【智能學習】中學生發明智能保暖衞衣 手機App監測助長者度嚴寒

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宏信學生發明多功能自動保暖衞衣，幫助長者抵禦寒冷。




長者怕凍，冬天時穿衣往往一層叠一層，需要長期卧床的長者，更要蓋上厚厚的棉被。元朗宏信書院一群中學生在探訪區內的老人院後，體會到抵禦寒冷是長者及照顧者十分關心又經常面對的難題。同學們經過一年多的反覆研究、實驗，發明了多功能自動保暖衞衣，並獲得首屆全港中學生「SMART Community Hackathon」最具創意獎。

滙豐首度舉辦的全港中學生比賽「SMART Community Hackathon」，鼓勵學生在STEM方面發揮創意，互相啟發。比賽的主題是「未來科技」和「健康生活」，同學們發明新產品的同時，也必須達到關懷社區和共融的效果。評審團根據創新意念、迎合社會需要、實驗精神、啟發性、切合主題等因素評核各校的參賽作品。

基督教香港信義會宏信書院的得獎設計隊伍，由10名年齡介乎14至15歲的中學生組成，在兩名老師帶領下，發明了自動發熱保暖衞衣「Heat Heart Hoodie」。設計隊伍成員之一的何祉瑩同學表示，發明念頭來自她七十多歲的嫲嫲，嫲嫲二十多年前曾經歷細菌入腦，最近三、四年健康惡化得很快，現在更全身癱瘓，不太能說話。為方便照顧，嫲嫲現時住在她家，因而反覆思量怎樣幫助老人家。

另一成員林卓儁同學則說，看着老人院內的長者，有些因為年紀大而長期卧床，有些因為中風而行動不便，很容易被其他人忽略，「我覺得就算他們年紀大、不能動、不能說，其他人都應該尊重和關心他們，我們希望藉着Heat Heart Hoodie幫上一點忙。」




張兼善同學（右）將來會尋找更輕更耐用的物料，來改良衞衣設計。



何祉瑩同學（右二）發明保暖衞衣的念頭，來自她年邁的嫲嫲。



何靜雯副校長表示，STEM的精髓在於跨學科的協作。



加設觸控感應器　自動收集數據

這件白色發熱保暖衞衣的原理，是利用分佈在衞衣不同位置的高導熱物料發熱墊，連接可攜式充電裝置（power bank）來提供熱能，以達到個別指定身體部位加熱保暖的目的。用家可以因應個人需要而把發熱墊貼在衞衣的不同部位，成員張兼善同學建議可以貼在胸口、背部、肩頸等體溫較容易散失的位置，以加強保暖功效。

黃啟滔同學則解釋，發熱墊連接一個微型處理器，可以自動監測發熱墊的溫度，並配有LED溫度提示燈，「我們預設了攝氏30度，這個預設溫度可以因應需要而改變。綠色的LED亮着，表示溫度正常；黃燈代表溫度偏高；紅燈則代表溫度已超越預設水平。紅燈亮着時，裝置亦同時自動停止發熱。」整個發熱系統可以拆卸，方便用家清洗衞衣。




這件紅色的保暖衞衣是初期設計，後來同學發現衞衣不方便長期卧床長者穿脫，故只作展示用途。




發熱保暖衞衣的溫度數據，透過WiFi直接傳上網及手機App，讓照顧者即時知悉長者情況。


 
白色的發熱保暖衞衣加設不少鈕釦，方便長期卧床的長者穿上。


這件衞衣目前仍不斷改良中。同學們在經改良後的衞衣上加上監測使用者動作的觸控感應器，又設計了「Heat Heart Hoodie」的監測網頁。感應器能自動收集相關數據，並即時透過WiFi傳送到監測系統的伺服器。照顧者可以透過監測網頁來查看衞衣保暖的溫度，以及長者有沒有出現長時間不郁動的情況。張兼善解釋：「如果長者連續好幾個鐘頭都沒有郁動，維持在同一姿勢，我們的系統會發出警報。護理員或者其他照顧者發現問題，可以馬上去察看長者是不是有不適，或有緊急需要。」再進一步，設計隊伍現已完成手機的應用程式，「App的好處是照顧者不需要整天坐在電腦面前，而且App可以設置提示功能，手機在手就可以隨時隨地知道長者身體情況。」




黑色的墊是高導熱物料發熱墊，可自由貼在衞衣不同部位。




微型處理器設有觸控感應器，若長者長時期不郁動會發出警號。


改良微型處理器　目標投入市場

「雖然我們得了獎，但這項設計仍未完全完成，我們仍努力去將這件衞衣做得更好。」何祉瑩說，同學們最大的目標是希望衞衣可以真正投入生產，推出市面，幫助長者和他們的照顧者，「而不是只是流於口講的階段。」要達到這目標，仍有一段距離。「我們想去找一些更輕、更耐用的衞衣物料，微型處理器希望可以改良變得更細，最好能夠縮成一個很細的晶片，這可以減少損壞的機會。」張兼善說，最終若真的投產並推出市面，他希望售價能讓普通人負擔得起。該校副校長何靜雯表示，這項發明正好印證設計是一個接着一個的過程：第一階段完成了，接下來會發現還有很多改進空間，然後開展下一階段，而同學就在這個過程中，真正學懂解難。

IB框架　重視跨學科探究精神

STEM是Science、Technology、Engineering和Mathematics的縮寫，代表四個專業領域；結合而成一字，則強調四個領域之間的互通和融合。宏信書院副校長何靜雯表示，跨學科協作是STEM的精髓所在，探索的目的在於解決問題，這亦正是IB最重視的精神。

基督教香港信義會宏信書院屬於一條龍直資學校，小學部已獲授權提供國際文憑小學項目（PYP），初中則是國際文憑中學項目（MYP）的準授權學校，學生到了十年級可選擇報讀DSE或IB課程。她說，學校在課程設計上，強調從小訓練學生整合各科知識的能力，「初中開始有『設計』科，學生要先發現『需要』，然後進行資料搜集、研究、分析問題，完成設計之後，再將結論滙報大家。」

「一項成功的設計，每每包含多個學科的知識和應用，這就是知識的整合。」何靜雯表示，該校的STEM並不是一門獨立科目，相反滲進了整個中學課程的學習，受過培訓的老師知道如何在教學上和不同學習領域的同事（例如數學、科學老師）合作。她形容，跨學科是一種心態訓練，「將來學生無論讀DSE、IB或升讀大學，若他們具備這種mindset，自然能解決很多問題。」





文章來源: 蘋果日報