讓島嶼和海岸線「長大」的新方法

要是我們能夠利用海洋的動作來保護海岸居民不受海平面上升的威脅，會怎麼樣呢？設計師和 TED 研究員史蓋樂 · 提比說明他的實驗室如何建造能夠利用海洋波浪能量的動態、高適應性水底結構系統，來讓沙子堆積在岸邊，重新找回消失的海岸線，將大自然的破壞力轉化成創造力。

近十年來，

我的合作夥伴和我
一直在自組裝實驗室

研究會自主變形、

自組裝、

適應環境的材料系統。

我們早期從事 4D 列印的研究，

將物體列印出來，浸泡到水裡，

然後他們自己會變形。

後來我們做出會因溫度和陽光
做出反應的活性拉脹材料。

接著到我們更近期所做的活性布料，

會根據體溫調節布料的孔隙率。

我們還以快速液態列印，

製作出隨氣壓

變出各種形狀的可膨脹結構，

並且自行改變形狀。

還有材料自行組裝的研究，

我們將物體浸泡在水裡，

它們會對波能做出反應

而精準地自行組裝成
各種東西，像是家具。

還有規模更大的，

像是利用風力，

我們做出米徑氣象氣球，

它是在一個建築工地上方的空中
自行組裝起來的。

在危險的環境
或條件嚴峻、極端的地方，

人或是設備很難到得了。

它們能在空中組裝，

等到氦氣消散時，就會降到地面，

留下一個空的大型框架結構。

這些研究都是拿簡單的材料，

利用環境中的力來活化它們

──像是重力、風力、波力、
溫度、陽光等外力──

設法讓它們執行工作，
或讓它們變形、組裝等等。

要怎麼製造智慧的東西，

卻不需要用到複雜的電子機械設備？

但最近，馬爾地夫
有個團體跟我們聯繫，

他們很有興趣將這個研究和思考模式

應用到他們在氣候變遷方面
所面臨的挑戰上。

有馬爾地夫的人跟你聯繫時，

你要做的第一件事，

就是告訴他，你要現場勘查。

（笑聲）

太棒了。

我們到了那裏，

而在離開時帶走的，

是一種對氣候變遷的未來
完全不同的看法，

因為你會感覺到馬爾地夫在下沉中。

他們慘了。他們要怎麼辦呢？

我離開時有個想法：

我們可以將馬爾地夫
當作未來人工環境的範本，

讓他們能夠因應
氣候變遷，屹立不搖，

而不受到傳統硬體建設的侷限。

因應海平面上升和氣候變遷，

主要有三種典型的做法。

第一種就是甚麼也不做，
逃走就好了。

這個主意太差了。

超過 40% 的世界人口住在海邊，

海平面上升，加上風暴越來越激烈，

越來越多地方會沉到海裡。

解決這個嚴重的問題事不宜遲。

第二種做法就是建造屏障物。

我們可以築牆，

但問題是，用靜態方法

來解決超動態、超不穩定的問題，

大自然總會戰勝我們，

所以這可能也行不通。

第三種做法是疏濬。

疏濬就是將深海
海床的沙子大量吸上來，

放回海灘上。

美國東北岸或西海岸年復一年，

靠著疏濬勉強維持沿岸的生存。

這也不是很好的辦法。

馬爾地夫也這麼做，

一個月內就可用疏濬的沙子
造一個新的島嶼。

對於海洋生態系來說，這很糟糕。

到頭來，不疏濬都不行，

他們必須年復一年，持續這樣做。

但在他們建造好一個島嶼的同時，

三個沙洲也自動形成。

沙子的量多到
足以讓一艘船擱在上面，

這就是我們說的現場勘查，

真的很辛苦。

（笑聲）

波士頓那頭正值冬天。

這是大量沙子

藉著波浪的力量和海洋地形
自然堆積起來的。

所以我們就開始研究
沙洲是怎麼形成的。

如果能深入探究，

我們就能了解它和利用它。

它是藉由海洋的波能

加上地形的因素，將沙堆積起來的。

所以我們建議運用大自然的力量

來建造而不是摧毀。

在我麻省理工的實驗室，
我們裝設了一個波浪槽。

一個會製造波浪的大水槽。

然後我們將幾何構造放到水中。

我們試了各種不同的幾何構造。

波浪和這些幾何構造交互作用，

造成亂流，並開始堆積起沙子，

這些沙子就開始自己堆積起沙洲。

這是個空拍的視角。

在左手邊，你們會看到
海岸往外推進。

中間，你們會看到形成的沙洲。

這些是幾何結構和波浪的力量
合力造出來的。

然後我們就開始如法泡製，
建造一個沙洲。

這是二月的時候在波士頓的事。

我們有大捲的帆布，

用可生物分解的材料做的，

超便宜，又好用。

我們將帆布縫製成這些大囊袋，

然後我們就飛到那兒。

我知道你們在想甚麼。
這不是騙人的音樂節。

（笑聲）

這是真實生活。是真的。

我們飛到那裡，
行李裝的是這些帆布囊袋。

我們曬傷了，因為波士頓還是冬天。

我們將這些帆布袋
裝滿沙子，放到水裡。

這些跟在模擬水槽中的
是一樣的幾何結構，

只是這些是實際的比例大小。

裝滿沙子，

放到水中，這些都只是
很簡單的幾何結構。

在這些帆布袋前，
你們可以看到清澈的水。

波浪打過來，

水很清澈。

但它們的後方有亂流。

水和沙子混和在一起，

把原本沉澱的沙子移動並堆積，

你們可以看到
友善的魟魚群來造訪我們。

左邊的是第一天，右邊是第三天。

可以看到沙子
在淺色的區域呈波浪狀，

這就是沙子正在堆積當中，

而且只花了兩天的時間。

這是去年二月的事，
而且還在持續進行當中。

這只是這項研究的起始階段。

明年和接下來的幾年當中，

我們打算透過衛星影像
和回聲深度量測學來做研究，

以便了解環境中

天然的沙子堆積的
短程和長程衝擊情況。

我們還有更大的遠景，

也就是建造可潛水的幾何構造，

就像潛水艇一樣可浮可沉。

像是可適應變化的人工礁石，

某個方向有風暴來臨時，
可以讓它們就位。

季節改變時，

就以這些結構利用波力來堆積沙子。

我們認為這適用於許多海岸區域，

以及全球的許多島國。

但我們在思考如何建造智慧環境時，

像是建造智慧建築、
智慧汽車、智慧服裝，

通常都是要耗用更多能量——

更多電池、更多設備、
更多成本、更複雜，

到頭來也更多的失敗。

所以我們現在不斷努力
設法用更少的資源建造智慧的東西，

簡單又智慧的東西。

所以我們在實驗室
和在這個特定的計畫中的提案，

是利用簡單的材料，像是沙子，

借助環境中的力量，像是波浪，

來堆積和適應。

我想邀請各位跟我們同心協力，
來發展這項技術，

來推廣並運用這樣的思考模式。

我認為這是一個
對抗氣候變遷的新模型，

提高我們的適應力和韌性，

而不再抵抗和恐懼。

請幫助我們將大自然的破壞力
轉化成建設力。

謝謝。

（掌聲）