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永續時尚當道!設計師研發「微生物染料」取代化學物質,改善環境污染問題

編譯:魏守芸

「在中國有個玩笑,你能夠從當地河流的顏色得知這一季服飾的流行色。」時尚設計師 Orsola de Castrocan,在 2017 年紀錄片《RiverBlue》 表示。

在中國、孟加拉、印尼以及其他國家的成衣工廠,排水管不只餵飽了美式快時尚文化,還有當地居民──傾倒紅藍綠色廢水進當地的溪流河川,而人們接著在下游飲用河水、抓魚來吃。

一些服飾品牌正與工廠致力於限制每日流進排水管的染料量,並控制 3500 種化學染劑中的部份原料不要進入下水道中。不過,一些設計師則質疑,我們根本不需要這些化學染劑,他們正進行一項實驗,以微生物製成的染料作為化學染劑替代。

「對我來說這非常有趣,去解構生物學如何幫助我們重新思考材料的產製以及運用。」生物設計研究工作室「Faber Futures」創辦人 Natsai Audrey Chieza 表示。 Faber Futures 前身為英國倫敦大學學院旗下學術研究單位,8 年後甫於 2018 年初創立。

在 Chieza 的實驗室中, 她使用天藍色鏈黴菌(Streptomyces coelicolor),一種能在一周的生命中產生色素的細菌。「到了第三天,我們就能夠在細菌培養皿上得到很多色素。」 Chieza 表示,「身為一個設計師,當我看見這個培養皿時,我就想到,如果這個培養皿變成紡織原料呢?」

這種微生物能依照介質的酸鹼度,天然地改變顏色,所以透過調整微生物的生長環境,就能創造出各式顏色,如海軍藍或是螢光粉,更能有系統地建立完整的色彩盤。

整個過程比起傳統的工業染色能非常有效地降低用水量。與天然染劑相比,培養此種微生物不需要耗費農業用地及農藥來種植染劑植物,也不需要重金屬物質來將顏色染至布料上。

這種細菌色素是可生物分解的,但設計師仍盡力避免大量傾倒至水裡。荷蘭實驗室「Living Colour」的創辦人 Laura Luchtman 以及 Ilfa Siebenhaar 表示,「我們期待創造一種可循環的製程,不讓整個染色製程的終點是流向下水道。」

此實驗室專注在菌類植株培植,天然地製造色素,他們沒有計畫使用基因工程,設計師更專注在如何使用有機體來創造出新穎的顏色。「剩下的色素能夠被用在相較起紡織品,較不需要飽和顏色的材料。」

這項技術仍然在初始階段,Living Colour 將與小品牌以及獨立設計師合作,但要大規模拓展仍需要更多努力。 Luchtman 和 Siebenhaar 表示。「這項研究需要有耐心的投資者,不只是想得到短期快速的投資報酬。我們正與生物學家合作,來測試是否這項技術能被規模化。我們仍需要執行一個徹底的生命週期分析,以確保菌類染色製程不會導致任何問題。」

服飾產業的架構,尤其是快時尚,讓改變工業製程更加困難。 Chieza 表示,「總體來說,時尚被生產週期所限制,設計師不傾向以長期的角度來設計新產品。」。

多數品牌著重於找出最便宜的方法製造衣服,而不是發展新技術。Chieza 認為,時尚企業應投身改變,不只將自己視為純粹的『服飾製造商』、更應著重於創造出對人體、也對環境更好的服飾。

目前,Faber Futures 正積極與一些具前瞻性的品牌合作,實驗微生物該如何被整合進供應鏈中。而服飾產業也承認,他們用在染料的化工原料、溶劑,大量用水等的確有問題。(同場加映:屬於時尚業的「氣候憲章」:Burberry 、H&M 等全球 40 家品牌,承諾 2050 年零碳排

為了改善時尚產業造成的大量浪費及污染問題,早期還有一些公司嘗試過其他可能,如荷蘭公司「DyeCoo」 曾嘗試以二氧化碳取代水來染布,並試圖建立製衣的循環過程,致力不造成任何浪費。而今, Chieza 說,不少公司則都開始以微生物作為解決方案。結合生物工程技術,微生物、細菌、藻類或是真菌,也能變為布料。如新創公司「Modern Meadow 」,以實驗室裡的膠原蛋白做成皮革製品;「Bolt Threads」,用菌類的菌絲體製造皮革以及在發酵罐裡製造出合成的蜘蛛絲材質。這些研發都能與色素細菌結合,共同翻轉時尚產業未來。(同場加映:平價時尚當道:這款「菇類皮革」不傷害環境,還替消費者省荷包

「人們開始了解整個服飾產製的過程,還有該從何開始來解決問題。」 Chieza 說道。「以更宏觀的思考來看整件事情變得十分有趣,如今人們擁有更多的機會及無限可能、去重新思考工業製造的過程,邁向更永續的發展。」

核稿編輯:李沂霖

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IBM 預測未來 5 年 5 大創新科技——AI 把關食品安全、區塊鏈減少食物浪費

2019.02.26
合作轉載

每年 IBM 研究院都會針對全球的趨勢、市場走向,提出未來 5 年 5 大創新科技預測報告「5 in 5」,2019 年的重點,聚焦在食品安全,以及減少汙染及浪費上。

數位時代/高敬原 

全球人口將在 5 年內突破 80 億大關,IBM 混合雲資深副總裁 Arvind Krishna 認為:「受到氣候變遷、有限水資源的影響,我們的食物供給,只會面臨越來越多的考驗,」他說:「要能夠面對這樣未來,我們會需要新的科技、科學、設備上的突破。」

正因為如此,每年 IBM 研究院都會針對全球的趨勢、市場走向,提出未來 5 年 5 大創新科技預測報告「5 in 5」,今年(2019)的重點,聚焦在食品安全,以及減少汙染及浪費上。

數位分身模擬,讓農民用更少資源養活更多人口

IBM 指出,本世紀結束時,世界人口將增加 45%,同時種植食物的土地也會減少 20%,農夫必須用更少的資源,養活更多的人口。

因此,可以透過數位化紀錄作物的品質、土壤狀況、市場上的售價,以及物流的狀況,也就是我們常說的數位分身(Digital Twins),意思是把物理世界跟數位世界連接在一起,透過感測器做出真實物件的模型,再搭配 AI、機器學習、軟體分析,做出只存在於虛擬空間中數位生產模型,這些模型就像是一個虛擬的雙胞胎,可以用來幫助設備預防性維護、設計生產流程等等。

透過數位分身,能幫助農夫利用所蒐集到的數據,更有效率地預測農作物產量,在有限的資源下,擴大生產的規模,同時這些系統模擬真實情況,也能變成提供銀行借貸所需的資料,讓農民更有能力拓展自己的事業。

區塊鏈結合 AI,減少蔬果浪費

根據統計,農民種植的蔬果,有高達 45% 是被浪費掉的。IBM 認為,從農民到食品供應商,供應鏈中的每個參與者,都必須清楚知道需要種植、訂購以及出貨的數量。

IBM 認為,當區塊鏈、物聯網(IoT)、AI 演算法整合在一起,便能解決這類問題。簡單來說,IoT 裝置可以追蹤蔬果從採收到販賣的過程,AI 演算法透過數據分析,幫零售商找出消費者的飲食消費習慣,以便在對的時間下訂對的蔬果,避免進貨過多浪費,消費者買到的蔬果也是相對新鮮。

上下游資訊的串接,靠的是區塊鏈技術,透過分散式帳本,記錄整個蔬果供應鏈的狀態,資訊安全、透明後,能減少生產端、銷售端的資訊落差,以降低蔬果浪費。

食品安全監督將更有效率

食品安全也是一大重點,以美國來說,受汙染的食品每年會產生 90 億美元的醫療費用,以及 750 億美元的食品銷毀損失,更導致 3 千多人因此死亡。

IBM 認為,未來 5 年全球的食品安全檢測人員,將能透過微生物來保護我們所吃的食物。事實上,有些微生物對人體是有益的,有些則是有害的,研究人員會從 DNA 以及 RNA(核糖核酸)中,找到微生物組,透過核酸定序技術次世代定序(Next Generation Sequencing),以大數據分析的方式,分析微生物的基因組成,可以提早發現病原菌生長,讓食品安全變得具有預測性。

人人都能自己把關食物安全

當然,如果可以靠手機驗出食物中的汙染物質,對所有人來說將更便利,IBM 正在研發一款可攜帶的 AI 感測器,可以偵測出比人類頭髮還要小 75 倍的細菌。

除了手機,未來這款感測器也可能裝在流理台、沾板,甚至是叉子上,可以在食物吃進嘴巴前,分析食品中是否有汙染物質;在工業應用端,也能將這類微型感測器裝在工廠的輸送帶中。一旦這技術成真,細菌感測器技術可提升病原體檢測的速度,從幾天縮短到幾秒鐘的時間,讓人們自己就能檢測食物是否含有大腸桿菌或沙門氏桿菌。

塑膠變成可再利用

無法回收的塑膠容器,成為地球生態的一大負擔。IBM 認為,5 年內可以大幅改變垃圾處理的方式,提出一種叫做 Volcat 的技術。

Volcat 可以將聚酯纖維,轉變成可再生資源,目標是把這些聚酯廢料,轉化成新的可再生材料,也就是說從牛奶盒、餅乾容器、塑膠袋都變得可以回收,企業也能用這些再生資源,重新製造新的產品,來減少塑膠用品的數量。

全文轉載自數位時代,原文標題:區塊鏈能減少食物浪費,IBM 揭五大改變世界的創新科技

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