【記者沈家妤報導】自然界演化多年，生物發展出最具效率的移動方式，也給予無人載具設計方向。國立中興大學機械工程學系副教授藍國瑞的研究團隊以作品「雙層波動魚鰭兩棲載具」，榮獲2026台灣仿生設計競賽首度設立的「海洋永續創新獎」。該作品自彈塗魚及黑魔鬼魚的移動方式中獲得靈感，打造出對生態危害較低，且能水陸雙棲的無人載具，以應用於更複雜的地形。 團隊以花蓮馬太鞍溪堰塞湖事件為契機，希望研發一款在水下與陸地皆能移動的載具，協助災難現場的搜救、探測及物資運送。參與研發的興大機械系學生黃謙叡說明，現行水下載具普遍使用的螺旋槳具高風險性，易對海洋生物造成危害，且不適合應用於災難現場，「像馬太鞍溪堰塞湖這種災難環境，通常會有大量的漂流木、漁網與漁線，螺旋槳容易產生纏繞問題。」因此，團隊研發條狀的波動魚鰭，作為載具的推進動力。 條狀波動魚鰭的設計，可在兩棲環境使用兩種不同的移動方式。同為研發團隊成員之一興大機械系戴翊凱說明，水下行進是參考黑魔鬼魚兩側的波浪狀臀鰭，藉由機體共16顆的馬達，驅動鰭片產生波動；地面移動則是仿效彈塗魚移動方式，藉由兩側波動鰭向下對地面施力，將機體抬升並前進。除了魚類，團隊亦從昆蟲與鳥類的飛行方式中獲得啟發，將鰭片增加為上下雙層。藍國瑞指出，蝴蝶翅膀上下拍動時會彼此接觸，引導氣流產生前進動力，機體的兩片魚鰭便是運用此機制引導水流，提升水中移動效率。 水陸兩棲載具的設計過程做了許多更動，為降低水中阻力，團隊將外觀由橢圓形改為圓錐狀，團隊也花了不少心力思考電路配置，讓運轉所需的龐大電流安全通過，同時不燒毀控制板。興大機械系楊宗叡談及研發過程的最大收穫，在於將課堂理論應用於現實，「實際製作的過程中發現一些本來理論上不會出現的情況 ，我們就想辦法解決。」目前，該發明已進入實測階段，成功在柏油路、大理石、泥濘地等不同介質上完成陸地實測，未來預計到游泳池或開放水域進行水下測試。「有一種把一個孩子從小養到大，他開始學會走路的感覺。」黃謙叡分享看到無人載具成功那刻的欣慰心情。 待水下實測完成後，研究團隊預計在機體搭載攝影機、GPS，以期更加適用於水流環境監測。國防大學機械及航太工程學系副教授賴渝翔認為，雙層波動鰭雖能重現魚鰭擺動動作，然而載具以機械元件構成而非人工肌肉，「長期運作還是會機械疲勞（註）。」此外，他也指出雙層波動鰭取代螺旋槳，雖有助於降低水中擾動，但能不能抵抗海流是個問題，「它在水中運動的穩定性可能會受到挑戰，因為海裡面有潮流、亂流。」不過，他也期待這項發明在未來應用於環境監測的表現，認為波動鰭的高機動性是優勢，值得深入發展，「如果有辦法把左右魚鰭做一些適度控制的話，是可以多增加一些自由度的。」水陸兩棲載具從動物身上尋求靈感，期盼拓展海洋調查及環境監測應用可能。 註：機械材料在重複受力下，即便低於極限強度，卻依然發生結構劣化與突然斷裂的現象。

【記者黎昕俞綜合報導】由於氫的分子結構不含碳，因此在未來減碳的趨勢下，氫能源受到廣泛關注。由元智大學機械工程學系副教授沈家傑帶領學生謝睿宇、曹珺傑及孫嘉宇，研發出「TiFe基氫氣純化發電組」，可在廢棄氣體中純化出氫氣，進而在燃料電池裡與氧氣反應產生電，榮獲2023台灣能「永續能源創意實作競賽」大專綠能創新組金牌。 元智大學機械系師生團隊，研發「TiFe基氫氣純化發電組」，榮獲2023台灣能「永續能源創意實作競賽」大專綠能創新組金牌。　圖／團隊提供在台灣半導體或電子業，生產過程中會產生含有雜質的餘氫。若將當中的廢氣去除，純化後的氫氣便可以循環再利用。因此，研究團隊自製儲氫合金TiFeNi，利用獨有的儲氫能力，將其置入「TiFe基氫氣純化發電組」，讓分離過後的氫氣可以重複使用，並與氧氣反應產生電。經實驗測試，該技術在廢氣中含有50%以上的氫氣時，能夠將其純化至可利用的濃度。 照片右方為「TiFe基氫氣純化發電組」燃料電池主體，將純化後的氫氣注入其中，與氧氣反應可以產生電。　圖／團隊提供由於氫氣與合金進行化學反應時，會放出大量熱能並分解成氫原子。就讀元智大學機械系謝睿宇將純化過程形容為跳棋遊戲，「當氫氣碰到合金表面的空隙時，會像跳棋般進入空隙裡面，接著滲入到更深層的部分，那金屬就會把它卡住，讓氫原子不容易跑出來。」接著，團隊對合金加熱產生分解反應，「氫氣在吸收能量後，可以擺脫合金的束縛，重新跑出來結合成氫分子。」元智大學機械系曹珺傑補充道。 研究團隊自製儲氫合金TiFeNi，可以將氫氣從工業廢氣中分離出來，並且再利用。　圖／團隊提供有別於市面上的儲氫技術需要存放在高壓鋼瓶，團隊使用的儲氫合金TiFeNi因壓力要求較低，不易有破損而大量放出氣體的危險，在使用上的安全性相當足夠。而且，相較起其他儲氫合金材料，因原物料價格高昂故成本居高不下，儲氫合金TiFeNi可大幅降低純化氫氣的成本。惟團隊坦言儲氫合金TiFeNi相較起來使用耐性更低，面對儲氫合金在純化過程中，雜質氣體會隨時間在合金表面聚集，造成阻擋氫氣無法進入其內部的問題。另外，如何讓每次純化氫氣的數量比以往更多，也是團隊目前研究發展目標之一。南臺科技大學化學工程與材料工程系暨研究所副教授蘇順發補充，可以嘗試進行氫氣與其他多種氣體的分離，例如透過化石燃料所產生的氫氣等。他建議道：「除了TiFeNi合金外，可以嘗試其他組合，例如將少數鐵置換成錳、鉻等金屬，試試其純化條件與效率。」