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美國規模最大的創客作品展示活動——灣區制匯節日前在舊金山灣區舉行,出自中學生之手的一個壓縮空氣動力外骨骼裝置成為熱門展品。每隔半小時的演示總是吸引大批游客觀看,連谷歌公司首席執行官拉里·佩奇也來圍觀。這個炫酷的中學生創客成果不僅引起各路媒體關注,還被制匯節主辦方選為為數不多的“藍帶”項目。
亮麗展示的背后,是對培養青少年創客的重視,以及動手創造活動帶給青少年的積極影響。
靈感來自科幻電影 大約一年前,舊金山市一所中學的8名普通高中生為了一個共同的大膽夢想組成了創客小組。他們中除一人是10年級(相當于高一)學生外,其余都是11年級 (相當于高二)學生。他們為《鋼鐵俠》《機械戰警》之類的科幻電影所著迷,萌生了自己動手把片中角色所穿戴的外骨骼系統變為現實的想法。
外骨骼系統是一套機械和電子裝備,可用于增強人體能力,目前處于研發和試驗階段,還沒有廣泛應用。這群中學生把他們的項目命名為“阿賈克斯外骨骼服”。依照設計,這套氣壓驅動的外骨骼服穿在人身上,可以通過力傳感器探測用戶四肢活動,并把信號輸入信息處理器。信息經過處理后被傳輸到位于每個關節的氣動活塞,活塞推動外骨骼服的金屬四肢,使之與用戶的活動同步。
小組成員泰洛尼爾斯·布萊斯金說:“穿戴上這套系統,你可以輕松提起400磅(約190公斤),每個手臂200磅,自己毫不費力。”
這樣一個“高大上”的系統從無到有,是8個孩子齊心協力、分工合作的成果。他們自己設計、焊接、切割、組裝、調試、排查故障等等。此外,他們還運用了開源開發工具、傳感器、3D打印、電腦輔助設計等技術。一連11個月,每個周末他們都聚在一起,每次都會忙碌上至少5個小時。
阿賈克斯外骨骼服項目需要資金1萬美元 (約合6。2萬元人民幣)。幾家軟件公司的贊助解決了大半費用,孩子們還在眾籌平臺上發起籌款活動,解決了資金缺口。
成果離不開導師與車庫 當孩子們把作品拿到制匯節演示時,引來一片贊嘆,也有觀眾因為中學生推出大制作而大呼想不到。確實,他們從一開始就得到家長的技術指導,其中最主要的導師是創客小組成員約瑟夫·德羅斯的父親托尼·德羅斯。
托尼是一個老牌創客。他曾經在大學教計算機科學,現在是知名科技公司的資深科學家。多年來,托尼工作之余醉心于親手修理、制造、發明、設計,自己動手創新成為他的生活方式,兩個兒子的加入和妻子的支持,讓這個家庭成為“創客之家”。
近幾年里,他們一起手工打造的頗有技術含量的飛行模擬器、噴火龍、土豆發射槍等新奇裝置頻頻在制匯節亮相,托尼率領兩個兒子現場解答觀眾好奇的提問。
美國的創客文化出于私家車庫。惠普、蘋果這些大名鼎鼎的科技公司,都源于奠基人在車庫動手創新。車庫建設也成了托尼的大事,他說,自己花了大約10年時間,投入大量資金,把車庫裝備成一個布滿工具、設備、材料的工作間,有焊槍、臺鋸、帶鋸、研磨機、電子工作臺等等。在通向車庫的一扇門上,托尼掛了一塊小牌子,上面寫著“你正在進入實驗室”。他說,接下來他準備添置3D打印機、激光切割機。
近一年來,在這個儼然像小型加工車間的車庫里,托尼全程指導孩子們進行各個環節的制造操作。阿賈克斯外骨骼服這個創客項目就是在托尼家車庫里完成的。
扶助青年創客群體 外骨骼服是孩子們的第一個重大創客項目,卻不是托尼第一次輔導孩子們開展創客項目。托尼說,多個創新項目在制匯節展出的經歷,讓他和兩個兒子都受益良多。他與制匯節創辦人戴爾·多爾蒂商定,應該讓更多的家庭和孩子來參與這種體驗。
2010年,他們合作發起了青年創客項目,鼓勵青少年組建創客俱樂部,由青年創客項目提供技術指導和咨詢。創客俱樂部需要完成自己的制作項目,然后拿到制匯節與公眾分享。
這些青少年創客俱樂部活動場所各異,有家庭車庫,也有學校、社區中心和圖書館提供的創客空間。托尼介紹說,目前青年創客項目在冊的青少年創客俱樂部在舊金山灣區有100多個,全國則超過200個。他希望青年創客項目和制匯節有助于長久保持孩子們的創制熱情。
一年一度的制匯節是包括學生在內不同年齡創客們的盛大聚會,同時也特別注重體現對中小學生的教育功能,為孩子們大開眼界、體驗科學與創新提供豐富機會。他們可以觀看讓人眼花繚亂、充滿奇思妙想的創客作品演示,還可以親身參與、親手嘗試大多數作品,感受創新的魅力。
多爾蒂說,展會上他最開心的時候就是看到孩子們的笑臉。激發更多人尤其是年輕人的創造熱情,讓他們參與動手制造,做創造者而不僅僅是消費者,這正是多爾蒂10年前在加州創辦制匯節的初衷。
寶貴的學習過程 雖然在制匯節上名聲大噪,阿賈克斯外骨骼服項目的實際效果還不太理想。約瑟夫說,人在行走時可以左右移動重心,保持身體平衡,但阿賈克斯外骨骼服還不具備這種平衡能力,現階段只能固定在金屬支架上演示效果。他們接下來最大的挑戰是如何讓外骨骼系統能跟隨穿戴者的步伐“走”起來。
過去一年來親手參與一點一滴的制造過程,孩子們收獲的不僅僅是把夢想化為一個可穿戴助力裝置。每個孩子都表示,這是一個受益匪淺的學習經歷,他們學習了焊接、切割等許多金屬工技能,學習如何就一個大型項目進行設計、規劃,如何與團隊成員交流與合作。
比如,約瑟夫說:“如何把每個人的想法盡可能好地付諸實施,如何共同努力盡可能把事情做好,這些方面我學到了很多。”伊恩·西蒙說:“我學到了怎么做如此復雜的項目。你得有計劃,確保什么事會發生,何時發生。”
創客小組的多數孩子即將在明年升入大學,面臨選擇專業的問題。在動手制造外骨骼服的過程中,一些孩子發現自己的興趣在于機械工程或電子工程,知道了自己今后努力的方向。薩米·克羅納說,“我從這個項目中學到很多今后如何做一名優秀工程師的道理。比如如果做事沒有輕重緩急,就會搞得一團糟”。愛德華·伯克說,“這個項目鼓勵我們在將來的職業生涯中要努力工作”。
托尼希望孩子們在創客的道路上一直走下去。他說,創客項目不一定都能實現,但在創新過程中能學會很多東西,樂趣無窮,“孩子們從中學到的知識和本領,也正是他們在今后生活中解決不同社會問題所需要的。他們會有動力和熱情在未來的創客項目中取得成功”。 據新華社