美国规模最大的创客作品展示活动——湾区制汇节日前在旧金山湾区举行,出自中学生之手的一个压缩空气动力外骨骼装置成为热门展品。每隔半小时的演示总是吸引大批游客观看,连谷歌公司首席执行官拉里·佩奇也来围观。这个炫酷的中学生创客成果不仅引起各路媒体关注,还被制汇节主办方选为为数不多的“蓝带”项目。
亮丽展示的背后,是对培养青少年创客的重视,以及动手创造活动带给青少年的积极影响。
灵感来自科幻电影 大约一年前,旧金山市一所中学的8名普通高中生为了一个共同的大胆梦想组成了创客小组。他们中除一人是10年级(相当于高一)学生外,其余都是11年级 (相当于高二)学生。他们为《钢铁侠》《机械战警》之类的科幻电影所着迷,萌生了自己动手把片中角色所穿戴的外骨骼系统变为现实的想法。
外骨骼系统是一套机械和电子装备,可用于增强人体能力,目前处于研发和试验阶段,还没有广泛应用。这群中学生把他们的项目命名为“阿贾克斯外骨骼服”。依照设计,这套气压驱动的外骨骼服穿在人身上,可以通过力传感器探测用户四肢活动,并把信号输入信息处理器。信息经过处理后被传输到位于每个关节的气动活塞,活塞推动外骨骼服的金属四肢,使之与用户的活动同步。
小组成员泰洛尼尔斯·布莱斯金说:“穿戴上这套系统,你可以轻松提起400磅(约190公斤),每个手臂200磅,自己毫不费力。”
这样一个“高大上”的系统从无到有,是8个孩子齐心协力、分工合作的成果。他们自己设计、焊接、切割、组装、调试、排查故障等等。此外,他们还运用了开源开发工具、传感器、3D打印、电脑辅助设计等技术。一连11个月,每个周末他们都聚在一起,每次都会忙碌上至少5个小时。
阿贾克斯外骨骼服项目需要资金1万美元 (约合6。2万元人民币)。几家软件公司的赞助解决了大半费用,孩子们还在众筹平台上发起筹款活动,解决了资金缺口。
成果离不开导师与车库 当孩子们把作品拿到制汇节演示时,引来一片赞叹,也有观众因为中学生推出大制作而大呼想不到。确实,他们从一开始就得到家长的技术指导,其中最主要的导师是创客小组成员约瑟夫·德罗斯的父亲托尼·德罗斯。
托尼是一个老牌创客。他曾经在大学教计算机科学,现在是知名科技公司的资深科学家。多年来,托尼工作之余醉心于亲手修理、制造、发明、设计,自己动手创新成为他的生活方式,两个儿子的加入和妻子的支持,让这个家庭成为“创客之家”。
近几年里,他们一起手工打造的颇有技术含量的飞行模拟器、喷火龙、土豆发射枪等新奇装置频频在制汇节亮相,托尼率领两个儿子现场解答观众好奇的提问。
美国的创客文化出于私家车库。惠普、苹果这些大名鼎鼎的科技公司,都源于奠基人在车库动手创新。车库建设也成了托尼的大事,他说,自己花了大约10年时间,投入大量资金,把车库装备成一个布满工具、设备、材料的工作间,有焊枪、台锯、带锯、研磨机、电子工作台等等。在通向车库的一扇门上,托尼挂了一块小牌子,上面写着“你正在进入实验室”。他说,接下来他准备添置3D打印机、激光切割机。
近一年来,在这个俨然像小型加工车间的车库里,托尼全程指导孩子们进行各个环节的制造操作。阿贾克斯外骨骼服这个创客项目就是在托尼家车库里完成的。
扶助青年创客群体 外骨骼服是孩子们的第一个重大创客项目,却不是托尼第一次辅导孩子们开展创客项目。托尼说,多个创新项目在制汇节展出的经历,让他和两个儿子都受益良多。他与制汇节创办人戴尔·多尔蒂商定,应该让更多的家庭和孩子来参与这种体验。
2010年,他们合作发起了青年创客项目,鼓励青少年组建创客俱乐部,由青年创客项目提供技术指导和咨询。创客俱乐部需要完成自己的制作项目,然后拿到制汇节与公众分享。
这些青少年创客俱乐部活动场所各异,有家庭车库,也有学校、社区中心和图书馆提供的创客空间。托尼介绍说,目前青年创客项目在册的青少年创客俱乐部在旧金山湾区有100多个,全国则超过200个。他希望青年创客项目和制汇节有助于长久保持孩子们的创制热情。
一年一度的制汇节是包括学生在内不同年龄创客们的盛大聚会,同时也特别注重体现对中小学生的教育功能,为孩子们大开眼界、体验科学与创新提供丰富机会。他们可以观看让人眼花缭乱、充满奇思妙想的创客作品演示,还可以亲身参与、亲手尝试大多数作品,感受创新的魅力。
多尔蒂说,展会上他最开心的时候就是看到孩子们的笑脸。激发更多人尤其是年轻人的创造热情,让他们参与动手制造,做创造者而不仅仅是消费者,这正是多尔蒂10年前在加州创办制汇节的初衷。
宝贵的学习过程 虽然在制汇节上名声大噪,阿贾克斯外骨骼服项目的实际效果还不太理想。约瑟夫说,人在行走时可以左右移动重心,保持身体平衡,但阿贾克斯外骨骼服还不具备这种平衡能力,现阶段只能固定在金属支架上演示效果。他们接下来最大的挑战是如何让外骨骼系统能跟随穿戴者的步伐“走”起来。
过去一年来亲手参与一点一滴的制造过程,孩子们收获的不仅仅是把梦想化为一个可穿戴助力装置。每个孩子都表示,这是一个受益匪浅的学习经历,他们学习了焊接、切割等许多金属工技能,学习如何就一个大型项目进行设计、规划,如何与团队成员交流与合作。
比如,约瑟夫说:“如何把每个人的想法尽可能好地付诸实施,如何共同努力尽可能把事情做好,这些方面我学到了很多。”伊恩·西蒙说:“我学到了怎么做如此复杂的项目。你得有计划,确保什么事会发生,何时发生。”
创客小组的多数孩子即将在明年升入大学,面临选择专业的问题。在动手制造外骨骼服的过程中,一些孩子发现自己的兴趣在于机械工程或电子工程,知道了自己今后努力的方向。萨米·克罗纳说,“我从这个项目中学到很多今后如何做一名优秀工程师的道理。比如如果做事没有轻重缓急,就会搞得一团糟”。爱德华·伯克说,“这个项目鼓励我们在将来的职业生涯中要努力工作”。
托尼希望孩子们在创客的道路上一直走下去。他说,创客项目不一定都能实现,但在创新过程中能学会很多东西,乐趣无穷,“孩子们从中学到的知识和本领,也正是他们在今后生活中解决不同社会问题所需要的。他们会有动力和热情在未来的创客项目中取得成功”。 据新华社