2023年8月1日，中國北京——STEM課程在美國頗受重視，在泰克和波士頓動力聯(lián)合助力下，利用六周的時間，泰克工程師專家為一群小學(xué)二年級的女童子軍團教授有關(guān)機器人方面的知識，激發(fā)孩子們尤其是女孩們對STEM的興趣，這對泰克工程師情懷的大佬們乃至廣大工程界都至關(guān)重要。這支由26名二年級女孩組成的軍團，最后獲得了三枚徽章：編程機器人、設(shè)計機器人和展示機器人。

洗衣機是機器人嗎？

這是個日常生活中令人困擾的哲學(xué)問題。我們將有關(guān)機器人的知識提煉成最淺顯易懂的術(shù)語，并以此為基礎(chǔ)，教授孩子們真正的工程學(xué)理念，讓她們通過親身實踐來獲得成長。

我們了解了現(xiàn)實生活中的機器人，學(xué)習(xí)了機器人的構(gòu)成，掌握了機器人可以呈現(xiàn)的形態(tài)，以及其存在的原因。畢竟，機器人只包含三個關(guān)鍵組成部分：傳感器、執(zhí)行器和計算機。為了闡明這些概念，我們研究出一臺機器人吸塵器，并對其傳感器、執(zhí)行器和計算機代碼進(jìn)行了逆向工程，以讓其正常工作。

示波器到底是什么？

從泰克公司借來一臺2系列混合信號示波器（2系列MSO），泰克工程師大佬Rick Khulman和孩子們一起親身體驗了示波器，這臺示波器非常適合演示傳感器是如何產(chǎn)生計算機可以理解的特殊信號的。在麥克風(fēng)、磁鐵傳感器和運動傳感器全部連接到2系列MSO后，讓每個女孩對著麥克風(fēng)唱出一個音調(diào)，試圖呈現(xiàn)“完美聲波”。

對于這樣一群活潑好動的女孩來說，讓她們在運動傳感器前保持完全靜止十分困難，但通過屏住呼吸，最終讓傳感器的數(shù)值“變小”了。她們通過使用電池驅(qū)使電動馬達(dá)（即執(zhí)行器）旋轉(zhuǎn)，過程中也用福祿克萬用表測量了家用電池的直流電壓。

讓我們開始編碼

我們先學(xué)習(xí)了一個軟件詞匯——偽代碼，這是軟件工程師用來粗略設(shè)計機器人“思維邏輯”的真實過程。我們分成幾個小組來編寫偽代碼程序，讓“機器人Rick”做一個花生醬三明治。機器人Rick滑稽地完全按照編寫的“代碼”行動，先用刀子戳罐子，并把整個罐子放在面包上，它把花生醬弄得自己滿臉都是，然后試圖用整條吐司做一個三明治！孩子們生動體驗到，如果你想編寫代碼，請務(wù)必確保代碼的準(zhǔn)確性。計算機只會做你指示它去做的事情，不多也不少。

是時候建造一些機器人了

泰克公司慷慨贊助了機器人建造日，為每個女孩購買了屬于她們自己的STEM機器人建造套件和電池。我們建造出兩輪平衡機器人和機器人飛機。當(dāng)然，我們還要讓機器人進(jìn)行比賽！

在設(shè)計和展示方面，女孩們必須創(chuàng)建自己的機器人設(shè)計文件并向大家進(jìn)行展示。每個人都要完成的任務(wù)包括：命名機器人、確定其任務(wù)、創(chuàng)建工程圖、標(biāo)明其傳感器和執(zhí)行器、寫幾行偽代碼、說明工作原理。最終，她們得到了幾個“管家機器人”和“家庭作業(yè)機器人”。看來打掃房間和做作業(yè)在可外包自動化任務(wù)清單中的呼聲最高。

跳舞的機械狗也能當(dāng)老師

在課程的最后一天，我們見識到了真正的工業(yè)機器人。波士頓動力公司的Roger Hebert帶來了他們公司著名的機器狗Spot，一起討論了這個機器狗的傳感器和執(zhí)行器，以及其智能應(yīng)用。女孩們對狗如何上下樓梯、穿過崎嶇地面和執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)沒有太大興趣，不過她們反復(fù)要求觀看機器狗的舞蹈模式。感謝波士頓動力公司和Roger為女孩們帶來的獨特體驗。

再次感謝泰克公司、波士頓動力公司和所有幫助激發(fā)女孩對機器人、工程學(xué)和STEM興趣的人。在這次趣味十足的學(xué)習(xí)之后，許多女孩說她們長大后想成為一名工程師，真心希望她們能實現(xiàn)這個愿望。

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