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夏威夷面臨著廣泛的環境危害，包括野火、干旱、洪水、颶風、海嘯和水污染。隨著氣候持續變化，這些風險日益嚴峻，引發了如何保護島嶼及其居民的緊迫問題。解決方案的一部分在于數據收集，這使得能夠追蹤環境變化并在災難發生前識別預警信號。為支持這一工作，國家科學基金會已向夏威夷大學馬諾阿分校和佐治亞理工學院的研究人員撥款125萬美元，用于開發能夠實時傳遞救命數據的環境危害傳感器。
該項目的目標是開發一款低成本、開源的電子打印機，用于制造更快、更經濟且本地生產的傳感器。這將使先進的監測工具觸及全州社區。這些傳感器可在幾分鐘內完成3D打印，并當天部署，為組織和居民收集可作的數據。它們有潛力追蹤水質、檢測土壤污染等，同時連接到一個緊湊的、具備AI功能的手持設備（比智能手機還小！），將數據處理并上傳到云端。
泰勒·雷教授與傳感器（圖片來源：夏威夷大學）
為了設計該系統，團隊正在探索一系列用于印刷電子的3D打印技術，包括氣溶膠噴射、噴墨和直接書寫，并根據每種應用需求選擇方法。“這集成在一種混合方法中，如果需要幾何形狀超出簡單平板，則采用FDM或SLA，或者傳統加工，”首席研究員兼夏威夷大學Mānoa工程學院副教授Tyler Ray通過電子郵件解釋道。
“增材制造賦予我們定制幾何形狀、集成多種材料以及嵌入功能的能力，這些都是現成設備通常無法實現的，”Tyler補充道。“當你試圖解決某個地方和社區特有的問題時，這很重要。”
社區成員的聲音是該項目的核心。該技術將與負責夏威夷社區、土地和水資源的團體合作設計。這包括土地管理組織、夏威夷語沉浸式學校和社區學院。?āina（土地）管理者、kūpuna（長者）、居民和kumu（教師和教育者）將共同制定優先事項，嘗試原型，并制定成功的標準。
“傳感器本身是通過與社區合作伙伴的對話而產生的，”泰勒在郵件中解釋道。 “他們告訴我們什么對他們來說重要，無論是監測本地溪流的pH值、理解土壤污染，還是追蹤他們關心地區的時間變化。從那里開始，我們圍繞一個共享電子骨干網構建，可以將數據推送到手機或我們搭建的網頁門戶。愿景是一個經過驗證的設計庫，人們可以在他們看到需求的地方實際構建和部署。”
泰勒·雷教授和肯達爾·洛倫佐（照片來源：夏威夷大學）
項目還將包括迭代設計工作坊的實施、瓦胡島和茂宜島合作地點之間的同行交流，以及總結研究成果和分享開放設計的頂點聚會。此外，該資助還將支持連接合作校區與K–12、社區學院及研究型大學學生之間的培訓。該項目將生成開放硬件、軟件和設計成果，供其他用戶使用。想了解更多關于該項目的信息，請閱讀夏威夷大學的相關文章。
