對抗土石流的終極防線──土壤驅動監測系統

台灣因為頻繁的地質活動，形成陡峻的地勢，造就全島川流湍急，密佈坑溝，也導致岩層土壤容易崩蝕；加上氣候變遷、梅雨與颱風季節暴雨集中等天候條件，讓土石流頻繁發生，如 2009 年莫拉克颱風在小林村造成的重大災害。為此，相關單位必須在土石流易發地區設立戶外環境監測系統，但如何取得穩定的電力供給系統運作，則形成最艱難的挑戰。

工研院研發的「土壤驅動監測系統」，能突破能源供給與系統耗能限制，讓土壤為系統發電。其原理是採用土壤離子氧化還原產生的微量電源，搭配高效率直流升壓與超低功耗能源轉態檢測晶片，供電給無線監測系統使用。

為了節省電量，這套系統創新突破，利用「土壤含水量自主驅動技術」，由於低含水量時土壤能源極低，系統會完全關閉；待含水量接近警戒值，土壤能源會有劇增現象，此時能源將足夠開啟系統進行資料處理與警示傳送。

換句話說，當環境因為強烈降雨造成土壤水分大量增加時，系統會主動開啟，開始偵測危險警示；當環境無異常時候，系統又會自動進入休眠關閉狀態。「土壤驅動監測系統」全年無休地待命偵測，如同台灣對抗土石流的終極防線。

此外，土壤驅動監測系統更可以利用在智慧農業等方面。工研院資訊與通訊研究所工程師蔡昆儒說明，「智慧農業同樣需要多節點感測收集環境資訊。有了這套技術，將來不用接電源線就能實現多點建置，同時可以降低裝設與維護成本。像是大型菇類培植場或大範圍溫室，其環境密閉悶熱且溼度高，若設有多感知節點，電源佈建將相當複雜。而此時就是土壤發電的最佳使用場域。」

（首圖來源：ITRI Taiwan YouTube）