当前，全球气候变暖和生物多样丧失引发一系列生态环境问题，威胁着人类的生存与发展。与此同时，随着人口老龄化的加剧，公共卫生与医疗服务的需求日益增长。
而在中国，有一群青年，正秉持热爱、智慧与坚韧，运用工程师思维，通过创新设计和多元技术的巧妙融合，解决了常被忽视的社会问题与痛点，增进人类福祉，让生活更美好。
让视听觉障碍人群以触觉感知声音的虚拟触觉服装、实现手部功能障碍患者高效康复管理的软体康复手套，帮助吞咽障碍患者精准评估病情与家庭训练的康复训练平台......经过长达六个月的层层筛选以及中国大陆总决赛的精彩角逐，近日，2024年戴森设计大奖(The James Dyson Award)中国大陆赛区三强团队脱颖而出。
这是一项国际性的设计与工程大奖，由戴森创始人詹姆斯·戴森创立于2005年，旨在嘉奖、鼓励和启发下一代工程师和发明家。它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，宗旨为“设计一个能够解决问题的方案”。这个问题可以是困扰普通人日常生活的小麻烦，也可以是全球性的重大难题。最重要的是，解决方案需要切实有效并展现巧妙的设计构思。
创立以来，戴森设计大奖已为400多位来自全球的获奖者提供丰厚奖金以支持其产品商业化。截至2024年6月，戴森设计大奖已激励了超过20000名中国大学生为全球性难题提出新颖解决方案，累计收获了超过3000份学生作品。
今日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）对话2018年中国大陆赛区冠军ORCA水面清洁机器人团队代表朱健楠、2022年中国大陆赛区冠军CareRare罕见病筛查方案团队代表院旺、2023年国际可持续发展奖得主E-COATING环保型降温涂料团队代表陈海锋，邀请他们分享各自对创新教育、发明家精神、理想社会的见解，诠释利用原创发明推动社会向美好未来迈进的智慧与力量。
从约翰内斯堡到拉斯维加斯，全球范围内，快速的城市化进程使许多城市湖泊遭受严重的水污染，造成塑料垃圾堆积和饮用水源的污染。一些环保组织调查发现，全球超过半数的主要河流正遭受着严重的污染或枯竭。其污染源或来源于工业、农业，或来源于城市污染——常见的例子包括杀虫剂，除草剂，污水和垃圾排放等。
无论来源如何，水污染不仅通过多种方式破坏水生生物，更带来水质降低、野生动物多样性减少、硝酸盐和磷酸盐水平升高、有害藻类大量繁殖等各种问题，对水生生物和人类健康产生破坏。然而，大多数地区依然采用人工打捞清理的方法——这一清理方式成本高昂且效率低下。
ORCA小型水面环保船
对此，戴森设计大奖中国大陆赛区2018年冠军团队发明的ORCA小型水面环保船能够更有效地清洁水面垃圾，智能跟踪污染物，实时监控环境并将图像回传至控制器，在比人工清洁快7倍的同时减少60%的清洁成本，既解决了劳工安全问题，也可达到了7 × 24小时不间断的高效作业效率。
2018年戴森设计大奖中国大陆赛区冠军得主，欧卡智舶创始人朱健楠
该团队代表朱健楠毕业于西北工业大学航海学院，同时，作为正高级工程师、团队创始人，他带领团队经过6年多的发展，目前其无人驾驶船产品的智能化、数字化能力已在同行业中领先。用科技提高作业效率，保护作业人员的人身安全，在新质生产力时代通过新能源无人驾驶船只全时、全域、全能、全效的模式，体现出可持续性和实用性。
与此同时，医疗健康领域也是中国新生代发明家们的关注焦点之一。据了解，罕见性遗传综合征并不罕见，全球已知有近7000种罕见病。在我国约有2000万罕见病患者，每年新增约30万患者。但目前罕见病患者多面临漏诊误诊的问题，平均每一位罕见病患者要经历大约6到7年，并且在被误诊了2到3次之后，才能得到最终确诊。
CareRare罕见病筛查一体机
由此，2019年，院旺团队成员走访上海4家三甲医院，对上百位罕见病患者和从业医生进行了调研后，研发了能够根据罕见病患者特征进行筛查的罕见病筛查一体机——CareRare遗传综合征特征分析辅诊系统，在47种罕见病上的诊断准确率高达94%。
产品通过AI介入，可以根据患者的形态特征（面部图像、人类表型信息等），构建罕见病患者的形态模型，从多种罕见病中大幅缩小可能罹患的病种范围及可疑区域，再结合病症描述词条及人类基因表型库HPO，给出诊断意见，辅助诊断及治疗。
院旺介绍，在三甲医院的应用中，患者的诊断周期从原先的一个月起步大幅缩短到约两周，诊断费用也从原先的几万元降低到单个位点约600元，显著提升了医疗服务的效率，减轻医生工作压力，降低漏诊误诊，且患者可以尽早开展治疗干预，达到改善预后、降低疾病伤害的目的，缓解医疗资源分布不均问题。
至今，该团队已经与多家三甲医院建立了合作，并成功筛查出了750名高危患者，目前辅诊设备的准确率达到了100%。为了更广泛的实用性，团队还设计了手持式筛查设备，为超过4万人次提供了服务，实现了从单纯解决问题到更便捷解决问题的跨越。
2022年戴森设计大奖中国大陆赛区冠军得主，CareRare罕见病筛查方案项目负责人：院旺
“一般来说，罕见病的发病通常在孩子五岁前就出现了。项目的初衷，其实主要是面向儿童群体。”回想起来，团队成为了国内第一个尝试采用非侵入式、对人体无创手段来进行罕见病的快速筛查的团队，院旺说，“敢于这样想，更敢于这样做，现在回想起来，这种探索精神仍让我感到非常有趣且自豪。”
此外，在中国香港，空调占据了总电力消耗的31%。与此同时，平均每天有超过47万个玻璃瓶最终被送往垃圾填埋场。
这些惊人的数字激发了香港中文大学环境工程学生陈海锋的想象力。以循环经济为理念，他和团队伙伴肖璨开始根据之前关于辐射冷却的研究结果来验证这个想法，最终发明了一种由废玻璃制成的环保型降温涂料——E-COATING。它可以应用于建筑物的外部屋顶和墙壁，有效阻隔和反射约 95% 的阳光，从而直接降低建筑物温度，减少空调的使用和相关的温室气体排放。
2023年戴森设计大奖国际可持续发展奖得主，E-COATING环保型降温涂料团队成员：肖璨、陈海锋
设计助力可持续未来。据估算，若将9,800万个玻璃瓶转化而来的E-COATING涂覆在中国的建筑物顶部，所节省的电力足以为1,140万户中国家庭供电一整年，相当于11.2亿棵树木一年的碳储存量。
以此，E-COATING荣获了2023年“戴森设计大奖可持续发展奖”，也是首个获得戴森设计大奖国际大奖的中国作品。陈海锋表示，一方面，回收利用废弃玻璃，有效减少了矿产资源的浪费；另一方面，E-COATING能在无需电力的情况下有效降低内部温度，从而不仅降低制冷能耗，节约电费，还减少了碳排放，为全球气候变化的应对贡献力量。“值得一提的还有，用回收玻璃替代了昂贵的纳米新材料显著降低了环保涂料配方的成本，这一定程度上对产品在市场上的推广起到了积极的促进作用。”
E-COATING 环保型降温涂料
E-COATING 环保型降温涂料
【对话】
澎湃新闻：在你看来，设计出的产品能脱颖而出获得冠军的原因是什么？
朱健楠：一个优秀的科技产品，必须跨越技术、产品和商业化这三个方面的鸿沟。所以，构建一个能力互补、综合全面的团队，至关重要。
其次，智慧和韧性不可或缺。在面对困难和挑战时，找到最优解比努力更重要，而在确定方向后，即使理论和实践存在偏差，也要坚持不断优化，直至达到目标。
陈海锋：我认为E-COATING的优势在于，它在成本、社会可持续性和环境保护之间找到了一个巧妙的平衡点。当前市场上的许多环保产品都存在“绿色溢价”现象，使得往往只有大型企业才有能力尝试。因此，我们希望通过更环保且成本更低的方法，让降温涂料进入更多人能够接受的范围内，为环境带来积极影响。
院旺：将实验室产品转化为一个现实产品的过程中，我们经历了很多阵痛和妥协。我想强调一点：无论听起来多么离谱，每位用户提出的意见都有其合理性。我们应该始终站在使用者的角度，深入挖掘需求背后的逻辑，始终保持谦虚和开放的心态。
澎湃新闻：你如何理解发明家精神？
朱健楠：好奇心是创新思维的源头，永葆好奇心非常重要。我理解的发明家精神是，用好奇心去发现问题，再用科学聚焦的态度去量化解决实际的问题。让技术转化为生产力，而不止停留在论文里，是我内在的驱动力。
陈海锋：一旦确认了可实现的目标，就得展现出面对困难的勇气和决心。遭遇挫折和失败时，不断地跌倒再爬起，保持永不放弃的信念，努力将脑海中的想法转化为现实。
院旺：发明家首先是一个敏锐的、擅长发现问题的观察者，是一个不断拓展能力边界、努力寻求问题解决之道的人。发明家可能不会太过在意投入精力和取得成果之间的得失，而是持之以恒地推动问题的解决。
澎湃新闻：科技飞速跃进之下，你认为如何能更好地培养人的创新思维？
朱健楠：时代的变迁速度逐渐加快，我们每天接收到庞大又繁杂的信息数据，所以我们应该重视培养人的独立思考和独立分析的能力。另外，现在太多的教育场景停留在理论层面，可以创造一些机会，让学生更独立地面对各种问题，将理论与实践相结合，并鼓励他们在实践中快速试错和优化，从而抽象出解决问题的有效方法，最终打造出符合需求的产品。
陈海锋：对过往经验保持质疑的勇气至关重要。如爱因斯坦所说，如果只有一小时来解决某个问题，他会花55分钟思考问题，5分钟用来思考解决方案。因此，养成良好的发问习惯能够帮助准确定位问题。这是创新思维的稳固基础。
另外，跨学科学习是一个非常有效的方法。当我们接触不同学科的知识时，脑海中的想法会产生碰撞，激发人们从多角度进行思考。而在工程教育或设计教育体系中，如果更多采用项目制为主的学习方法，也更有助于培养动手能力和团队协作能力。配合设计思维的课程，注重对用户体验的洞察和需求分析的能力，就能更全面地培养出具有创新设计能力的人才。
院旺：第一步是敏锐发现问题并拥有针对问题的研究思路。我们不能对任何不适或麻烦视而不见，而要积极地去寻找改进的可能性。之后，要去探索是否已经存在有效的解决方案；如果没有，能否提出一种简单易行的解决方法？这一点也很关键。
当然，有一个广博的视野是基础。我相信，对世界多角度求知欲的驱动，会引领我们更好地理解并改善周围的世界，走向更好的未来。
澎湃新闻：你理想中的未来社会是什么模样？目前还有哪些问题可以解决？
朱健楠：在大家讨论AI的发展对于人类带来的挑战和机遇时，我认为，机会显而易见，而挑战则与人的价值链接有关。在AI时代，我们会面临一个问题：弱连接增多，而强连接减少。这可能导致人们感到焦虑、幸福感缺失，并引发AI的伦理问题。因此，我认为特别值得探讨的是，如何在工作等场景中更好地量化并利用AI来提升效率，同时如何在个人生活中培养更多能够穿越周期且长期的强链接。这可能涉及到个人的个性特质、爱好、人际交往等方面。我相信，未来可能会有一些专门针对这一问题的应用或场景出现。
院旺：我的理想社会是：人们不再投身于大量的重复性劳动来满足物质需求，而拥有更多的时间去探索未知。
更重要的是，社会对于工作的评价变得多元化，不再拘泥于刻板的标准和结果。对于那些勇敢的探索者，即便他们的努力暂时没有结果，社会也能看到他们的付出与价值。这样的社会，鼓励创新，包容失败，让每个人都能自由地追寻心中的星空与梦想。
陈海锋：在未来的社会中，我期望循环经济能成为各个行业和制造领域发展的核心。我憧憬着一个高效的产业体系，其中资源的回收、使用和管理都得到极大的优化。从产品设计之初，就充分考虑其可持续性和可回收性，确保产品在整个生命周期内都对环境友好。
我对能源环境工程专业的热情可能就来自于对某些现状的不满。我发现，当前很多产品都是基于线性经济的逻辑来生产的。比如，那些为了防止植物根部水分蒸发而铺设在农田里的塑料薄膜。制造商并没有充分考虑它们在土壤里会产生大量的微塑料，不仅降低了土壤质量，导致农产品收成减少和品质下降，甚至最终令土地完全废弃。还有当前的快递包装的塑胶带也是如此。目前，我们对于废弃品处理的方式并不完善，与欧洲或日本等国家相比也还有很大的进步空间。
因此，我期望社会能大力推动可再生能源的使用以及循环经济的普及，显著减少对化石燃料和地球有限资源的依赖。我致力于推动这样一个社会的实现。我们都可以做得更好，从而实现人类与自然和谐共生的目标。