2026/07/23
圖文引用自：www.businessinsider.tw
- 艾文・巴茲打造了一款受海龜啟發的自主機器人，可偵測水中的塑膠微粒。
- 他的計畫在雷傑納隆國際科學展（Regeneron International Science and Engineering Fair）中贏得 5 萬美元獎學金。
- 16 歲的巴茲在加拿大的 10 個水域進行了 15 次實地測試。
2024 年夏天，艾文・巴茲站在加拿大祖父母家的泳池邊，試圖解決一個獨特的問題：如何讓他的自主海龜機器人游動。
「我記得最初的一些測試，我把機器人放進水裡，它就直接沉到水底，」16 歲的巴茲告訴 Business Insider。「它不會游泳，無法調節深度，就像塊磚頭一樣。」
雖然大多數青少年不會面臨這種困境，但這成了巴茲關注的焦點。那年早些時候，他在安大略省偏遠地區與家人露營時，被這種水生生物深深吸引。
「我看到一隻擬鱷龜在水中游動，動作流暢且非常自然。這激發了我開發一款模仿它的機器人的靈感，」巴茲說。
後院泳池的試驗，加上數個月的額外測試、修補與升級，在今年 5 月獲得了回報。
巴茲在 2026 年雷傑納隆國際科學展中贏得 5 萬美元獎學金，他開發了一款水下 3D 全像攝影機，並結合他訓練的 AI 模型來識別水域中的微小塑膠碎片。他將這項技術安裝在他的自主海龜機器人上。
他表示，打造機器人和全像攝影機各花費了約 2,000 小時。
反覆試驗
對巴茲來說，將研究計畫建立在環境議題上是自然而然的一步。
「我一直對戶外活動充滿熱情，」他說。「我記得六歲時和父母一起去偏遠地區露營，我們會划獨木舟前往那些非常美麗且壯麗的湖泊。」
他特別受水吸引，在觀看了一部關於海洋和海洋生態系統的紀錄片後，他了解到水中充斥著塑膠微粒。海洋保育協會（The Ocean Conservancy）估計，每年有 1,100 萬公噸的塑膠廢棄物進入海洋，影響超過 1,300 種海洋生物。
2024 年，巴茲花了約 5 個月時間打造機器海龜，他認為海龜是執行這類工作的完美動物。
「它們是非常高效的游泳者，這是設計仿生機器人的關鍵。我希望確保我的海龜能執行長距離任務，而不需要不斷充電或擔心電池耗盡，」巴茲說。「它們也廣泛存在於各種水生生態系統中，這意味著環境中的其他生物對它們會相對熟悉。」
海龜也可以長到很大的體型，讓巴茲能輕鬆裝載感測器和全像成像系統等科學酬載。為了完善機器人的動作，巴茲還諮詢了當地水族館的專家。
「從那裡開始，我開發了許多演算法，讓機器人能按照預定義的搜尋模式自主游泳並調節深度，」巴茲說。「它基本上能夠完全不需要手動導航或人為控制，就依照使用者的意願前往目的地。」
巴茲於 2025 年夏天開始建立全像成像系統並訓練 AI 模型。他表示這個過程需要大量的反覆試驗，特別是微調技術，以便從其他微小的水生生物中準確偵測出塑膠微粒。
「那個過程包括最佳化實體硬體，以達到足夠高的成像解析度，進而識別大小可能僅有 10 微米的微粒和塑膠微粒，」巴茲說。
全像成像系統必須先成功捕捉 3D 全像圖，然後再透過 AI 模型進行識別塑膠微粒的處理。
巴茲表示，製造這些組件需要時間，但由於加拿大嚴酷的冬季，測試窗口非常有限。
「在我所在的加拿大北部，冬天非常寒冷，因此我必須在天氣變得太冷之前，在該地區的許多當地湖泊測試我的最終仿生機器人，」他說。
到雷傑納隆國際科學展舉行時，巴茲表示他的計畫在區分微粒與塑膠微粒方面的準確率已達到 94%。…
