2026 James Dyson 設計大獎揭曉 感測混凝土與眼球追蹤技術協助辨識震損、腦震盪風險

2026 James Dyson 設計大獎公布兩項全球冠軍作品,由菲律賓的建築損傷感測器 Sentinel 獲得全球永續發展獎,美國團隊研發的腦震盪篩檢裝置 Rumble Rims 獲得全球醫療獎。兩項作品分別運用混凝土電阻變化與紅外線眼球追蹤技術,協助辨識難以從外觀察覺的損傷,各獲頒 30,000 英鎊獎金,投入後續開發與驗證。

圖1:James Dyson設計大獎全球冠軍以創新發明應對運動腦傷與建築震損問題

 

今年賽事收到來自 28 個國家及地區、共 2,294 件參賽作品,創下歷年新高。James Dyson 設計大獎自 2005 年創辦以來,已累計頒發 150 萬英鎊獎金,支持超過 400 項學生發明。

Sentinel 由菲律賓德拉薩大學畢業生、結構工程師 Aldrei Ong 研發,將建築施工時用於固定鋼筋位置的混凝土墊塊,轉化為可持續監測損傷的感測器。地震後,混凝土內部可能已經出現裂縫,外觀卻未必有明顯變化;若大量建築同時需要檢查,也會增加專業檢測的人力與時間負擔。

這項設計採用加入導電材料的自感測混凝土,讓電流能通過墊塊。當材料受力、產生裂縫或損傷時,電阻會隨之改變,成為可量測的潛在損傷指標。墊塊內嵌電極連接小型電子模組,持續比對電阻與初始讀值;偵測到顯著變化後,系統會將資料無線傳送至線上平台,供工程師遠端掌握建築狀況。

圖2:由菲律賓德拉薩大學畢業生、結構工程師 Aldrei Ong 研發的「Sentinel」,為辨識建築倒塌風險提供新方法。

 

每個 Sentinel 墊塊的製造成本估計約為 10 菲律賓披索,約合新台幣 5 元,這項金額指的是墊塊本身。由於設計沿用鋼筋混凝土施工中既有的構件,可在施工階段直接導入,無須為感測功能另外增加結構構件。

Aldrei 在碩士研究期間投入自感測混凝土研究,花費一年多拌製、養護並測試超過 125 個混凝土試體,調整材料配方,分析受力與裂縫造成的電阻變化。目前 Sentinel 已埋設於菲律賓一棟建築內,進行實際環境監測。接下來將持續驗證技術,把手工焊接的電子元件升級為客製化印刷電路板,並開發可加裝於既有建築的版本。

圖3:「Sentinel」是將鋼筋混凝土墊塊轉化為感測器,可在建築施工階段直接導入,無須額外增設結構構件。

 

另一項得獎作品 Rumble Rims,由哈佛大學的 Cleo Pontone、Radhika Saran 與 Sophia DeVito 共同研發,目標是降低場邊腦震盪篩檢設備的取得門檻,讓學校與基層運動團隊也能使用客觀量測工具,協助判斷運動員是否需要停止比賽並接受進一步醫療評估。

Rumble Rims 採用頭戴式設計,搭配側置紅外線攝影機與 45 度角分色鏡,在約 2 至 3 分鐘的測試中,量測眼球追視、注視與移動情形。系統將眼球運動數據轉化為行動裝置上的即時資訊,提供現場人員評估參考。

除了場邊篩檢,團隊也規劃復原追蹤平台,透過定期重複測試建立紀錄,供運動員、家屬與醫療人員追蹤復原進度。Rumble Rims 定位為篩檢工具,無法取代醫療診斷,運動員能否重返賽場,仍須由合格醫療專業人員評估決定。

開發初期,團隊曾嘗試頭盔、護齒套與下巴支架等原型,並持續徵詢醫療人員與教練意見,最終採用目前的頭戴式結構。獲獎後將製作更接近實際產品的原型、強化眼球運動測試,並與運動員、教練、運動防護員及醫療顧問共同驗證表現。後續也計畫與學校及青少年運動計畫合作試行,推進醫療器材相關驗證。

圖5:「Rumble Rims」採用搭配側置紅外線攝影機與 45 度角分色鏡的頭戴式設計,可量測運動員眼球追視、注視與移動數據,作為神經功能受損的客觀指標。

 

兩項作品目前都仍在驗證與開發階段。Sentinel 已進入建築實地監測,Rumble Rims 則持續朝產品原型與場域試行推進,這次獎金將支持團隊進一步確認技術在實際使用環境中的表現。

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