激發(fā)未來小小女工程師對STEM課程的興趣，對工程界至關重要

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二年級的女童子軍團教授有關機器人方面的知識，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？

這是個日常生活中令人困擾的哲學問題。我們將有關機器人的知識提煉成最淺顯易懂的術語，并以此為基礎，教授孩子們真正的工程學理念，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，學習了機器人的構成，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、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（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

我們先學習了一個軟件詞匯——偽代碼，這是軟件工程師用來粗略設計機器人“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，請務必確保代碼的準確性。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。當然，我們還要讓機器人進行比賽！

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行展示。每個人都要完成的任務包括： 命名機器人、確定其任務、創(chuàng)建工程圖、標明其傳感器和執(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”?？磥泶驋叻块g和做作業(yè)在可外包自動化任務清單中的呼聲最高。

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，以及其智能應用。女孩們對狗如何上下樓梯、穿過崎嶇地面和執(zhí)行復雜任務沒有太大興趣，不過她們反復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、工程學和 STEM 興趣的人。在這次趣味十足的學習之后，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。