改变世界的“DIY”:迪恩的“弹弓”水源净化器

迪恩·卡门是一位自学成才的物理学家,也是一个拥有亿万资产的大企业家,而且他还拥有440项专利和美国国家技术奖,是我们这个时代最伟大的“DIY”型的发明家。像大多数“DIY”型的发明家一样,卡门非常喜爱解决问题。
早在20世纪70年代,当他还是一个大学生的时候,卡门的哥哥偶然向他提及(那时,卡门的哥哥还是一个医学院的学生,现在他已经成为一位著名的儿科肿瘤学专家),当时还没有任何可靠的方法可以为婴儿提供剂量既小又很稳定的药物。由于没有这样的技术,婴儿的住院时间不得不延长,护士也没有办法自由安排时间。
卡门对此十分好奇,他开始想办法弥补这个缺陷。不久后,卡门就发明出了第一台能自动提供完全相同的药物剂量的输液泵,而在以往,要想实现同样的目的,医院就得对病人进行 24小时监护。问题就这样解决了。之后,微型化的医疗技术发展成了一种专业。
1982年,卡门创办了德卡研发公司(DEKA Research and Development),这个公司很快就制造出了一种便携式、如录像机那般大小的洗肾机,与以前那种像洗碗机一样的庞然大物完全不同。
随后,卡门又发明了一种能够自动上下楼梯的电动轮椅。他试图彻底改进当地的运输工具,于是又发明了赛格威思维车(Segway)〇1。卡门还发明了一种机器手臂“卢克之手”(LukeArm),它使得假肢技术向前迈进了一大步。
自始至终,卡门从来都没有失去过对“透析”技术进行挑战的兴趣。“每一天,”他说,“运用血液透析系统进行透析的病人需要用掉19升的无菌水。
要获得这么多干净的水是一件很麻烦的事情。它通常意味着,每周都要运一大卡车的无菌水去病人家里,而病人则要在自己的车库里存放数百袋无菌水。我一直在想,肯定能找到一种更好的办法来解决这个问题。 ”
这种冒险过程持续了好几年的时间。“事实证明,运用过滤的方法把饮用水变成无菌水是不可能的,”卡门解释道,“渗透膜根本不起作用。最好是用纯净的、通过蒸馏方法所得到的去离子水,但是,目前还没有能够满足这种要求的小型蒸馏器。”因此,卡门决定自己制造一个。
不幸的是,经过计算之后,他意识到,如果要使这种小小的机器运行起来,以目前的电力布线情况,大多数家庭都无法承受。如果要使用它,就需要对大多数家庭进行重新布线。
接下来卡门有了一个更加“疯狂”的念头:建造一个能够循环利用自身能量的蒸馏器。“几年之后,我们终于造出了这种小小的盒子,它能够回收98%的能量,生产出足够数量的无菌水。我们用各种不同的自来水对它进行检测,发现它每次都做得很成功。它还有一个很大的优点,即不需要使用自来水:我们可以用中水来取代自来水。这时候,我突然意识到:既然我已经制造出了能够使中水变成可以注入病人体内的无菌水,并且能够循环利用98%的能量的机器,那么,我为什么不试着对这个1天只能生产 19~38升无菌水的机器进行改进,使它的产量更大、用途更广呢?现在这种机器能够帮助数以万计需要透析的病人。但是,如果我能制造出一台产量更大的机器,那么它就能帮助到数十亿人。这样一来,我就能够阻止人们死于与水有关的各种疾病,而不只是制造了一台解决透析病人供水这个小小难题的机器。”
这台非同寻常的机器完成于2003年。由于卡门想利用这个技术来根除这个巨大的水源性疾病问题,所以他把这种机器命名为“弹弓”(Slingshot),因为大卫就是利用弹弓击败歌利亚的。这台机器像一台家用冰箱这么大,有一根电源线、一根进水软管、一根出水软管。
卡门自豪地声称:“无论把这根进水管插进哪一种水体里面——无论是含砷的水、咸水、厕所流出来的水,还是化学废物处理厂储水池中的水,从出水管里流出来的都绝对是百分之百纯净的、达到药用级别、可用于注射的水。”
到了现在,这种机器的最新型号一天能够净化1000升的水,而它的功耗仅仅相当于一个电吹风。它的电源是一台升级版的斯特林发电机,这种发电机几乎可以使用任何东西当燃料。在孟加拉国进行了为期6个月的现场实验后,人们发现,仅仅是燃烧牛粪,就能使这种发电机运行起来,能够为村民提供足够用于手机充电和电灯照明的电力。另外,卡门还想让世界上最偏远的村庄都能用上他这个技术,所以,他在设计这种机器的时候就已经考虑到,它应该能够长期持续运行,至少在5年内不需要维修。
大部分利用科学技术来解决水资源问题的方法,都需要首先解决好能源问题与基础设施建设的资金问题。水信贷项目的主管艾普瑞尔·瑞纳(April Rinne)曾经这样说过:“在水资源领域,一般小额贷款数额在200~800美元之间。”目前,制造一台“弹弓”所花费的成本是10万美元。
根据卡门的计算,在实现大规模的商业化生产之后,每台“弹弓”的成本将下降为:2500美元的制造费用,另加一个价值2500美元的动力装置——斯特林发电机。如果卡门所设计的这个系统真的能够工作5年,而且它每天能够生产出1000升饮用水,那么每升水的生产成本为0.002美元。即使你把劳动力的价格和利息都算在内,把每升水的生产费用再提高3倍,5升水的价格也只是4美分而已——相比之下,现如今同样数量的水需要30美分。
不过,卡门还想到了另外一种解决这个问题的方法。他已经与可口可乐公司就共同生产、配送“弹弓”的问题进行过谈判。当然最重要的是,他想利用可口可乐公司庞大的供应链(在非洲,可口可乐公司的供应网络是最大的)来帮助推广和维护“弹弓”。“事情并没有到此结束,”他说,“我确实是这么认为的。这是一个庞大的工程,或许还需要第三个合作伙伴的参与。需要有人让整个过程透明化,让它变得安全可靠,教育人们如何使用它。但是,我仍然希望可口可乐公司是主要的支持者,它是这个项目的主要资金提供者,也希望整个配送工作,项目的开发、支持、教育与维护都主要由它来承担。这是一种一站式的购物方式。我认为这个工程所需要做的大部分事情他们都能做。”
可口可乐公司同意试试看。在2011年5月,这个世界上最大的碳酸饮料制造商推出了一系列“弹弓”的现场实验。如果实验取得了成功,那么它就可以为全世界的农村社区提供帮助了。“弹弓”也有一定的局限性。根据卡门的计算,一台“弹弓”只能服务100个人。当然,如果多几台机器,也就可以为更多、更大的社区供水了。
(本文摘自《富足:改变人类未来的4大力量》,彼得·戴曼迪斯 (Peter H. Diamandis) 史蒂芬·科特勒 (Steven Kotler)/著,贾拥民/译,湛庐文化2014年4月1日出版。)
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