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乐高教育的历史(三) Mindstorms头脑风暴机器人

三脚猫Enduro 01-11 16:17 关注

创作立场声明:本人为网易有道员工,有道是乐高教育中国合作伙伴。所以本人有机会学到一些乐高教育专业知识。然而我不是社会上的乐高机器人教师,更多是站在然而一个小学男孩的父亲角度来看待乐高教育的产品。每个人站在不同立场,内容就会有所偏重,客观与否还请大家指正,期待深入探讨交流。

乐高教育的历史(三) Mindstorms头脑风暴机器人

乐高教育(LEGO Education)创立已经超过40年,我们来探索乐高集团这个出色部门的历史。第一篇介绍了乐高教育的早期历史,第二篇概述了第一个乐高编程机器人平台的开发。在我们的第三篇中,我们将深入了解乐高Mindstorms背后的故事。

乐高教育的历史(三) Mindstorms头脑风暴机器人

RCX的进化

从上世纪90年代就在持续改进,一场风暴在1997年酝酿爆发——确切地说,乐高头脑风暴!乐高“头脑风暴”以Papert的《头脑风暴》一书命名,它是乐高机器人产品的下一个迭代进化。头脑风暴Mindstorms的目标是提供一个可编程模块,不需要通过连接到计算机来操作机器人。为此,他们生产了RCX(Robotics Command EXplorer)。

这个系统的开发始于20世纪80年代麻省理工学院的媒体实验室。1987年,原型产品是一个灰色塑料成型的积木块。一些五年级和七年级的学生一起参与测试,并认为这个方案值得发展。随着20世纪90年代个人电脑的拥有率开始上升,乐高越来越希望将Mindstorms推向大众。从1994年到1996年,这个编程模块进行了第二次迭代,被称为“红砖”,因为它的红色塑料外壳。这个外壳设计得足够坚固,能够在学校长期使用,并生产了100套供学校和教育部门测试。

乐高教育的历史(三) Mindstorms头脑风暴机器人

MIT 和LEGO的可编程积木的进化, 照片来自MIT媒体实验室

同学校协作进行试验,在推动RCX编程模块的发展方面很有价值。研究小组认为有必要减少编程积木的重量,因为13盎司(368.5克)的重量被认为太重了,不适合模型搭建。他们的”红砖”有六个传感器输入和四个电机输出端口。

为了减轻重量,更新的“黄砖”将端口数量限制为三个输入和三个输出。他们决定保留液晶显示屏,因为这样可以让孩子们实时了解传感器的工作状态,而不需要把模型连接电脑来找出问题所在。

试水

1997年11月,乐高以在芝加哥开设乐高头脑风暴中心的形式进行了头脑风暴的”软发布”。虽然还没有上市,但乐高头脑风暴中心让大众熟悉了他们自己的产品。孩子们可以给乐高机器人编程,让它们参与活动,如火星探测器模拟探索火星和友好的机器人竞赛。乐高头脑风暴中心最终进入也进入乐高乐园主题公园,以及迷你乐园和乐高驾驶学校等热门游乐场所。

乐高教育的历史(三) Mindstorms头脑风暴机器人

LEGO头脑风暴中心、芝加哥, IL (1997)

在Mindstorms发布前,为了抓住人们的注意力,乐高在1997年发布了条形码编程Barcode Multi-Set 8479。基本模型是一辆外观复杂的自卸卡车,由内置的可编程“代码飞行员”积木驱动。

在当时这是独一无二的产品,有条形码读取程序和触摸传感器,可操作一些功能,这个套装甚至能够播放声音。就像之前的Technic Control Center,一切都是无需PC就可以操作。

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LEGO’ Barcode Multi-Set条形码编程机器人,早于头脑风暴一年发布 图片来自BrickSet

发布乐高头脑风暴....和Cybermaster?

1998年1月27日,头脑风暴Mindstorms在伦敦皇家艺术学院举行了正式的全球揭幕仪式。同场发布的另一款产品是CyberMaster套装8482,它被宣传为一个更“动作大片风格”的机器人套装。8482的主要模型为格斗主题,命名为“破碎机”为电动模型,通过无线电控制的可编程模块,使计算机控制成为可能。

如果Mindstorms是乐高的教育旗舰,CyberMaster就相当于孩子们周六早上的卡通大电影,参加活动的孩子们可能更喜欢尝试Cybermaster,但活动主题将被限制为8482和8482/8483(与8482相同,但增加了一个存储盒,唉现在的乐高玩具类目为什么不带盒子啊)。

在2000年发布的8450“Mission”有许多有趣细节,但去掉了CyberMaster的名字。这可能是因为,虽然它包括了交互式软件,但没有包含可编程模块。

Technic Cybermaster的介绍,视频来自套装的软件

即使有另一款产品,这次发布会的明星还是头脑风暴Mindstorms。到场的包括全球的媒体人士,一些11岁以上的孩子们也来试用产品(也方便媒体人士拍一些出色的照片)。

Kjeld Kirk Kristiansen(乐高总裁)也在现场接受采访,他对乐高教育十多年来取得的成就充满了自豪。他向大家发表了鼓舞人心的讲话:

“多年来,我们在乐高集团一直有一个梦想: 我们能够结合乐高积木的创造性品质和乐高的基本价值观、与计算机编程的力量和潜力。今天,经过十多年的创造性研究和开发工作,我们可以向孩子们展示新一代的智能搭建玩具和学习工具....我们可以把乐高积木世界和电脑结合起来,把电脑放进乐高积木里。”

下面是一些发布会活动现场的照片,孩子们都很兴奋。

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乐高总裁,Kjeld Kirk Kristiansen

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Kjeld Kirk Kristiansen与 MIT教授 Seymour Papert

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Seymour Papert接受采访

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除了伦敦,美国的展览于2月3日在曼哈顿儿童博物馆举行。虽然乐高头脑风暴Mindstorms就有足够的吸引力了,但乐高也借用了NFL球星 Joe Montana的影响力,这个橄榄球巨星在现场展示了一个橄榄球四分卫机器人。

这一活动为当年的纽约玩具展(New York Toy Fair)拉开了声势。

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NFL球星Joe Montana展示橄榄球四分卫Mindstorms机器人(1998)

在1998年9月份正式发售之前的几个月,乐高持续进行推广活动,包括在丹麦向日本明仁天皇和美智子皇后展示。

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FLL FIRST LEGO League机器人竞赛诞生

虽然头脑风暴Mindstorms的推广工作都是实实在在的,但影响最大的项目还是是乐高参加1998年在佛罗里达州奥兰多的迪士尼世界EPCOT中心举办的第七届 FIRST (For Inspiration and Recognition of Science & Technology)机器人竞赛。

FIRST于1989年由企业家兼发明家迪恩·卡门(Dean Kamen)创立,旨在让孩子们享受科学技术带来的乐趣,而机器人竞赛也成为了该项目的基石。1998年的FIRST机器人竞赛规模很大,有近一万人聚集在“米奇群英会house of mouse”观看比赛。

为了推广乐高头脑风暴Mindstorms,乐高派出了自己的竞赛团队,团队命名为“乐高狂人 LEGO Maniacs”。该团队由来自8所学校的33名学生、教师和一组来自乐高系统公司生产部门的员工组成。

从下面的图片来看,这个机器人似乎是由非乐高组件制成的,但却有乐高的标志和团队的名字。尽管如此,机器人仍然需要在六个星期的时间里从头开始建造。第一天,乐高狂人队在160支队伍中排名第20位。不幸的是,在第二天,他们没有达到继续晋级所需要的三连胜要求。

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乐高团队参与了1998年的FRC机器人竞赛 FIRST robotics competition

同年,FLL竞赛(FIRST LEGO League, FLL)由乐高总裁Kjeld Kirk Kristiansen和FIRST创始人、企业家/发明家迪恩·卡门(Dean Kamen)成立。

通过参与FLL竞赛,孩子们将搭建他们自己的乐高机器人,在比赛赛台上应对挑战。最初,FLL在美国和丹麦开展试点项目,取得成功,并走向国际市场。到目前为止,FLL已经扩展到98个国家,拥有超过32万名学员。

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1998年的FLL竞赛,图片来自乐高集团

Mindstorms头脑风暴面向学校的发布

1999年,乐高Dacta与ROBOLAB和e.LAB共同合作,使用Mindstorms作为教育工具。

ROBOLAB配备了自己的软件,允许孩子们为自己的机器人编程。

e.LAB的教学重点是教育学生有关能源的知识,它甚至在乐高的产品组合中引入了冷凝器和太阳能电池板。

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乐高教育的历史(三) Mindstorms头脑风暴机器人

LEGO在1999年开发Mindstorms产品针对教育领域的市场

从Papert到Resnick,火炬的传递

头脑风暴Mindstorms的成功对乐高和麻省理工都是一次胜利,乐高任命麻省理工学院的Mitchel Resnick为“麻省理工学院媒体实验室乐高学习研究Papert教授”——这个头衔他一直保持到今天。这个名字是以麻省理工学院乐高学习研究教授Seymour Papert的名字命名的。为了庆祝Mitchel Resnick成为新的乐高教授,Kjeld Kirk Kristiansen送给他一块镶框的镀金RCX积木。

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Mitchel Resnick接受来自LEGO Kjeld Kirk Kristiansen的镀金RCX牌匾,1999年

持续发展

在获奖之后,Mitchel Resnick发表了一篇鼓舞人心的获奖感言,他说: “我们应该把计算机编程看作一种新的设计媒介....(而且)我们想让使用电脑编程就像搭建乐高积木一样简单自然。”

所以,他做出了Scratch!!!!!!

从那时起,Mitchel Resnick的愿景在乐高编程产品的各种迭代中取得了成果。

乐高在2006年推出了Mindstorms NXT,在2009年推出了NXT 2.0,在2013年推出了Mindstorms EV3。

为了帮助更年轻的孩子开始学习编程和机器人,乐高在2009年发布了WeDo简单编码平台,随后在2016年发布了WeDo 2.0科学机器人。

到了这个年代,总算都是国内乐高机器人玩家们所熟知的历史和产品了。

乐高教育的历史(三) Mindstorms头脑风暴机器人

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乐高的头脑风暴机器人平台继续进行了几次迭代,比如上图是2013年发布的EV3

如今,在2020年,乐高教育(LEGO Education)推出了全新Spike Prime科创套装,这是乐高教育的编程机器人系列的最新版本。

SPIKE Prime科创套装的编号为45678,叫做科创套装而不是Mindstorms,也可见乐高对这个新产品的期待,希望它能够帮助孩子们进行更多科技学习和创造,而不只是编程和机器人。

SPIKE Prime科创套装的拖放式编程界面完全符合Resnick的目标,即让未来的工程师能够轻松愉快地编程。

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至于乐高 x 编程的下一个发展方向是什么,Mitchel Resnick在1999年的另一段话或许是最好的总结:

“我们需要创造值得下一代儿童使用的下一代技术。“

在一个由科技进步驱动的不断变化的世界里,我们需要持续开发新的教育工具,帮助孩子们成功地长大。这样,乐高教育也会持续迭代自己的产品。

比如说...

当运动话题遇到物理科学?

在今天的社会,似乎数字技术使世界运转。特别是疫情之下——当成千上万的人意识到他们可以在家有效地工作时——电脑编程技能非常重要。但并不是每个人生来就拥有一台电脑,很多孩子在他们的学习环境中没有基于电脑的资源。

更何况,STEAM学习可并不只是关于编程学习!

所以在2021年,乐高教育发布了新的BricQ趣动套装,目前的产品包括45401 BricQ Motion Essential(6+)和45400 BricQ Motion Prime(10+)。这些套装通过以体育为主题的指导课程,促进对物理科学的创造性探索。

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好了,这个系列文章结束。后续,我们来介绍“那些年我们追过的乐高教育器材”

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全部评论 (2)
究极大奇葩
1
01-11 16:30

wow不错,我当年玩过乐高黄色主机,拖拽图形编程。灰白的是高年级同学的高级货[赞一个]

三脚猫Enduro
0
01-11 17:24
究极大奇葩: wow不错,我当年玩过乐高黄色主机,拖拽图形编程。灰白的是高年级同学的高级货[赞一个] 1

大赞啊,那个年代玩这个的很少的

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