟场景中体验前所未有的定制游泳场景，体验游泳的乐趣。实现动作和物理反馈机制，多物理反馈装置的组合同步，模拟真实游泳场景中水的浮力和流体阻力，提醒用户控制换气的时间和频率。独特的动作识别系统和动作匹配机制，帮助用户学习正确的游泳姿势，提高训练效率。熟练的动作训练可以构建认知激励，缓解用户心理和生理上对“水上”运动的恐惧。

生态垃圾箱

设计概述

本产品是一款无害化处理厨余垃圾的生态垃圾箱，借用黄粉虫的生物特性来处理混合了塑料包装的厨余垃圾，黄粉虫本身具有极高的蛋白质含量，与哺乳动物又有着生殖隔离，其在转化了厨余垃圾中存在的塑料废弃物以后可以再次作为活体饲料使用，不会将厨余垃圾中可能存在的传染病借由生物链传播，其虫粪也可以用于植物堆肥，本设计让厨余垃圾的处理这一过程变得循环可持续。

设计灵感

如何讓厨余垃圾的解决方法变得更加可持续一直是许多人在尝试解决的问题。厨余垃圾的传统处理方式大多是填埋或者焚烧，二者分别会造成地下水污染与空气污染，并且厨余垃圾本身富含营养，直接处理掉无异于是另一种浪费，设计师想在这个问题上找到更环保的解决方法。在前期调研环节翻阅了许多资料，想要寻找一个中间环节，借由生物特性使解决过程更加可持续。早在2018年多国已经明令禁止用厨余垃圾喂猪的方式，因为这个环节中可能存在传染病借由生物链传播给人的风险。出于安全考虑，设计师将范围缩小到以昆虫作为载体。

随着调研的深入，逐渐发现了几种昆虫自身具有的一些特性可以转化垃圾中的塑料污染，甚至是重金属污染，如黑水虻、白星花金龟、蚯蚓等。经过多方对比，选定了黄粉虫作为解决问题中的一环，原因包括①黄粉虫喂养成本低，生长周期迅速②无异味，成虫没有翅膀，风险小③自身含酶可以转化厨余垃圾中混合的塑料包装④蛋白质含量丰富，可以作为生物饲料，与哺乳类动物有着生殖隔离，不会带有传染病⑤虫粪还可用于堆肥。。

独到之处

本产品较之其他垃圾箱最大的亮点在于内部存在着一个闭环：黄粉虫靠它神奇的身体不仅能环保地转化塑料、消化厨余垃圾，自身还是很好的蛋白质饲料，连虫粪都能再利用于堆肥。产品选择的放置地点为户外，前端半透明的观察箱可以吸引人们观察和了解内部垃圾处理的过程，也可以取用黄粉虫喂食飞鸟与鱼。所以，相对其他垃圾箱来说，它更像是一个有生命力的，能够与人互动，自己实现最环保生态循环的产品。

冰面警示灯

设计概述

该产品设有温度传感器和太阳能系统，可以直观地监测冰面厚度，为在冰面活动的人群提供直观的指示。

设计灵感

冬季水面结冰时人们很难直观地判断冰面的厚度是否应达到了足够支撑人们进行滑冰或者冰面钓鱼的厚度。

独到之处

相比人工检测冰层厚度，本发明可极大地提高监测的效率与准确性，降低相关成本。同时可以有效地降低冰面落水事故的发生概率，降低冰面活动的危险系数。