207
機器人
機器人玩具引發編程教育熱-《世界博覽》
在美國丹佛市北部的朗蒙特，山脊小學裏，六年級的科學老師安娜•米爾斯在講台上對班裏的學生拍手說道，“現在，拿上你們的iPad和Spheros。開始我們今天的科學課。”米爾斯班上的二十幾個學生立刻分為了三個小隊，而每個小隊的隊長從米爾斯的手裏拿走了3個Spheros的科技球。講台下方，除了這二十幾個孩子外還有他們的家長，他們都是美國各個領域的科技工作人員，而今天米爾斯的科學課正是準備用這些新奇的科技玩具給孩子們帶來一場別開生麵的科學課。
Sphero猶如棒球大小（直徑約8cm），擁有透明和白色相間的外殼，這種耐衝擊聚碳酸酯外殼可以確保它長久使用。在孩子們從藍色的無線充電底座上拿起Sphero後，隻需要輕輕拍擊表麵兩下，通過觸感裝置就能開啟這個科技小球。三種漸變的LED燈讓Sphero看上去更像是一個女巫的水晶球。之後通過孩子的iPad或者智能手機打開無線連接，就能夠遙控小球在地麵行走了。
雖然大多數人剛開始都將Sphero看成是為成人或小孩準備的一種高科技玩具，但是最近這個圓圓的家夥已經開始挺進教育領域。“說實話，在我第一次接觸Sphero的時候，我僅僅認為這是一個和遙控賽車差不多的玩具而已，但是我真的沒有想到他能夠為孩子們帶來如此多的知識，讓我的科學課更加精彩。” 米爾斯說道。
進入課堂的玩具
“為了讓小球動起來，孩子們已經開始通過Sphero開始接觸最為簡單基礎的電腦編程了，甚至從幾何學到物理學的內容都能有所涉及。”米爾斯說道。為了更好的宣傳Sphero，Orbotix公司大約在2016年發起了一項名為SPRK的活動。SPRK計劃是Schools，Parents，Robots，Kids的簡稱，也就是學校、家長、機器人和孩子，這次活動的目標是想讓學校將Sphero納入到自己的日常教學課程中，孩子們不僅可以通過Sphero來學習編程，同時這個過程也將會變得非常有趣。
“別忘了，我們今天的主題內容是什麼，沒錯，是‘如何保護環境和動物’。”當米爾斯在對孩子講述了今天的上課內容之後，孩子們早已迫不及待的將自己的想法寫在了紙上，他們有的想從偷獵者手中保護大猩猩，有的希望從漁夫的網中拯救海龜，有的則是想把爸爸的香煙全部摧毀。但是在米爾斯的引導下，回歸正軌的孩子們已經開始把自己的小球比作想保護的動物，並且在iPad上為自己的科學球編程了。
現場的情景有點不可思議，如果說孩子們是在玩的話，那麼他們做的事情和矽穀的那些科學家做的事情完全一樣——“著迷一個想法，明確行為定義，形成概念設想，實現原型理論，最後進行成品測試。”在實驗室的地麵上，米爾斯早已為孩子們準備好了類似迷宮的場地，有山坡和水池（小球防水），孩子們要做的就是讓自己的科技球或者說“動物”，通過編程的方式，最終抵達迷宮終點。
為了協助學生，Sphero提供了兩種編程應用，分別支持iOS和Android設備。如果說“C語言”是一種更高級、基於文本的電腦語言工具，那麼這個科技球自帶的Oval程序可以通過操控端的視覺效果來讓孩子們開始學習編程的過程。相比高中和大學生那些複雜而嚴謹的代碼來說，Sphero的最大優勢在於編程的簡化性，例如“轉彎178°”將不再是“controlSystem =/targetYaw=178”，僅僅是孩子在iPad上的量角器按下一個按鈕而已。向前行滾動的時間，速度等都可以通過一個簡化的編程麵板來設定。通過對Oval程序的運用，學生們可以定製讓Sphero小球基於一個數量的定製命令行動。“你要知道給小學的孩子們講述定量計算和物理運動是多麼困難的一件事情。” 米爾斯說道。
而米爾斯下一步的上課內容，就是為那些已經掌握了簡單編程的學生們嚐試不同種類的挑戰，例如米爾斯準備的迷宮，讓學生們通過Sphero的小球來進行編程結果的檢驗。“我不希望我的‘小猩猩’跑的太慢，那樣會被獵人抓到。可是速度設為80，我的‘小猩猩’又會衝出軌道。”隨著米爾斯課程的繼續，孩子的問題開始變得專業起來，“我能讓我的‘小海龜’在上岸的時候發出紅色的光嗎？這樣才會有人來救它。”
也許一個塑料的玩具小球對於保護動物和環境來說還是有點遙遠，而且孩子編程進度還停留在簡單的轉彎和行走上。但是對於米爾斯來說，這的確為教育者打開了一扇窗戶。“多年來美國中小學教育中，不乏科技理論和知識的教導。但是僅有16%的學校完成了科技理論的實踐和測試。這也是所有教育者都在苦思的一個問題，讓孩子學會了科技知識，如何讓他們實踐測試呢？” 米爾斯說道。“雖然隨著科技的發展，不少美國高中和大學裏的確有自己的科學實驗室，但是能夠引進一台價格昂貴的原型機器人，並讓讓學生切實接觸到的還是少數學校。”而相對廉價的Sphero卻能夠勝任。
當然，SPRK計劃不僅僅針對孩子們，父母和老師在這項目中要扮演了重要的角色。成年人們也開始認為利用Sphero有趣而簡單的屬性，把它作為基礎機器人教學和編程訓練工具是一個不錯的主意。“即使對機器人並不了解，任何老師都可以快速教孩子們課程。”Sphero的社區經理羅斯•英格拉姆說道。“老師備課非常容易，並且可以立刻滿足孩子們的需求，他們也可以立刻看到自己所取得的進步。”雖然目前Sphero計劃隻麵向三、四、五年級的小學生，但是Sphero計劃未來可以擴展到高中甚至是大學範圍。正如英格拉姆所說的那樣：“Sphero也可以不斷成長，未來將提供Windows、Python、Ruby等不同的係統開發工具包，因此Sphero所能提供的教學內容也可以隨著孩子的成長變得越來越複雜。”
目前，在美國和世界各地已經有超過250所學校將Sphero綜合到了自己的教學大綱中。根據美國教育部的統計，至2017年已經突破2千所學校，接近5千位專業教師，於理工課程中，並指名使用Sphero係列商品與教材，超過1萬名的美國孩童擁有自己Sphero。而許多學校決定開始使用Sphero的原因之一就是這樣做可以比到市麵上單獨采購Sphero節省更多的成本。英格拉姆說道，“賣給學校的Sphero都是以成本價銷售的，價格要遠遠低於市麵上80至130美元（約合人民幣490至800元）的零售價。我們可以通過零售的方式獲取利潤，但是SPRK計劃卻可以更好的宣傳我們的產品。”
新玩具的崛起之路
如果說史蒂夫•喬布斯的理念是打造一款虛擬概念的蘋果手機，那麼Orbotix公司的創始人及總裁保羅•伯布裏安和首席軟件架構師阿達姆•威爾遜兩人的理念則是將蘋果手機變為機械實體化。Orbotix公司現在已經憑借著名的Sphero智能玩具享譽全球,而這款球型的遙控玩具早在2010年就來到了我們的麵前。隻是，那時的人們還並不熟悉“無線操控”和“藍牙設備”這些概念。
Orbotix公司的總部位於科羅拉多州博爾德市，早在2009年的時候，伯布裏安就有一個想法，為什麼不能用手機去遙控機械設備呢？他很幸運的認識了熟知軟件設計威爾遜，兩人靈感的火花一擦既燃。“還記得當時一個‘蠢貨’見到我就說‘我要用手機操作機械’，但是他連部手機都沒有。” 威爾遜笑著回憶道。在伯布裏安父親給他2000美元的啟動資金下，伯布裏安買了一部安卓手機並開始投入到自己工作中。從那天起伯布裏安就負責外設硬件，而威爾遜則負責軟件開發。兩人幾乎用了不到一天的時間，他們就能夠用手機發動汽車了。
兩位思想明確富有幹勁的年輕人，很快就設計出來一個以無線藍牙連接為基礎的網絡平台，但是對於沒有商業經驗的他們來說，缺乏資金導致難以支持他們的科技成果。“當時可沒有人願意從兩個無名氏手中購買一個概念的藍牙平台。”伯布裏安回憶道。直到2010年博爾德一個叫做“科技之星”的投資公司給了他們一個機會，但是要求也隨之而來，他們必須要做出一個科技實體產品。“我想做一個小東西，能放在口袋裏的，例如‘彈珠’。沒錯！就做一個‘彈珠’吧！” Orbotix公司至此成立，Sphero的概念也就這麼誕生了。
起初的Sphero僅僅是一個用藍牙連接就可以控製的小球，很多商家都不看好這個產品，甚至將Sphero戲稱為“未來貓咪的玩具”，雖然現在的Sphero的確在寵物玩具中也有很大市場，因為外殼材料的堅硬，足夠支持寵物的抓咬。在2012年4月的一天，奧巴馬總統來到科羅拉多大學做學術演講，Orbotix公司的工作人員在草坪上擺放了兩個閃著黃光的科技球，等著總統的路過。也許是好奇，奧巴馬總統一行人上前詢問這是什麼,當工作人員將裝有APP的手機交給奧巴馬時，他邊玩邊說道，“真酷！都後退一點！給我的小球騰個地！”
在這兩個小球內部的攝像頭將奧巴馬玩耍的過程全部記錄了下來，這段第一視角觀察奧巴馬的視頻在YouTube上一天的點擊率就超過了25萬人。很快著名的蘋果公司，看準了這個科技小球。就這樣Sphero迎來了自己的第一春，在2013年時，Sphero2.0已經作為蘋果手機的配套產品放在實體店中銷售了。
也許作為一款新鮮的科技玩具，Sphero的確很出色，但是它想讓人家喻戶曉卻還差的很遠。但Sphero很快迎來了自己第二個契機——迪士尼。迪斯尼的CEO羅伯特•伊戈爾找上Orbotix公司是在2014年的夏天，他們在為一部新的影片尋找科技投資項目，而Sphero正是搭上了這部電影的快車《星球大戰：原力覺醒》。還記得電影裏那個可愛的橘黃色球形機器人BB-8嗎？“沒錯，我們正在尋找一個類似球形玩具的機器人，或者說一個類似機器人的球形玩具。”伊戈爾說道。但是電影中BB-8的樣子和SPhero還差的有點遠，它在球體上方還多了一個腦袋。伯布裏安將和威爾遜將Sphero稍加改造就有了一個BB-8的原型機，利用磁力的原理來連接BB-8的頭部和球體，而陀螺儀的則能夠讓他一直保持穩定。很多新的科技也在資金的支持下加入了BB-8，例如全息投影技術等。“他們做電影的速度可比我們做一個玩具的速度快多了。”伯布裏安說道。
在2015年末，隨著電影《星球大戰：原力覺醒》的首映，萌倒眾生的BB-8周邊玩具也開始發售，在第一周的時間裏，Sphero的BB-8就賣出了30萬台，超過2000家媒體對於這個周邊產品做了報道，這個小機器人也成為了2016年美國孩子最想要禮物清單的首選。Sphero在2016年的報告，營業額的75%都是通過銷售BB-8獲得。Orbotix公司在賺的盆滿缽滿的同時，幾乎一夜間讓Sphero這個智能小球家喻戶曉。皮克斯公司，DC漫畫等知名電影廠商都向Orbotix公司拋出了橄欖枝，他們都期待看到Sphero的新產品。“我們還是會保持自己的觀點，即使推出新產品，我們也會做一個寵物機器人，而不是機器人寵物。”
科技不止於玩具
現在，Sphero在CES消費電子展上首次亮相的四年之後，Sphero已經成為了全世界最受歡迎的周邊產品之一，撇開Sphero的商業成功和它作為一款成功玩具的光環，我們更應該看到Sphero背後的運用科技理念。如果說在硬件設備上Sphero的提升受到了工業技術，材料，芯片製造等科技的局限，那麼在配套軟件上的開發，Orbotix公司卻下足了功夫。“還記得那個最初我們開發的藍牙平台嗎？我想它現在的確有了用武之地。”威爾遜說道。你可以現在就打開你的手機APP商店，搜索Sphero你會發現，一款硬件設備擁有多個開發軟件，他們基於同一個科技產品卻擁有著不同的功能和用法。
身為黑客出身的威爾遜在開發這個藍牙平台時，他的理念就是希望所有有能力接入這個平台的軟件開發者和技術人員，都可以隨意使用這個藍牙係統。現如今多款由玩家自行改造的Sphero繁多種類，都有客戶自行開發的，針對自己Sphero的配套軟件。追求速度的玩家將動力源改為電壓更大的電池，速度可以達到3米每秒。將無線操縱距離改為30米的有限範圍，遠超現在的紅外遙控技術，通過全息投影技術的幫助，在一些狹小的空間內，Sphero能夠在醫療救助以及軍事偵查等領域有廣闊的運用前景。“我想開放式的平台和技術，就像是樂高積木一樣，我們提供的僅僅是積木塊，而成品是每個玩家的功勞，這也是我們能夠成功的原因之一。”
威爾遜接著說道，“雖然之前我們並沒有任何將機器人專門納入教育工具範疇的計劃，但是通過這種方式為許多父母，鋪平了教育孩子的道路，帶來了更大的方便。這是一個頗為幸運的‘意外’，我們也希望能夠繼續在教育方麵有所作為。”
從本質上來說，像這樣一款新奇的科技小玩具能夠給人們帶來很多知識，編程，計算，宇宙球體的運行軌道，分子原子模型演示等等。但是新科技能否為真的激發每個孩子對於科技的興趣點，因為畢竟不是所有人都是科學家。SPRK計劃現在才剛剛開始，Sphero以後是否能像尺子一般作為學生的學習工具還需要曆史漫長的驗證。但是我們能夠看到的是，一款簡單有趣的機械編程產品，確實走入了我們的生活。
“作為一家創新型機器人技術公司，我們可以創建許多新計劃來整合到各行各業中。我們非常願意通過Sphero教會孩子們新的知識，雖然這並不是我們最主要的業務線。”威爾遜說道。目前Orbotix公司將下一個目標看向了智能橡皮小黃鴨（Edwin the Duck），也許不久的將來我們就能夠看到他們聯手的新動作。
本文刊於2017年第15期《世界博覽》
喜歡《世界博覽》雜誌的親們，您可以通過當地郵局訂閱本刊
《世界博覽》半月刊，郵發代號2-160。中國郵政發行暢銷報刊
請到當地郵政局、所的營業廳辦理；或撥打各地郵政客服電話11185，郵局發行人員上門服務；投遞員投遞郵件途中，也可辦理本投遞區內的訂閱手續。
您也可以通過掌閱ireader，多看閱讀，京東閱讀，當當讀書，Kindle等APP下載《世界博覽》電子版雜誌。
最後更新：2017-10-08 05:23:53