

由可口可樂公司和Deka研究與發展公司聯合打造的Ekocenter是一個綜合了多項新技術的神奇“魔盒”,這個外觀就是個集裝箱的魔盒被稱為“盒子里的市中心”,集裝箱門一打開,它就是一個小雜貨鋪,里面售賣成排的罐頭食品、衛生紙、食用油和急救用品,頂上裝有太陽能電池板,其提供的電能可以讓附近的人享受無線網絡和看電視的樂趣,兩個水龍頭隨時可以為任何有需要的人提供免費的潔凈飲用水。
可口可樂公司將之正式命名為Ekocenter(生態節能優化中心)。
乍一看,這個坐落在南非首都約翰內斯堡貧民窟路邊的船運集裝箱,似乎并不像是那種可以改變成千上萬人生活的東西。
集裝箱顏色鮮紅,拉開兩扇推拉門,露出的是一個小小的雜貨店柜臺,后面整齊地碼放著一排排的罐頭食品、衛生紙、食用油和急救用品。屋頂上的太陽能電池板可以為屋內的無線上網設備以及電視機提供電力,周圍的人們可以偶爾來看場球賽,箱壁上伸出的兩個水龍頭則可為任何有需要的人提供免費的純凈飲用水。
這種集裝箱被稱為“一個盒子中的鬧市”,由可口可樂公司和“德卡研究與發展公司”(Deka Research and Development,簡稱德卡公司)聯合研發,是個多功能集成社區中心,可以被任意安置在世界各地的偏遠鄉村或不發達角落。可口可樂公司將之正式命名為Ekocenter(生態節能優化中心)。Ekocenter中最具革命性的技術成就是“彈弓”凈水器,由世界著名發明家迪安·卡門(Dean Kamen)研發。
帶來清潔水的“彈弓”
迪安·卡門擁有數百項專利,被稱為“當代的托馬斯·愛迪生”,他最著名的發明包括賽格威(Segway)個人運輸設備,此外他還研發了數十種醫療設備。卡門的發明創造已經改善了無數人的生活。而“彈弓”則是卡門20年磨一劍的成果,它所產生的影響可能大過卡門其他所有發明的總和。
通過一種被稱為“蒸汽壓縮蒸餾”的過程,一臺“彈弓”一年能夠凈化超過25萬升的水,這足夠300人一年的使用需求。而且,它能夠凈化任何類型的水,不論其有多臟,污水、海水,甚至是化學廢液,都能處理。
對于那些缺乏清潔水的社區,“彈弓”的好處顯而易見。但要其能夠發揮作用,必須先使“彈弓”進入到這些社區。這就需要可口可樂公司了。因為這家公司不只賣飲料,同時也可以說是世界上最大、最先進的配送系統。這一點非常重要,因為世界所面臨的水危機,規模是空前的。
據世界衛生組織統計,全球目前有接近10億人無法隨時獲得安全的飲用水,而這導致每年數十萬人死亡,還有更多的人因此患上可怕的疾病。大規模的水凈化工具當然是存在的,例如氯片劑、反滲透設備等,但它們都有這樣或那樣的缺點。要么是不夠便攜,要么是需要更換零件,而這些零件又不那么容易搞到。此外,最令人頭疼的是,它們只能去除水中某些特定種類的雜質,而對有些毒物毫無辦法。
卡門把全球水危機稱為一個“哥利亞”問題,似乎是在暗示他自己是“大衛”(《圣經》中描述,牧羊人大衛打死了巨人哥利亞。)。這也解釋了為什么卡門發明的水凈化裝置起名叫做“彈弓”,因為《圣經》里面是這么寫的:大衛,一定要記住,用彈弓擊敗哥利亞。
一個天生的“會講故事的人”
我(本文第一人稱指《大眾科學》記者Tom Foster,下同)來到迪安·卡門位于美國新罕布什爾州曼徹斯特市梅里馬克河畔的辦公室,見到了他本人。那是一棟老舊的磚木磨坊,一個真人大小的紙板達斯·維德(電影《星球大戰》里的黑武士)靠在墻上,墻上掛著卡門收藏品的照片—各式各樣的直升飛機。
一坐下來,我就問了卡門一個簡單的問題:“你是如何開始關心水危機的?”
“在我的生活中,沒有什么是簡單和容易的,”卡門說道,“我不會某天醒來就說‘哇,有一個全球性的用水問題,我想我會努力解決’。”
卡門的回答變成了其職業生涯亮點回顧——在他成為名人和富人之前的故事。不得不說,卡門是一個天生的“會講故事的人”,他雖然語速很快,但敘事流暢且吸引人。
現年63歲的卡門在紐約長島長大,1976年大學畢業后創建了自己的第一家公司AutoSyringe(自動注射泵)。他之所以創建這家公司,是因為他聽自己學醫的弟弟提過,某些患者必須頻繁地去醫院接受治療,而這導致他們無法過上有質量的生活。于是,卡門發明了世界上第一種可穿戴式輸液泵,它能夠自動給予患者固定劑量的藥物。這是個了不起的開端,美國醫療用品巨頭“百特國際”(Baxter International)收購了AutoSyringe公司,而那一年卡門剛剛30歲。
突然間成了百萬富翁,卡門搬到曼徹斯特市,開創了“德卡研究與發展公司”。除了少數例外,比如現在無處不在的賽格威,德卡公司的大部分產品都聚焦于旨在解決生活方式問題的醫療創新上。
開始更多地考慮救災
準確來說,“彈弓”項目開始于二十幾年前,當時的目的就是發明一臺機器,以徹底改變腎病患者的透析治療。當時,“百特國際”已經發明出一種透析裝置,叫做腹膜透析機,但它噪音大且笨重。“百特國際”就請卡門來對其進行改進。
卡門設計的透析機“家庭之選”(HomeChoice)足夠小巧,可以放置在病人的床頭柜上;也足夠安靜,它工作的時候也不干擾病人睡眠。但是這種機器需要大量的純凈水,每名患者每天都需要許多加侖的純凈水,而這不符合經濟效益。于是卡門為自己確立了目標:發明出一種醫用級凈水器,使患者可以用自來水作為透析液的基礎用水。
卡門知道現有的凈化系統主要是基于過濾,這并不能滿足透析用水的嚴格要求,所以他將目光轉向了蒸餾。水一定要加熱,而為了做到這一步,就得吸收能量。當水蒸氣冷凝成為液體,之前吸收的能量就會被釋放出來。卡門認為,如果能夠循環利用這些能量,那么整個過程就會更加高效。于是卡門的團隊設計了一個“逆流熱交換器”,使剛流進來的涼的液體經過極熱的蒸餾水,使之被蒸發和壓縮。溫差將使得流出的水被冷卻,同時使得流進的液體被迅速加熱沸騰。而這個過程所需要的全部能量就是使一些水沸騰的能量和一點點額外的能量來驅動壓縮機。
卡門身體前傾并咧嘴笑了起來,他講完了自己故事的第一章。“我們說‘等等,我們可以造出一種裝置,無論什么水流進去,無論這些水里有多少微生物、有機物、無機物、鉻……我們都能讓它流出純凈水來。我們可以把它安裝在普通住宅中,讓它提供達到了美國醫療注射標準的凈水,而它所耗費的電能也不比個吹風機大多少,它每天可以造出1000升純凈水來。’”想象一下,這該是多么有價值的一種裝置啊。
當他的凈水器計劃初具規模的時候,卡門發現自己開始更多地考慮救災的問題。當地震或海嘯來襲時,救援機構第一需要考慮的就是干凈的水,因為災區的供水系統、甚至水源可能都被污染了。卡門說:“我一直在嘗試把這種裝置做得足夠小巧,以便病人可以把它作為移動透析裝置隨身帶著走,它每天可以制造250加侖的凈水,這足夠災區100人飲用了。”而更重要的是,為什么不利用這種機器去幫助整個村莊甚至整個國家解決持續的用水需求?
“在這個世界上,有差不多10億人,每天早上起床后的首要目標就是去找水,”卡門說,“許多人長途跋涉尋找水源,就為了獲取喝了不會害死自己的水。而可悲的是,每年都還有數十萬人因為喝了不干凈的水而死亡,其中有許多是孩子。”有了卡門的凈水器,人們只需要一根管子,把不潔凈的水輸入這臺機器,它就會流出不含微生物的干凈飲用水。
可口可樂說,我們為什么不做更多
但問題有兩個:一是如何大規模量產這樣的凈水器,而且如何把它們交到那些真正有需要的人手中。卡門開始接觸全球的援助機構。德卡公司業務發展部的吉姆·斯科特(Jim Scott)說他們公司根本沒有考慮到規模的問題。而過去這些年合作過的醫療和制藥公司無法為卡門提供更好的幫助,因為他們大都面向發達國家,而不是卡門希望投放這些設備的100多個不發達國家。
但卡門的洞察力發揮了作用。“你和那些去過很多地方旅游的人交談,他們會說‘如果有種東西是你在世界任何地方都能夠買到的,那就是可樂’。所以我想,可樂是一種飲品,他們的售賣點往往有冰箱,就跟我的凈水機差不多大,他們在世界各地都有合作伙伴。于是我打算去嘗試說服他們。”
而可口可樂公司給卡門的回復是:很高興收到您的來信,但咱們首先從另一個項目開始如何?
那是2005年,可口可樂公司當時面臨的挑戰是要開發出一款更好的蘇打飲料制造和售賣機。于是卡門和可口可樂公司研究實驗室的前負責人尼朗·帕特爾(Nilang Patel)開始聯手搞研發。得益于曾經制造過能夠精確注射胰島素、化療藥物等的醫療設備,卡門很快幫助可口可樂公司研發出了Freestyle飲料售賣機。這款獨立式飲料機,依靠內部儲存的濃縮配料、蘇打水和甜味劑就能調制出100種不同的飲料來。
到了2009年,Freestyle飲料售賣機開始量產了。卡門提醒可口可樂公司當年答應他幫忙推廣“彈弓”的事情。不過在這幾年間可口可樂公司已經換了新的總裁兼CEO穆康泰(Muhtar Kent),而當年卡門和可口可樂公司達成的只是握手協議,所以卡門擔心自己不得不“卑躬屈膝和祈求”公司提供支持。但是,卡門說:“和穆康泰談了不過幾分鐘,我就認識到這不是個喜歡算計的家伙,他擁有全局視野和全球思維。”
“迪安(卡門),他(穆康泰)說,如果我們能夠提供水,為什么不能同時做些別的事情呢?”提供干凈的水只是基石,只是發展中市場金字塔戰略的底部。向世界上最貧窮的人提供新技術、服務和機會,一家公司能夠幫助他們脫離貧困,并把他們轉化為有效客戶。因此,Ekocenter概念誕生了,它將成為凈水器的伴侶。
他們將改善50萬人的生活
“我們相信可口可樂的業務是社區中健康向上的一部分,幸福社區在我們長期戰略中非常重要。”可口可樂公司Ekocenter計劃總經理德克·亨德里克森(Derk Hendriksen)說道,他同時強調可口可樂公司不會直接從該項目中獲利,每個Ekocenter都由當地企業家獨立運營。這些當地企業家通常是女性,將由可口可樂公司進行挑選和培訓。(該飲料巨頭對他們在這個過程中獲取的廣告效應、客戶培養、配送終端占據等好處避而不談。)
2011年,可口可樂和德卡公司把15臺“彈弓”送到加納的5所農村學校,進行了為期6個月的現場測試。到了2013年秋天,可口可樂公司及其合作伙伴宣布了項目目標,那就是到2015年年底前,向非洲、亞洲和拉丁美洲各地投放2000個裝置(包括獨立的“彈弓”凈水器或綜合性的Ekocenter)。“我們做出的這一承諾將為有需要的社區每年提供5億加侖的安全飲用水。”亨德里克森說,而這將改善50萬人的生活。
但卡門之所以是卡門,就是因為他的視野和可口可樂公司不同,他把當前的目標看做是一個更大目標的第一步。“發展中國家和地區50%的人口受到水源性病原體影響,”卡門說,“只要我們給人們干凈的水,我們就能清空世界上所有醫院中一半的病床。”
當然,“彈弓”無法為所有這些人提供解決方案,但是卡門認為沒有理由不去爭取做到這一點。卡門的努力之一就是盡量擴大“彈弓”的可投放范圍,他的解決方案是將之與他的高效節能斯特林發動機結合起來使用。該發動機是卡門的另一個投入了大量熱情的長期項目。和內燃機不同,斯特林發動機是通過在封閉系統中氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的,這一概念從19世紀初就被提出,但一直沒有太大的進展和實際用途。卡門一直在研發這種裝置,而他造出的斯特林發動機發電設備,只需要垃圾、樹葉或者任何可燃物就能發電,在孟加拉國的一個測試用發電機,甚至用牛糞就運作了半年。如果“彈弓”能夠和斯特林發電機結合使用,那么這種凈水器就可以投放到世界上任何地方,不再局限于必須要有電網或者必須要和安裝了太陽能電池板的Ekocenter結合使用。
這一點至關重要,因為許多缺乏干凈飲用水的地區也缺乏可靠的電力供應。卡門已經和“NRG能源”公司建立聯系探討項目發展。“NRG能源”就是為Ekocenters提供太陽能電池板的公司。“我們可以為超過10億人提供基本電力。”卡門說,這比單單提供“彈弓”能夠造福更多人。