激發(fā)未來(lái)小小女工程師對STEM課程的興趣，對工程界至關(guān)重要

中國北京，2023年8月1日——STEM課程在美國頗受重視，在泰克和波士頓動(dòng)力聯(lián)合助力下，利用六周的時(shí)間，泰克工程師專(zhuān)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、設計機器人和展示機器人。

洗衣機是機器人嗎？

這是個(gè)日常生活中令人困擾的哲學(xué)問(wèn)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(yǔ)，并以此為基礎，教授孩子們真正的工程學(xué)理念，讓她們通過(guò)親身實(shí)踐來(lái)獲得成長(cháng)。

我們了解了現實(shí)生活中的機器人，學(xué)習了機器人的構成，掌握了機器人可以呈現的形態(tài)，以及其存在的原因。畢竟，機器人只包含三個(gè)關(guān)鍵組成部分：傳感器、執行器和計算機。 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(lái)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(dòng)傳感器全部連接到 2 系列 MSO 后，讓每個(gè)女孩對著(zhù)麥克風(fēng)唱出一個(gè)音調，試圖呈現“完美聲波”。

對于這樣一群活潑好動(dòng)的女孩來(lái)說(shuō)，讓她們在運動(dòng)傳感器前保持完全靜止十分困難，但通過(guò)屏住呼吸，最終讓傳感器的數值“變小”了。她們通過(guò)使用電池驅使電動(dòng)馬達（即執行器）旋轉，過(guò)程中也用福祿克萬(wàn)用表測量了家用電池的直流電壓。

讓我們開(kāi)始編碼

我們先學(xué)習了一個(gè)軟件詞匯——偽代碼，這是軟件工程師用來(lái)粗略設計機器人“思維邏輯”的真實(shí)過(guò)程。我們分成幾個(gè)小組來(lái)編寫(xiě)偽代碼程序，讓“機器人 Rick”做一個(gè)花生醬三明治。機器人 Rick 滑稽地完全按照編寫(xiě)的“代碼”行動(dòng)，先用刀子戳罐子，并把整個(gè)罐子放在面包上，它把花生醬弄得自己滿(mǎn)臉都是，然后試圖用整條吐司做一個(gè)三明治！孩子們生動(dòng)體驗到，如果你想編寫(xiě)代碼，請務(wù)必確保代碼的準確性。計算機只會(huì )做你指示它去做的事情，不多也不少。

是時(shí)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(gè)女孩購買(mǎi)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。當然，我們還要讓機器人進(jìn)行比賽！

在設計和展示方面，女孩們必須創(chuàng )建自己的機器人設計文件并向大家進(jìn)行展示。每個(gè)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、標明其傳感器和執行器、寫(xiě)幾行偽代碼、說(shuō)明工作原理。 最終，她們得到了幾個(gè)“管家機器人”和“家庭作業(yè)機器人”?？磥?lái)打掃房間和做作業(yè)在可外包自動(dòng)化任務(wù)清單中的呼聲最高。

跳舞的機械狗也能當老師

在課程的最后一天，我們見(jiàn)識到了真正的工業(yè)機器人。波士頓動(dòng)力公司的Roger Hebert帶來(lái)了他們公司著(zhù)名的機器狗 Spot，一起討論了這個(gè)機器狗的傳感器和執行器，以及其智能應用。女孩們對狗如何上下樓梯、穿過(guò)崎嶇地面和執行復雜任務(wù)沒(méi)有太大興趣，不過(guò)她們反復要求觀(guān)看機器狗的舞蹈模式。感謝波士頓動(dòng)力公司和 Roger 為女孩們帶來(lái)的獨特體驗。

再次感謝泰克公司、波士頓動(dòng)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)習之后，許多女孩說(shuō)她們長(cháng)大后想成為一名工程師，真心希望她們能實(shí)現這個(gè)愿望。