台灣發明的綠色思維

今年4月，第40屆瑞士日內瓦國際發明展中，台灣發明家一舉拿下45金、52銀、25銅及8項特別獎；金牌數與總獎牌數連續3年稱霸全球，戰果輝煌！

日內瓦發明展與德國紐倫堡、美國匹茲堡發明展，並稱為世界三大發明展。今年日內瓦發明展共有來自46國、789名選手、一千多件作品參賽，台灣代表團參賽的125件作品中，有122件得獎，獲獎率高達97.6%，居世界第一。

台灣發明協會執行長陳宗台表示，台灣得獎成績傲人，參賽人數年年增加，除了要歸功於政府的獎勵機制，包括「小型企業創新研發計畫」、「協助傳統產業技術開發計畫」，以及補助大專院校學生參加國際技能競賽等；也因我國的發明作品搭上全球節能減碳的列車，例如今年8件特別獎中，就有3件與節能有關，包括吳鳳科技大學設計的「風力發電儲能系統」，不需藉助強力海風，只要一般微風吹拂下，就能產生電力。

台北城市科技大學電機系教授蔡彥欣研發的「具節能控制之燈具」，較一般燈具節省20%電力；「智慧型節能吊扇燈」更成功技轉給廠商，預估售價會比傳統吊扇燈高出兩、三倍。

在各種再生能源中，太陽能具有取之不盡、用之不竭的優點。

由南台科技大學工學院、成大醫學院及奇美醫院共同研發的「太陽能輔助手電動輪椅」，就利用加裝太陽能板來提高輪椅的續航力。

這項作品不僅奪下今年日內瓦發明展金牌獎，也在去年美國匹茲堡發明展中榮獲雙料金牌。

台灣的輪椅族估計超過10萬人，不過，目前市售的手動與電動輪椅各有其優缺點，前者容易摺疊收納、可放入後車廂，但長期使用可能會造成肩膀、手肘受傷；而電動輪椅操作輕鬆，但使用者不用出力，可能因缺乏手部運動導致心肺功能衰退，又有難以收納、遠行擔心電力不夠等問題。

10年前，南科大工學院院長郭聰源因一名醫學工程所博士班學生前來求教有機械專長的他，開始投入輪椅開發。為了讓輪椅更符合使用者的需求，郭聰源不斷改良，多次測試，並和奇美醫院、成大醫學院合作，汲取醫護人員的臨床經驗。

郭聰源說，太陽能輔助手電動輪椅有兩大特色，首先是在傳統的手動輪椅上，加裝一組手/電動切換桿，以及可拆裝的電瓶和太陽能板，手動模式可以順帶訓練心肺功能；若因手動操作太累，就可切換到電動模式。而拆下電瓶和太陽能板後，也可將輪椅摺疊，收在後車廂中，提高行動不便的銀髮族及下肢癱瘓者到戶外遠行的意願。

第二大特色，則是在蓄電池之外，以太陽能做為輔助動能。

「一般電動輪椅可行走7公里，太陽能輔助手電動輪椅的移動距離可達10~12公里，續航力增加30%以上。」郭聰源分析說，太陽能板可隨光線照射角度調整到最佳的受光位置，提高充電效果，還能遮陽避雨。

在設計太陽能輔助輪椅之前，郭聰源曾經研究過利用聲控來操作輪椅的前進、後退、上下坡等，但後來成大醫學院副院長李澤民提醒他，萬一病患突然心肌梗塞或發生中風，無法控制輪椅，可能會發生危險。

為了讓輪椅族全天使用安全無虞，研究團隊預計在參加9月的台北國際發明展前，在輪椅椅背後安裝LED省電照明燈，手電動操控桿前方也會裝設喇叭、剎車警示燈、倒車燈、電量表等，讓輪椅族上路更安心。

「醫療器材的設計，都應以安全性為第一考量，再者才是功能性，」李澤民強調。

台北城市科技大學電機系教授蔡彥欣研發的「具節能控制之燈具」，較一般燈具節省20%電力；「智慧型節能吊扇燈」更成功技轉給廠商，預估售價會比傳統吊扇燈高出兩、三倍。

太陽能輔助手電動輪椅可望成為肢障者的新選擇，但對發明者而言，從發明走向商品化，仍有不少關卡待突破。

一般來說，在國際發明展中表現優異的產品，比較容易技轉成功，若有金牌加持，更能提高技轉金額；而越接近商品化的發明，也越容易獲獎。

不過，由於國內大專院校缺乏生產、銷售管道，需要有經驗的廠商協助，才能使發明商品化，甚至量產。

郭聰源表示，南科大在專利技轉上尚處於學習階段，不像成大設有技轉育成中心，有21人負責專利布局、與廠商洽談合作，產學合作更能產生加乘效果。

台北城市科技大學電機系教授蔡彥欣研發的「具節能控制之燈具」，在研發前，就先和蓬萊島科技公司簽訂140萬元的產學合作計畫，其中60萬元為技術移轉金。

蔡彥欣說，發明很有趣，取得專利也不難，但必須投入相當時間、心力與成本（包括專利申請費、證照費，以及每年約數千元的維護費）；如果專利沒能成功技轉出去，就等於負債。

4年前，蔡彥欣接下北台灣科技學院（台北城市科技大學前身）研發長一職，專注研發實用性高的生活用品。他常帶學生到特力屋、全國電子、燦坤等大賣場，邊看產品邊上課，討論現有產品還可以增加哪些創新功能。

這次在日內瓦發明展得到特別獎的「具節能控制之燈具」，就是在常見的LED燈管加裝了感應器，讓電量19瓦的燈管，產生40瓦照明的亮度。

市售的節能燈具多強調燈管本身的低耗能與高亮度，而蔡彥欣的發明則可以透過感應裝置，調整開關與亮度大小，在1.5到2公尺內，若感測到有人或車移動時，燈會自動全亮；若感應到室內無人，則會自動切換為半亮或全暗，有效幫助24小時營業的大賣場月省近萬元電費。

他的發明已取得台灣、歐盟、美國、泰國、印尼等國專利，更進入量產，至今年3月，已銷售4,500支到美國。今年4月，蔡彥欣參加德國法蘭克福國際建築與照明展，也有加拿大業者希望簽訂代理權，並已下單1萬支；5月參加美國拉斯維加斯照明展時，也有廠商前來洽詢一年下單17萬支的可能性。

他也透露，國內超商龍頭7-ELEVEN在中南部的旗艦店，已開始陸續更換他發明的節能燈管，只要能拿下知名的通路市場，等於是品質認可，更有助於產品銷售。

蔡彥欣的另一項發明「智慧型節能吊扇燈」，加裝了紅外線感測器、遙控器、負離子產生器、煙霧警報器、驅蚊器等功能，也是今年日內瓦發明展的金牌作品，並已技轉成功。

「傳統吊扇燈約為8,000元，但技轉的聖廷公司估計，這款智慧型吊扇燈可達2萬元，潛在商機很高，」蔡彥欣說。

大曜光電董事長林聖梁運用收集耗能來發電的概念，發明可自行生產能源的燈具與散熱風扇馬達，既節能環保又省錢。

節能是當前的主流，但是在綠能轉換技術尚未成熟之際，將日常性耗能再回收利用的概念，也應運而生；這就是擁有紐約大學藝術與加州大學柏克萊分校商學博士學位的林聖梁的反向思考。

1997年，林聖梁獲選為美國公費訪問學者，前往參觀微軟創辦人比爾蓋茲位於西雅圖的家，受到很大啟發，心中也夢想有一天要為自己興建一棟智慧型住宅。

同年聯合國通過《京都議定書》，呼籲世界各國逐步減少溫室氣體排放量。

預見綠色思維的全球大趨勢，林聖梁創立大曜光電，生產節能燈具、散熱扇、發電機等，並鑽研「經常性消耗能源再利用」的技術；所謂經常性耗能再利用，並不是減少能源的消耗，而是將必須消耗的能源收集起來，以提供本身或其他電器使用。

林聖梁表示，蓋辦公大樓、廠房，或是一般民眾的新屋裝潢或舊屋翻新，必須耗費相當多材料，其中電燈與空調是最重要的配備；他的概念很簡單，就是以地球目前現存的技術去開發，絕對不因研發而耗費自然資源。

舉例來說，家用的電燈、風扇、冷氣機等，因發亮或轉動後，會產生光能和熱能，利用特殊規格的光電轉換板，就可以將這些耗能回收再利用。他利用這項專利技術，發明一座可自己生產能源的燈具與散熱風扇馬達，在辦公室內安裝兩座燈具及一台抽風機，抽風機的電力來源完全靠這兩座燈具運轉後供應，每月電費平均可省下5~9%。

而當第一座可自行產生能源的燈具插電、開啟後，馬上會將收集到的光能與熱能轉換為電能，「這些能源除了儲存自用，也可以提供下一座燈具、其他電器或緊急照明用。」林聖梁笑說，這種可自行生產電能的技術不僅省錢，還能不斷循環再利用，對於耗電量大的辦公室或工廠而言，不啻為一項福音。

和市售的LED燈相比，林聖梁的新發明，至少可以再省下20~30%的能源。因省電效果明顯，在日內瓦發明展中，深獲德、英、瑞士、印度、澳洲、日本等國廠商重視，密切詢問售價和可生產的數量。

南台科技大學工學院院長郭聰源（右）、成大醫學院副院長李澤民攜手研發「太陽能輔助手電動輪椅」，勇奪今年日內瓦發明展金牌獎，盼能造福身障者。

商品研發就像一場比耐力的馬拉松賽，當時，林聖梁遇到的最大挑戰是如何使自行產生的電能達到穩定。

由於各家廠牌的日光燈管耗能不同，有時標示和實測的用電瓦數還會出現不一致的現象。為了找出適合的材質，他帶領實驗團隊耗時3、4年測試，終於研發出可匹配的燈管材質，利用光的聚合板、熱能吸收板、磁波震盪積體電路（IC）等組合而成，成功突破困難。

「創新發明是一條不歸路！栽入後會讓人上癮，研發成功的當下，內心真是無比興奮，充滿成就感。」林聖梁說，為了這項發明，他賣了4棟房子，估計已投入五、六千萬元，而若要在年底前量產，至少還需要七、八千萬元的資金。

他形容，看到自己研發的燈具比坊間的LED燈節省1~2%能源，情緒相當激動，就決定賣掉第一棟房子；後來又能省電3~5%，心想頭已經洗下去了，如果放棄，豈不可惜，於是繼續加碼，幸好太太非常支持他的發明夢。

林聖梁的例子足以說明，創新發明靠熱情，但商品化需燒錢的事實。

中華創新發明學會理事長吳國俊表示，2011年國內專利申請案件數達8萬2,988件，核准通過5萬305件，比起1994年的四萬七千多件，十多年來成長七成；但成功商品化者只有3%，最後真正賺到鈔票的不到1%，比例很低。

他分析商品化的機率低，主因在於很多發明不具有市場價值；其次則是資金問題，國內發明家多是單打獨鬥的個體戶，缺錢也缺少技術授權的團隊。

台灣已是全球創新研發競賽的常勝軍，2009年「世界經濟論壇」的全球競爭力報告中，我國創新能力在133個經濟體中排名第六，其中「每一百萬人的專利數」，更名列全球第一。

創新火種已經點燃，台灣的發明數量也有大幅成長，如何讓發明變成黃金，是現階段智慧產業的最大考驗。

綠色思維是全球趨勢。台北捷運內湖線通道，日籍藝術家三浦光一郎設計的〈快或慢〉作品，由牆面上30個感應器控制的60個LED燈所組成，兩側燈管會隨著行人的步伐產生明滅，讓人有種被燈光追逐的感覺，既現代又環保。