港創科設計之旅:拯救波斯灣珊瑚礁

綠色科技初創企業archiReef聯合創辦人余碧芬(Vriko Yu)分享如何將設計與科技結合,以嶄新手法令海洋生態重現生機。

編輯部2023.06.28

生態危機激發創意

 

珊瑚礁素有「海中的熱帶雨林」之稱,海洋裡約有三分之一的物種都賴以維生,是地球不可或缺的生態系統。可是,全球暖化不斷加劇,導致珊瑚礁逐漸消失;據專家估計,若我們未能及時行動,地球現存七至九成的珊瑚將於2050年絕跡。

 

余碧芬(Vriko Yu)在求學時期便已開始思考這個議題。在攻讀博士學位時,Vriko 經常會到香港的西貢區潛水,曾在該區水域親眼見證了一片珊瑚礁於短短兩個月內消失得無影無蹤,這段經歷讓Vriko深深體會到保護珊瑚礁的急切性,並驅使她與David Baker教授及Deniz Tekerek一同成立archiReef,希望為珊瑚帶來重生機會。

 

archiReef一開始嘗試以各種創新手法在海底植入珊瑚株,試圖藉此令垂死的珊瑚群落再生,然而經過整整兩年的反覆試驗後,Vriko和Baker教授才發現「此路不通」,他們必須要在現有方案上尋求突破。

 

Vriko憶述:「後來我們終於明白要從頭做起,重新為珊瑚建立一個理想的生長環境,同時保護珊瑚免受沉積物所侵蝕──因為那對珊瑚是一大致命危機,所以我們發明了一個無毒結構,用來放在海床讓珊瑚碎片依附生長。」

 

 

以大自然為本的設計

 

她口中的無毒結構就是全球首創、結合設計與科技,並以3D打印技術製成的赤陶土人工珊瑚礁盤。就物料而言,設計團隊在進行一連串研究和試驗後,選定以陶土製作礁盤──有別於傳統水泥造的礁盤,陶土的結構跟珊瑚礁相近,而且含有碳酸鈣,其滿佈細孔的特性亦能促進鈣化作用;更理想的是,陶土會隨著年月在自然侵蝕下分解,不對海洋生態構成負擔,最終完全消失,只剩下新長成的珊瑚。

 

陶土礁盤本身能讓微生物享有固定據點,而為吸引珊瑚等無脊椎動物棲息,礁盤表面更設計成凹凸不平。在整體結構上,礁盤分成三層:最底層的「腳」用來撐起礁盤本身,潛水員可因應海床狀況來調整高低,確保礁盤安裝穩妥;「基座」防止礁盤傾側;「仿生面層」以扁腦珊瑚為靈感,具有不規則的紋路,這是按演算法結果而得出的設計,海洋生物學家可以在這面層的六個指定部分植入不同珊瑚品種,由此為起點促進珊瑚繼續生長。

 

設計團隊還特意利用模組化的設計方法把每一塊礁盤都製成六角形,簡化礁盤的組裝過程之餘,每名潛水員在無須動用任何重型設備或機械的情況下,便可在一天內鋪好多達40平方米的海床。

 

就製作而言,所有礁盤均以墨水直寫技術(Direct Ink Writing)來生產,這種3D打印技術的優點是精準度較高,既能造出設計精密而複雜的陶土礁盤,也可以平衡陶土經烘乾和燒製完工後有機會出現裂紋和變形的缺點。此外,這種生產方式更確保礁盤在製作設計上具備足夠的彈性,可因應不同的海洋環境以至微生物的品種而作出適當調整。

 

archiReef的珊瑚復育計劃由始至終都以設計為主導策略,Vriko解釋:「設計於每個產品而言都是決定性的…我們從大自然裡找靈感,從中發掘解決人類問題的答案,透過糅合設計元素與科技知識,我們成功發明了一款比市面上其他同類型產品高效至少四倍的產品。」

 

 

可持續經營模式下的可持續產物

 

archiReef現時正在香港兩處水域進行珊瑚復育。以海下灣海岸公園為例,遊客透過玻璃底船即可近距離觀賞珊瑚,見證團隊努力多時的成果;但團隊並不滿足於此,更放眼世界,遠赴阿聯酋首都阿布達比設廠,參與拓展當地的環保工作。Vriko坦言,她感受到「阿聯酋希望在氣候變化議題上領頭的決心,政府及私人企業都真誠地在這方面出錢出力。由於香港和阿布達比都有類似的城市環境,兩地的珊瑚群落也因此有共通之處,所以我們在香港的那一套,在當地也派上用場。」

 

自成立以來,archiReef的工作獲得了廣泛認同,先後贏得多項殊榮,包括香港科技園公司「電梯募投比賽2021」冠軍及「世界經濟論壇創新挑戰賽2022 ── UpLink 頂尖創新者」。在剛過去的一月,Vriko應邀出席在瑞士達沃斯舉行的世界經濟論壇,聯同十二名獲邀的創新工作者就全球的創科議題發言。她在論壇上強調,人類若要修復海洋生態系統,就必須以保障生物多樣性為重點,仰賴自然為本的解決方案,唯有這樣才能為大自然帶來正面影響,締造可持續的未來。

 

隨著archiReef 快速成長,團隊亦決定邁出下一步,從「珊瑚復育」向「海洋生態工程」的領域進發,目標是利用他們在發明珊瑚礁盤時所確立的工程原理,進一步建構豐富的海洋生態系統。

 

Vriko深明拯救海洋生態絕非單靠一間綠色初創能獨力完成的,因此在專注研發產品以外,她亦積極物色合作伙伴讓團隊成長,並把握每個機會將archiReef的研發帶進海洋生態。

 

Vriko補充:「保護環境是全人類的共同使命,大企業、科學家或公眾也是一份子。我們當前要做的是訂立一份可行的藍圖,藉此令大家更關注眼前的挑戰及下一代將要承受的後果,讓大家看清楚任何人都有責任出一分力。」