「發明，就是為了要改善人類生活！」發明專利產業化，創意不能只留在實驗室裡，而是要透過專利與商品來服務社會，讓生活變得更智慧化，也更能確保環境永續發展！

文／高毓霠
攝影／張紫玲

走進健行科技大學工業管理系陳宏瑞與陳立元兩位教授的研究室，映入眼簾的是一字排開的專利證明及各項發明產品。兩位老師長年專精於人因工程的創意研發，近年來更致力橫跨綠色科技與橘色科技的創意發明與專利開發，透過系所配合育成中心，推廣三創（創意、創新、創業）學程，提升智慧財產價值創造，讓專利得以走向商品化量產。

這不僅是老師的學術成就之外，在重視實務的科技大學裡，兩位老師一路走來都堅持以帶領學生進行創意研發，並鼓勵學生帶著作品四處參展，累積經驗之餘，也接觸業界，學習從商人眼中看世界。

綠色科技融合橘色關懷　為產品加值

「創意生活化，重點在於如何在合理的營運模式中，找出獲利模式，透過產學合作，著力於對人類社會有幫助的生活化產品研發。」專攻人因工程的健行科大工管系助理教授陳宏瑞說，「人因工程」是在管理科學中工業工程專業分支裡一項重要的工程技術，主要在研究人、環境、機器相互作用，透過三者的完美結合，來提升生活中的效率與安全，達到健康與舒適的目的。

結合綠色科技與橘色科技的應用，不僅強調環保，同時也要關懷照顧人類。圖為莫斯科阿基米德國際發明展暨發明競賽現場。（圖片提供／陳立元）

健行科大工管系副教授陳立元進一步指出，除了大家熟知以環保議題為主的「綠色科技」外，過去成功大學電機系教授王駿發所提倡以「人本關懷」為中心，研發各式軟硬科技的「橘色科技」也逐漸受到注重。強調從心靈層面出發，讓科技成為健康幸福生活的推進器，藉此消弭源於社會與經濟進步，無形中所加深人與人之間的疏離感，進而提升人們的生活品質。

隨著社會不斷進步，創意發明應該有不同定義。過去，著重於創意發明的新穎與獨特性；現在，則是追求系統化創新的方法來解決問題。創意發明應回應民眾關心的社會議題，利用設計把問題變機會、更貼近民眾需求，或解決社會潛在問題，同時還有機會成為有潛力的商業模式。

橫跨綠色科技與橘色科技整合應用，將會成為創意發明與專利開發的新主力。

專利1

3D 列印冰淇淋　扎實綿密品質佳

台灣一年到頭，隨處都可以吃到冰品，超商冰淇淋更是常年熱銷，但畢竟是人工手搖製冰，若人手不足又趕時間，做出來的冰淇淋品質可能就不一致，而出現大小不一的狀況。陳立元看到了這個狀況，想著「透過什麼技術，能做出同樣大小的冰淇淋？」，正好3D列印技術能解決這個問題。

本身是學自動化技術的陳立元仿效3D列印技術，應用了Delta型Robot的3D列印技術，將列印材料改成奶油等配料，整合冷凍機功能，創新研發出「冰品立體列印機」。

「只要輸入指令，3D冰淇淋機即可做出各種不同樣式的冰淇淋，無需自己動手！」陳立元表示，任何人只需輕按一下，就可在30秒左右做出大小一致的冰淇淋，透過不同程式的執行，冰品還能客製化成各種樣貌，方形、圓形、三角形，甚至高達10公分的101大樓造型的冰淇淋，且口感綿密扎實。

研發團隊裡專攻人因工程的陳宏瑞則說明，「過去短時間要大量生產傳統手製冰淇淋，易造成店員肌肉重複性施力的傷害，若透過自動化技術的整合應用，不僅可確保冰品成型過程，不受操作人員的直接接觸，維護冰品的衛生品質，並且相對地節省大量人力。」

這台造價15萬元的3D冰淇淋機，在2015年台北國際發明展、上海工業博覽會，甚至選舉造勢場合上，都有著高人氣。陳立元說，目前正進一步計畫推出3D冰淇淋自動販賣機，或類似Pepper工作機器人設計，安裝機械手臂，期望發展出提供到府服務的機台。

去年在教育部舉辦的技專校院技術研發成果發表會上，陳立元副教授（右）與學生一同研發的「3D冰淇淋機」首次曝光，目前已獲不少冰品業者詢問。（圖片來源：教育部技職司）

專利2

撈麵網＋風扇　變身捕蚊神器

家裡若是有蚊蟲出沒，常令人不堪其擾，稍有不察，可能就被叮了好幾個包。多數人會使用殺蟲劑、蚊香、捕蚊燈及電蚊拍等器具來滅蚊，但是殺蟲劑跟蚊香是具有毒性的化學物質，使用後空氣中會殘留難聞氣體，加上化學藥劑的毒性對人體容易造成影響及負擔，尤其對幼兒的影響更是嚴重。

秉持綠色與橘色科技的概念，將節能與著重對人體有好處，陳立元以系統化創新的作法，設計一款具潔淨功能的風扇護網，又稱「捕蚊神器－蚊子會殘廢的小風扇」。

「利用蚊子趨光的特性，在風扇後方加裝LED燈，將蚊子吸引至風扇殼體周緣，藉由風扇氣流將蚊蟲吸入後，讓蚊子通過圓錐型護網（撈麵網），當蚊子穿越不銹鋼材質的護網時，蚊子的翅膀會受傷，喪失攻擊能力，以此達到防蚊效果」，陳立元說。

在學生專題實作過程中也證明，使用改裝後的小風扇，於5坪大的室內空間，1小時即可讓飛行中的蚊子消失。且304不銹鋼護網的奈米材質具有殺菌、除臭特性，也易於清洗，結合小風扇設計，可用於書桌、房間、工具間或是客廳等處，以USB供電，僅需2～6瓦耗電量，就能發揮潔淨空氣及滅蚊的功效，增加生活舒適度。目前這款專利風扇已研發至第3代，於網路販售，有三種尺寸可選擇，售價300元不等。

潔淨風扇以USB供電，僅需2～6瓦電耗，就能發揮潔淨及滅蚊的功效，增加生活舒適度。（左圖來源：教育部技職司）

專利3

鐵路平交道障礙物通報及影像傳輸系統

平交道事故，是台鐵高事故原因。根據台鐵所提供的資料顯示，近3年來共發生50多件的平交道事故。其中，闖越平交道占44件，未保持淨空13件。發生的主因多是民眾守法性不足，不耐等待而搶快，或因不熟悉路況，被柵欄困在鐵道中，進退不得所發生的事故。

儘管台鐵每年都在加強宣導，提醒汽機車駕駛人，經過平交道時要「停看聽」，不要貪快，甚至平交道兩側都設立緊急按鈕，錄影監視器等監測系統，但類似情形仍時有所聞。

為此，陳宏瑞思考「是否有一個系統，能做到提早預警通報，有效的在交通事故發生前，有充足時間去阻止憾事發生?」，他認為要減少平交道事故，關鍵在於能在最短時間提供給火車司機資訊─前方道路出現障礙物，須立即進行減速，為即將到來的意外爭取更多時間加以排除，如此一來便能有效減少鐵路平交道交通事故的發生。

當柵欄下放後，將自動啟動紅外線感應器（或超音波感測器），對平交道的空間進行掃瞄，以偵測此區域是否被淨空，若出現物體，就會啟動平交道旁的攝影系統，並將影像傳給火車司機，利於司機快速判斷是否要馬上減速，也能避免單由障礙物感測器偵測所產生的誤判情形。

此外，列車設備的運算模組，還可同步計算存有障礙的平交道所在座標與列車即時座標間的距離，再根據列車行駛速度，得到預計抵達平交道的時間，系統將此一資訊回傳到平交道現場顯示裝置，以顯示該時間（倒數），有助於車輛駕駛判定是否要立刻逃離或做其他相關處置，有效的在交通事故發生前，就阻止憾事發生。

儘管平交道都設有緊急按鈕，錄影監視器等監測系統，但類似交通意外仍不時上新聞版面。陳宏瑞提出的「鐵路平交道之障礙物通報及影像傳輸系統」能提前預警，進而有效減少平交道突發交通事故發生頻率，他更表示，願無償將此系統提供給台鐵使用。（左圖提供／陳宏瑞、右圖來源：台灣鐵路局）