https://frosthead.com

Како Лего конструише инжењере нове генерације

Не постоје оловке са гранатама, не пиштољи на ручним зглобовима, нити Астон Мартинс прекривени димним екранима, непробојним стаклима, окретним регистарским таблицама или седиштима за избацивање. Ипак, изузеци одобрени од стране геека у Леговом истраживачком и развојном погону у Биллунду у Данској, подједнако су пожељни као и све што је припремила К Бранцх.

Из ове приче

[×] ЗАТВОРИ

Компанија играчака испоручила је свету више од 600 милијарди сићушних пластичних опека - око 80 за сваког становника Земље. (Користи се уз дозволу, © 2012 ТХЕ ЛЕГО ГРОУП) Ова колекција из 1953. године прва је крстила данске играчке Лего Мурстен — Лего цигле. (Користи се уз дозволу, © 2012 ТХЕ ЛЕГО ГРОУП) На такмичењу из роботике у јануару, више од 100 тимова из шест држава и две земље виђало се за доминацију Лега. (Ели Меир Каплан) Унутар Легове истраживачке и развојне лабораторије у Биллунду, Данска, 150 дизајнера осмишљава следећу Лего контрацепцију звиждука. (Користи се уз дозволу, © 2012 ТХЕ ЛЕГО ГРОУП) Лего-ов нови Миндстормс ЕВ3 комплет омогућава корисницима да направе 17 различитих робота и директно их програмирају помоћу „интелигентне цигле“. (Иан Аллен)

Фото галерија

К Бранцх, наравно, део је Тајне службе Њеног Величанства (МИ6) која снабдева Јамеса Бонда фантастичним уређајима. Седиште МИ6 је тврђава слична зиггурату позната у обавештајној заједници као Леголанд. Име је добила по компанији играчака која је земљи испоручила више од 600 милијарди сићушних пластичних опека - око 80 за сваког становника. ЛЕГ-ов компанијски штаб је скроман кампус уредан и уређен као квадратна једначина. Огромне цигле у боји - корпоративно климање уметности - леже разбацане у уредним гомилама, а једноставне правоугаоне грађевине носе имена попут Идеа Хоусе и Хеад Оффице.

Легоов властити МИ6, његова најтајније тајна лабораторија за истраживање и развој, налази се на другом спрату конструкције од црвене опеке назване Тецх Буилдинг. Унутра су зупчаници у траперицама и пуловерима од флиса окружени довољно електронским ганглијима да покрену Франкенстеиново чудовиште. Усред шпагета жица и сјаја црвених, зелених, плавих, жутих и љубичастих блокова невероватно је низ прототипа робота, сви способни да изнервирају понашање. Неки од ових чуда крећу се на Лего точковима; други клизају на Лего ногама. Постоји робот сличан шкорпиону, који се нагло окреће, хвата канџе и тражи „бубу” инфрацрвеног сигнала. Постоји андроид с Мохавкедом који баца мале црвене куглице док шушка. А ту је и змијана роботска змија која се, заједно са таласом паметног телефона, тресе, звецкање и котрља. Размазите своју ћелију пред змијином главом и она те лупа да вас угризе.

Сва три гизмоса су ликови у Миндстормс ЕВ3, најновијем ажурирању комплета који ради сам, који дозвољава Едисонсу да састави роботе, програмира их на ПЦ-у и Мац-у и контролише их путем Блуетоотх-а, апликација за преузимање и гласовних команди. Као и било који други Лего, Миндстормс ЕВ3 је гомила делова (скоро 600 одвојених елемената) који се могу повезати на више начина. Играчка, која кошта 350 долара и наћи ће се у трговинама ове јесени, долази са 3-Д интерактивним упутствима за изградњу 17 различитих робота који шетају, разговарају и шетају. А с обзиром на то да је Лего, предузетна деца се охрабрују да хакују и претварају компоненте у оно што могу да сањају.

***

Некад су наставницима недостајали алати за узбуђење и укључивање ученика у инжењерство. А технолошки кнов-хов потребан за састављање робота за оцјењивање је ограничио публику на средњошколце и студенте. Све се то променило 1998. године када је Лего лансирао свој први талас програмабилних робота. До другог таласа, 2006. године, програмски језик је постао визуалан и деца су могла да натерају ботове да раде готово све једноставно спајањем директива на рачунару. „Данас други гредер може да направи сопствени трицератопс за избегавање зида за 20 минута“, каже Цхрис Рогерс, професор машинског инжењерства на Универзитету Туфтс.

Са циглама, акцијама и нијансама, живахним попут тропских залазака, Лего је створио начин да новајлије науче основе конструкцијског инжењерства: учвршћивање, затезање и компресију, ограничења оптерећења, изградњу на скали. Комбинујући Лего цигле са сензорима, серво моторима и микропроцесорима, ти новаци сада могу истражити све, од основних ременица и појасева до рачунарског програмирања. „Миндстормс ЕВ3 поново заглађује са машинама, “ каже Ралпх Хемпел, аутор Лего Спибиотицс Сецрет Агент Траининг Приручника .

Миндстормс охрабрује младе слањаре да се упусте у роботику. "То не ограничава ваше маштарије", каже Ниелс Пугхолм, дански студент колеџа који се играо са Легосом још од времена кад је знао да их не би требао прогутати. „Већина играчака пре-прича причу; Миндстормс је истраживачки и нема постављена правила. Ако конструишем ровер марке Марс, могу га поново изградити у роботску руку и затим роботски хуманоид. Лего роботика је лукави образовни начин да учи о дизајну, планирању, изградњи и, што је најважније, реконструкцији. "У Данској, каже он, обавезно је да дете направи Бабелов торањ из Легоса, који„ неизбежно буде срушен. "

ЕВ3 је трећа генерација срушених олуја, и друга која је настала у гужви. „Моћ многих“, каже Марц-Андре Базергуи, један од десетак градјанских градитеља Лего-а - који себе називају 12 Мајмуна - прељубљени да дизајнирају најновије издање. Током година, многи су направили Лего ботове који решавају Рубикове коцке, сортирају М&М по боји и претварају конвенционалне тоалете у робо-чистаче.

Део такозваног "покрета стваралаца", фанатична интернетска заједница Миндстормс дели идеје тако што шаље планове за нове креације на Лего форуме и поставља видео снимке на ИоуТубе. Широм света, школарци припадају лигама и одржавају турнире на којима ће тимови имати задатак да дизајнирају, направе и програмирају Лего робота да испуни одређени задатак везан за тему попут контроле климе или сигурности у транспорту. У Сједињеним Државама такмичења води ФИРСТ (За надахнуће и препознавање науке и технологије), непрофитна организација коју је основао наизглед неисцрпни проналазач Деан Камен (творац Сегваи скутера). Сваког пролећа ФИРСТ одржава првенства у четири дивизије роботике, у распону од 6 до 18 година. На овогодишњој тродневној Лего блок забави у Дому Едварда Јонеса у Ст. Лоуису, 650 тимова борио се за роботску супериорност и више од 16 милиона долара за стипендије на 140 колеџи.

Половина свих средњошколских средњих школа и отприлике четвртина свих основних и средњих школа су уклонили Менталне олује у своје наставне програме. Масачусетски технолошки институт има Лего катедру, која није обрађено поље од Лего цигла, већ надарено професорско особље у медијској лабораторији на колеџу. На Туфту су сетови роботике евоцирали једнак број дисертација и дискусија са упечатљивим насловима попут „Подучавање основне кардио-васкуларне механике с Лего моделима: студија средње школе“.

Рогерс је сарађивао са Легом на развоју Роболаба - роботског приступа учењу науке и математике - који се користи у око 50 000 школа широм света и преведен је на 15 језика. Наглашава дизајнерско размишљање, идеју да проблем уоквирујете прво замислијући његово решење. Његов приступ заснован је на демонстрацији, критици и итерацији: Све се може побољшати, чак и неуспех. „Деца поучавају и затим покрећу експерименте како би доказали своје теорије“, каже он. „Они виде да нема тачног или погрешног одговора, већ је само бесконачан број начина да се реши проблем. Учење које је подједнако важно за инжењеринг колико и за живот. “

Самуел Бецкетт је опоменуо: "Не успијевај боље."

***

На данском језику Лего се изговара ЛЕЕ-го. На енглеском језику грађевинска лудост која је захватила цивилизирани свијет изговара се ЛЕЕгоМАИНиа. Италијански уметник мукотрпно је створио дела старих мајстора у Легосу, укључујући Мона Лизу да Винција и Вермеерову девојку са бисерном минђушом . Чикашки уметник је дизајнирао Лего мини-сетове Беле куће, Сиднејске опере и 15 других угледних грађевина. Други су кренули у изузетну дужину како би саставили највећи светски мост Лего (122 стопе), најдужи пут пруге на Легу на свету (4.923 стопа) и највиши Лего торањ на свету (106 стопа, седам инча; 450.000 цигла). Било би потребно 40 милијарди осам опека Лего цигле да се направи гомила до Месеца, мада то још нико није покушао.

Не само да је свака значајна нова НАСА свемирска летелица и мисија родила свој Лего модел, већ су их астронаути на Међународној свемирској станици уградили у орбиту. Постоје сатови Лего Дартх Вадер, видео игре Лего Нињаго и Лего Куиддитцх меч. Годину дана од данас у биоскопима стиже анимирани авантуристички филм ЛЕГО: Пиеце оф Ресистанце . Са ликовима које су изрекли Вилл Феррелл и Морган Фрееман, цртић обећава да ће бити прави, ахем, блоцкбустер. На крају, четири од 10 најбољих књига за децу са листе најпродаванијих у Њујорк Тајмсу били су из Лега. Један од њих, књига Лего идеја, носи линију тагова „Откључај своју машту“.

Машта је оно што је Лего-а водио од његовог оснивања 1932. године од Оле Кирка Кристиансена, столара налик Геппетту, са малом радионицом у Биллунду, сеоском засеоку у Јутланду, са топографијом палачинки. У покушају да победи Велику депресију, Кристијансен је почео да прави дрвене аутомобиле јарких боја и патке. Када је закључио да је његовој компанији играчака потребно име евокативније од Биллунда Маскинснедкерија, он је скратио израз богу за ноге, дански да би „играо добро.“ „У случајној случајности, Лего значи„ ја сам саставио “на латинском.

Лего је, како разуме већина одраслих, започео 1949. године, убрзо након што је Кристиансен купио прву данску машину за бризгање и почео да вади играчке са неким пластичним деловима. Према Лего легенди, он се догодио на неким шупљим блоковима, британских кућа, названим Киддицрафт, који су инспирисали сопствену аутоматску везујућу циглу, претечу Лего опеке. Пробој у дизајну био је механизам шипки и цеви који је омогућавао да се цигле спајају, држе брзо и опет некако лако раздвајају. „Легос је крајњи симбол данског карактера“, каже Ниелс Пугхолм. „Они не узимају мале предмете који зависе од логике и геометрије. Можда зато што Данска има тако мало природних ресурса, домишљатост је драгоцена. "

1958. године - године Кристиансенове смрти - Лего је патентирао своју технологију клик-фит, коју компанија назива „снага квачила“. Кључ је прецизно инжењерство; толеранција Лего-ових данских модерних зупчаника једна је педесета од милиметра, десет пута финија од људске длаке. Током наредних пола века Лего је постао једна од најомиљенијих играчака на свету. Отприлике половину родитеља на планети пробудио се усред ноћи усред ноћи, улетео у собу за децу и босоного закорачио на Лего циглу.

„Деца су фантастична мала бића“, рекао је Мадс Ниппер, шеф маркетинга компаније. „Поред пијаних људи, они су једини истински искрени људи на земљи.“ Како се миленијум приближавао, Лего је ту искреност искористио вршећи брандове марке. Породична фирма се бавила дечијом одећом, производима за бебе, накитом, видео играма и тематским парковима.

Али нешто је труло у држави Данској. До 2004. године Лего је донео неке несретне финансијске одлуке и био је на ивици банкрота или преузимања компаније Маттел, највећег светског трговца играчака. Кјелд Кирк Кристиансен, генерални директор и унук оснивача, именовао је бившег консултанта за управљање Јоргена Виг Кнудсторпа да га замени и обнови Лего, циглу од опеке. Што је Кнудсторп урадио, смањујући трошкове, отпуштајући особље, преполовивши вријеме развоја, скрећући софтверски одјел и скраћујући линије производа. Наизглед одбачен на Велико поткровље играчака на небу, Лего је направио изванредан преокрет.

Једна линија коју је Кнудсторп оставио нетакнут је Миндстормс, која је започела живот пре 15 година у сарадњи са МИТ Медиа Лаб. "Првобитни патент на нашу блокаду цигле истекао је 1975, " каже Ниппер. „Једини начин да се наставимо разликовати од наших конкурената је кроз креативност.“ И не нужно Легова креативност: Компанија је иноватирала Миндстормс иновацију у своју чврсту базу обожавалаца.

Однос између Миндстормс-а и његових ентузијаста одувек је био симбиозан. Неколико месеци након што је 1998. представљен комплет за роботику, студент дипломских студија Кекоа Проудфоот са Универзитета Станфорд обрнуто је конструисао своје власничке микропроцесоре и објавио тајне дизајна. Остали хакери су се бацили на његове налазе, осмислили нови софтвер и оперативне системе и поделили подешавања перформанси са остатком Интернета. Док су Легов менаџмент и правни тим расправљали о томе како да се изборе са кршењем, Ниппер је предложио да компанија треба да подстиче отворени извор.

Подбијајући моддере, закључио је, то би могло отуђити Легове одрасле хобисте, који су чинили готово половину продаје од Миндстормс-а и били су у ствари спремни радити бесплатно. У новој пословној парадигми компаније развој би требао бити вођен вентилаторима и контролом вентилатора, са врло мало надзора Лега. Тако мало да је у лиценцу софтвера Миндстормс уписано „право на хакирање“. „Схватили смо да је ограничавање креативности супротно нашој мисији“, каже Ниппер. „Наш циљ је подстицање истраге и домишљатости.“ Стратегија се исплатила: Миндстормс су постали најпродаванији производ у историји Лега.

2005. године, са комплетом који је намењен унапређењу дизајна, Лего се кретао по форумима и веб локацијама за одрасле навијаче који су вољни да буду део корисничке плоче или МУП-а. Четворица финалиста - сви су се заклели на тајност - и Легово инжењерско поверење мозга провело је 11 месеци разменујући е-маилове о свему, од фирмвера до улазних портова. У замјену за њихов допринос, МУП-овцима је исплаћен новац у Легосу. „То је најбоља могућа веза“, каже панелист Ралпх Хемпел, професионални инжењер који се специјализовао за дизајн уграђених система. „Новац би закомпликовао проблем. Не постоји ниједна друга марка на свету за коју бих сматрао да не ради бесплатно. Добијање унапред примерка роботских комплета за мене је само глазура на торти. "

За најновију верзију Миндстормс-а, Лего је проширио своју корисничку таблу на десетак зиданица (12 Мајмуна) и проучавао како деца комуницирају са роботским играчкама. Цамилла Боттке, старији менаџер маркетинга компаније, каже да деца не виде роботе као објекте колико продужетак себе, ствари са ликом и личностима. „Мислим да је то сјајан концепт, све док дете не мора да направи робота и програмира га“, нуди Хемпел. „Тада стварност тоне у то колико размишљања и ситница улази у прављење дизајнерског дела.“

***

„Кажете да желите револуцију“, певао је скептичан Јохн Леннон. „Па, знате, сви желимо да променимо свет.“ Проблем са дигиталном револуцијом, одјекује Деан Камен, је тај што се способност играња са технологијом често помеша са способношћу да се разуме.

62-годишњи инжењер и предузетник издржава се из шестерокутне куће сопственог дизајна на периферији Манцхестера у Нев Хампсхиреу. Носи оно што му је, практично, униформа: трапер кошуља са отвореним вратом и доњим трапер хлачама.

Камен је напустио факултет да би развио прву носиву пумпу на свету. Наставио је да ствара Сегваи; само-уравнотежујућа роботска инвалидска колица са шест котача способна да се пењу уз степенице; и електрични генератор који може радити на крављем гноју и производити питку воду са стране. Од свих његових изума - а Камен има 441 иностраних и домаћих патената - онај на који је поносан је ПРВИ, претежно ментални спорт заснован на такмичарској роботизи.

Први пут је почео 1989. године да демистификује инжењеринг и узгаја генерацију иноватора. „Превише деце у овој земљи, посебно жена и мањина, одустаје од часова и математике“, каже он. „Нема подстицаја, нема охрабрења.“ Заправо, тврди он, постоје све врсте суптилних дестимулација и обесхрабривања. „Дјеца требају приступ захтјевним, практичним пројектима који резултирају опипљивим производом. Уместо да им кажу зашто су важни апстрактни појмови попут алгебре или тригонометрије, наставници науке требало би да кажу: 'Хајде да изградимо Лего робота!' Уз мало помоћи, деца га изграде и он решава проблем. Одједном схвате да су математика и наука веома моћна средства. Одједном су математика и наука релевантни и забавни. "

Камен предвиђа време када млади воле пионирске научнике колико, рецимо, НБА суперзвезде. „Једина ствар коју америчка култура слави су спортски хероји“, каже он. „Многи атлетски тинејџери мисле да ће богатити одскакавши кошарку и постајући следећи ЛеБрон Јамес. То није реално ни за најмањи проценат њих. Постати инжењер је. “Ипак, Камен признаје да су урођене разлике између учионица и игралишта помогле да каријере у спорту буду привлачније од оних у технологији. "Када спортисти раде заједно, то се зове тимски рад", каже он. "Ако радите заједно у научној настави, то се зове варање."

Такмичење роботике - ФИРСТ-ов еквивалент главних лига - почиње сваког јануара, када инжењерски комитет открива игру и правила те године. Под надзором инжењера, научника или других одраслих ментора, тимови средњошколаца имају шест недеља да пројектују и конструишу мале, неелегантне машине из сетова. Једино ограничење су тежина (робот не може прећи 150 килограма) и цена. (Да би ублажио економске, а не инжењерске предности, Камен је успоставио неку врсту ограничења плате од 4.000 долара за додатне делове.)

Иако се сваки тим суочава са истим изазовом, осмисле огромно различита дизајнерска решења. Локални победници прелазе у један од 58 регионалних региона, где се њихови ботови боре за шансу да се пласирају у финале у Ст. Лоуису. Првенство је структуирано као Марцх Маднесс, НЦАА мушки кошаркашки турнир Дивизија И. Камен га назива „НЦАА паметњака“. Свака од четири дивизије носи назив по познатом научнику (Арцхимедес, Цурие, Галилео и Невтон). Финал Фоур се игра на Аинстеин Фиелд-у.

Недавно истраживање Универзитета Брандеис показује да ће деца која учествују у такмичењима из роботике више него двоструко вјероватно наставити каријеру у науци и технологији, а готово четири пута је вјероватније да ће је наставити у инжењерству. „Робот је само возило“, каже Камен. „За шест недеља не можете детету да даје значајније образовање из роботике, технологије или инжењерства. Али изградњом робота можете изградити самопоуздање и озбиљно разумевање шта је живот за људе који раде и решавају сложене проблеме. За пуно деце, роботика може да промени место у којем се улаже време и пажња. “

Тог јануарског поподнева око 750 малишана из далеког Сингапура улаже своје време и пажњу на ПРВИ турнир на Универзитету у Делаверу. Прелаз између сајма науке и лопте костима „Теорија великог праска“, један је од највећих једнодневних догађаја роботике у земљи. Учесници су избачени као луди научници, лутке са сударањем тестова и разне гротескне упите које чак ни др Сеусс не би смислио.

Тинкертои технологија је теренску кућу претворила у прави хардверски емпориум. Кабине за радионице су натрпане трновитим рачкама и захрђалим кључевима; широке сиве накупине точкова, ременица и испружних кракова; и свуда, свуда Легос. Транспаренти носе имена тимова као што су Брицктастиц Буилдерс, Фрогс оф тхе Брицк, Лего-Нардо да Винци.

Доље на игралишту за такмичење из роботике, највидљивија конфедерација - квартет дечака из Њу Џерсија позната као карбонаути - обучени су у заштитне наочаре, тенисице и изгледа да су наранџасти затворски комбинезони. „Легос ме инспирише и враћа ме у стварност“, каже Ибрахим Елсхахави, виши разредник који планира каријеру у биомедицинском инжењерству. „Научио сам да не могу само изградити робота. Моје идеје морају бити организованије и секвенцијалније. "

Млађе такмичарке су отприлике половина женског пола. На такмичењу из роботике, девојчице су мало и далеко између. „Девојке су више у погледу естетике, логистике, детаља оријентисане“, нуди карбонаут по имену Цхарлес Верхоог. „Нисмо у стиловима.“

„Момци упадају у ствари“, каже саиграч ЦЈ Гееринг.

Тинејџерка из другог тима - њене ружичасте мајице уплетене у кинеске клопке за прсте - покаже главу у гужву карбонаута и пукне „Изненадили бисте се.“

Звучи зујалица. На трибинама су их назвали навијачким секцијама и хипервентилирајућим родитељима који су на терену кретали своје робота налик на фолклора. Циљ: извадити гумене колутове из вертикалне хрпе и ставити их на хоризонталне жбице. Робот карбонаута хвата, испушта, завлачи се, забија у зидове и опет некако ... осваја врућину.

Попут дотрајалог аутомобила, тријумфални робота се враћа у „јаме“, где су мајмуни карбонаути са алгоритмом, променом брзине и смера. На питање да ли је икада учествовао на турниру омамљеном роботским скандалом са допингом, саиграч ЦЈ Гееринг мртви рокови: „Судије нас повремено питају за узорке електричне енергије, али до сада нико од наших није запажен. Последња ствар коју желимо је да се појавимо на ТВ специјалној са Опрах. “

Преко преграде Аустин Хва и Тхомас МцЦлуре, обучени у гримизне кравате, токе и кухарице, леже поред пирамиде од Лего цигле. Они су чланови Цхеф-Бот-Ардеес, углавном контингента средње школе из Цхаддс Форда, Пеннсилваниа.

Овогодишњи Лего Леагуе Цхалленге је решавање питања са којима се сусрећу старији људи. Кувари су претукли роботску шетач опремљену магнетном фиоком.

„Посуда је магнетизирана како ножеви и виљушке не би пропали“, објашњава Хва.

„И кашике“, додаје МцЦлуре са помагању.

Тринаестогодишњак Хва каже да га је Лего роботика ставила на технолошки пут. МцЦлуре, који има 10 година, није баш сигуран да ће инжењеринг бити у његовој будућности. „Да не одлазим од теме“, каже он, „али мислим да нећу нужно улазити у тај посао.“

Разматра Лего пирамиду кроз решетку својих прстију. "Ја сам у групи петог разреда, одељење за удараљке", каже он. "Постоји заиста велика шанса да одрастем као роцк бубњар."

Како Лего конструише инжењере нове генерације