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夏威夷面临着广泛的环境危害，包括野火、干旱、洪水、飓风、海啸和水污染。随着气候持续变化，这些风险日益严峻，引发了如何保护岛屿及其居民的紧迫问题。解决方案的一部分在于数据收集，这使得能够追踪环境变化并在灾难发生前识别预警信号。为支持这一工作，国家科学基金会已向夏威夷大学马诺阿分校和佐治亚理工学院的研究人员拨款125万美元，用于开发能够实时传递救命数据的环境危害传感器。
该项目的目标是开发一款低成本、开源的电子打印机，用于制造更快、更经济且本地生产的传感器。这将使先进的监测工具触及全州社区。这些传感器可在几分钟内完成3D打印，并当天部署，为组织和居民收集可作的数据。它们有潜力追踪水质、检测土壤污染等，同时连接到一个紧凑的、具备AI功能的手持设备（比智能手机还小！），将数据处理并上传到云端。
泰勒·雷教授与传感器（图片来源：夏威夷大学）
为了设计该系统，团队正在探索一系列用于印刷电子的3D打印技术，包括气溶胶喷射、喷墨和直接书写，并根据每种应用需求选择方法。“这集成在一种混合方法中，如果需要几何形状超出简单平板，则采用FDM或SLA，或者传统加工，”首席研究员兼夏威夷大学Mānoa工程学院副教授Tyler Ray通过电子邮件解释道。
“增材制造赋予我们定制几何形状、集成多种材料以及嵌入功能的能力，这些都是现成设备通常无法实现的，”Tyler补充道。“当你试图解决某个地方和社区特有的问题时，这很重要。”
社区成员的声音是该项目的核心。该技术将与负责夏威夷社区、土地和水资源的团体合作设计。这包括土地管理组织、夏威夷语沉浸式学校和社区学院。ʻāina（土地）管理者、kūpuna（长者）、居民和kumu（教师和教育者）将共同制定优先事项，尝试原型，并制定成功的标准。
“传感器本身是通过与社区合作伙伴的对话而产生的，”泰勒在邮件中解释道。 “他们告诉我们什么对他们来说重要，无论是监测本地溪流的pH值、理解土壤污染，还是追踪他们关心地区的时间变化。从那里开始，我们围绕一个共享电子骨干网构建，可以将数据推送到手机或我们搭建的网页门户。愿景是一个经过验证的设计库，人们可以在他们看到需求的地方实际构建和部署。”
泰勒·雷教授和肯达尔·洛伦佐（照片来源：夏威夷大学）
项目还将包括迭代设计工作坊的实施、瓦胡岛和茂宜岛合作地点之间的同行交流，以及总结研究成果和分享开放设计的顶点聚会。此外，该资助还将支持连接合作校区与K–12、社区学院及研究型大学学生之间的培训。该项目将生成开放硬件、软件和设计成果，供其他用户使用。想了解更多关于该项目的信息，请阅读夏威夷大学的相关文章。
