利用尿液與微生物發電，穿戴式裝置的創新

作者 林 亞慧 | 發布日期 2015 年 12 月 19 日 0:00 | 分類 機器人 , 生物科技 , 穿戴式裝置

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尿液的存在，總是被一般人視為排泄物，亦看似毫無用處，我們唯一需要做的就是到廁所將它排放到馬桶裡，再按下按鈕沖掉就好。然而現在，你可能將會對尿液的運用完全改觀，由英國西英格蘭大學專攻機器人學的 Ioannis Ieropoulos 教授領軍的研究團隊，利用人體的尿液與動力，在搭配上細菌等微生物的幫忙，將把尿液再利用，變身為穿戴式發電機，

新科學人雜誌的 James Urquhart 在他的文章中，詳細介紹了這項穿戴式發電機是如何運作的，當使用者穿上這個裝置後，只要透過走路的方式，就能將大約一個膀胱（648 毫升）裡的尿液，透過管線輸送到微生物燃料電池（MFC）中做循環並發電。

根據 Ieropoulous 領導的團隊表示，這是第一次有人將穿戴裝置與微生物燃料電池結合。在展示時，這個像「襪子」的發電機，能提供他們特製的無線傳送器足夠的電量，讓它能每兩分鐘就發送一次「World’s First Wearable MFC（世界第一款穿戴式微生物燃料電池）」的訊息給外界。

實際上，因為運用 MFC 發電已是常有的事，對於科學界來說，並不怎麼稀奇，但 Ieropoulous 團隊的目的卻與其他科學家不同，他們專門研發關於尿液發電的技術，至今已成功運用尿液讓一台手機、紙做的傳送器、以及一顆 3D 列印的機器心臟運作。但他們發現，這些成功的案例都需要外部電源，讓幫浦幫助尿液在機器裡循環，作為微生物在產出電力時的食物來源。

後來，團隊成員在觀察魚類的閉鎖式單循環系統時，發現魚類僅靠一顆心臟的幫浦，就能夠完成血液的循環，突然也靈機一動，將可隨意彎曲的 MFC 擺在裝置的不同處，利用走路的方式當作動能，使用者在踩踏擠壓時就能傳送尿液，並在裝置中做完整的循環，非常的方便。但也就像魚在血液循環時，需要新鮮的含氧量，裝置中的尿液也需要持續更換，才能確保提供 MFC 足夠的營養。

Ieropoulous 的團隊並沒有進一步解釋該如何將尿液輸送到這款穿戴式發電機中，雖然如何交換和傳輸新鮮尿液將會是他們未來持續研發的困難點，他們似乎對此發明依然感到非常有自信，因為只要再研發出新的智慧紡織設計，就有極大的可能解決困難，將使用者的新鮮尿液傳送到裝置，以交換使用過的尿液。

了解這項新發明後，麻省理工科技評論的作者逗趣的在他的文章中表示：「僅此一次，襪子裡充滿尿液和細菌是這麼好的事。」在理想中的未來，Ieropoulous 教授將這「足部幫浦系統」視為一個緊急裝置，能夠在需要時發送求教訊號，雖然它所能輸出的電力不多，但對於那些在野外失去電力和通訊設備的人來說，能夠發送一條訊息就已攸關一條寶貴的性命，這個發明也能讓他們持續保有一絲希望。