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杭电团队开发“折纸交互机器人”儿童教学系统
作者:账户维护不出款    发布时间:2020-07-11 21:11    点击次数:次   

  杭电人文艺术与数字媒体学院的施妍副教授,带领一群不同学科专业的学生,开发出“折纸交互机器人”儿童教学系统。让希望自家孩子从小就能接受编程启蒙教育的家长“大开了眼界”。

  桌面上,一个折纸做成的“小狗”,踩着音乐的节点正在“憨态可掬”的前进。前面突然出现一只手,小狗“判断”前路遇障,于是缓缓的后退。快退到了桌沿,小狗似乎觉察到了危险,变退为进。有人在小狗的耳边叫唤了一声,“受到惊吓”的小狗停了下来,作“左右观察”状。小朋友看到的这样“聪明”小狗,是否有“要是我有这样一只小狗就好了”的想法呢?

  如果把这个折纸狗仅仅当作“玩具”,那显然是辜负了系统开发人员的苦心。“我们目前在开发各种不同的折纸动物,大自然有的、形状较大的动物都可以再现,折纸动物机器人其实就是折纸外形加上小马达、传感器,再编程操控整个系统。先开关让动物动起来,小动物的眼睛、耳朵等部位其实就是传感器,遇到声、光、力等信号,后台程序就会做出反应,转化为前进、后退、避障、避险、叫唤等仿生功能。我们现在是尽量增加具体动物的本能反应真实度,增加小动物亲近度。”施妍表示。

  近些年来,折纸机器人在国外很热门。美国哈佛大学科学家研究出一款可变形的折纸机器人,通电后可以从扁平状态变成四条腿站立的机器人,无需人类帮助即可行走和转弯,它被用于在危险区域执行搜救任务。显然,这类机器人所用的折纸,是特殊纸张。国内浙江大学国际设计研究院,以工作坊的形式让学生设计各种不同折纸机器人,作为专业人才培养方式。而杭电的施妍老师,则带领数字媒体、电子信息、工业设计的学生,边设计开发折纸机器人,边拆解研究其中涉及到的相关习得能力,期望在儿童综合能力培养上觅得一条新路。

  “大家看一下国际流行的STEAM教育模式,我们的折纸交互机器人教育模式,S(Science)就是编程,T(Technology)就是电路,E(Engineering)就是机械,A(Art)就是涂鸦、造型,M(Mathematics)就是折纸。因为我自己就是搞设计的,所以我们在Art上可以填补目前国内STEAM教育上Art实现普遍不足的短板。我们还打算从仿生学入手,在小动物的更加拟真动作上深耕,虽然背后的编程工作会更加复杂,但可以由此培养小朋友们的爱心和观察能力。而且折纸真的很有人文精神,它背后的环保精神、容错成本低理念、唤起长辈童年记忆的情结,真的很让我痴迷。”施妍说。

  “我们目前专注两个方面工作,一个是设计开发出更多种类动物折纸机器人,一个是把折纸机器人的设计、开发、操作过程模块化,转换为STEAM教育环节,让有意向的小朋友甚至家长参与进来。”团队核心成员、电子信息学院电子信息工程专业大二学生高子健说。

  有人指出,施老师团队的折纸机器人教育系统中的编程,与时下热门的少儿编程契合。施妍称,编程学习对儿童而言,首先要有兴趣,其次是循序渐进,“我们也考虑到有家长有通过折纸机器人培养孩子编程能力的意愿,但是我们不希望做成奥数一样的东西,我们宁愿把其中涉及到的编程做的简单适合儿童一些,这样儿童参与起来不会感到枯燥导致厌烦。” 据了解,这个“折纸交互机器人”儿童教学系统,现在主要用于研究、探索和公益。

  此次领衔开发“折纸交互机器人”儿童教学系统,对施妍来说,是一次基于兴趣的跨界尝试(因为涉及到儿童教育)。在设计界,施妍可谓“已经证明了自己”。“80后”的她,曾获得有设计界的“奥斯卡”之称的红点设计奖的至尊奖(Red dot best of the best)、iF设计奖的概念奖。


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