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马明升-能烫杯、润茶、冲泡、敬茶的工夫茶机器人,竟出自3个汕头小学生

来源:互联网      2020-01-11 18:40:44 热度1383

马明升-能烫杯、润茶、冲泡、敬茶的工夫茶机器人,竟出自3个汕头小学生

马明升,“请泡茶。”在语音指示下,由几个机械臂组成的“工夫茶机器人”回应了一句“好的”,便开始启动冲茶程序——烫杯、润茶、冲泡、敬茶,就连“关公巡城”“韩信点兵”这两个潮汕地区流行的冲茶技艺也没有遗漏。

在顺畅完成整个冲茶的“一条龙服务”后,“工夫茶机器人”很有礼貌地发出邀请:“请喝茶。”

日前,记者在汕头市澄海区见到了这个很萌的“工夫茶机器人”,以及发明它的制作者——三名四年级的澄海小学生,分别是澄海汇璟实验小学学生蔡梓博、澄海实验小学学生王润宇和澄海城北小学学生赵植毅。今年7月,三个“小发明家”将与指导老师赵世僖一起,携“工夫茶机器人”代表广东省参加在贵州举行的第十八届中国青少年机器人大赛。

而在此之前,这个“工夫茶机器人”的一代产品已在省市青少年机器人竞赛中分别拿下创意项目的唯一金奖,其冲茶的视频还在网络广泛流传,“工夫茶机器人”也因此被称为“网红机器人”。

缘何孩子们会造出这样一个“工夫茶机器人”?“可以节省冲茶时间”“传承潮汕茶文化”……在孩子们七嘴八舌的讲述中,“工夫茶机器人”背后的故事被揭开。

一代“工夫茶机器人”三个茶杯是弧线布置,体现不出工夫茶的文化。

发明创意源于日常生活

今年寒假期间,汕头市发布举办中小学智能机器人竞赛的通知,并公布创意机器人项目的主题——“家庭服务”,意在引导学生们动手、动脑搭建能够服务于家庭日常生活的机器人。

为了参加比赛,澄海区教育局从澄海汇璟实验小学、澄海实验小学、澄海城北小学分别挑选了一位科技创新能力较强的学生组成澄海汇璟实验小学联队,由该小学机器人实验室的负责教师赵世僖担任指导老师。

“从广义上来说,为家庭服务的机器人并不少,像电饭煲这种也可以算是其中一种。因此,我引导孩子们往专业领域机器人去思考。”赵世僖说,“与其他项目要求制作精细等相比,创意机器人项目的着眼点更在于‘创意’。”

孩子们很快想到了泡茶。一开始,他们想制作一个泡大杯茶的机器人。于是,赵老师请他们继续思考“制作机器人的目的是什么”。他认为,专业领域的机器人应该完成更加复杂的工作,而不仅仅是“倒水”和“泡茶”那么简单。

在指导老师的引导下,孩子们进行了讨论和思想碰撞。由“泡茶”延伸开来,大家又联想到潮汕地区每家每户天天都会喝的工夫茶。“工夫茶机器人”的灵感由此萌生。

二代“工夫茶机器人”实现茶杯的“品”字形布置,更充分地展现潮汕工夫茶文化。

无数次尝试攻克调试设计难点

确定以“工夫茶机器人”作为参赛创意后,指导老师与孩子们投入到机器人的设计和制作中。根据设计,机器人的结构由主控板、舵机和3d打印件等组成。

“舵机的定位以及程序的调整很重要。程序的参数是很微小的,估计要上百次,甚至上千次的调整。舵机的定位要测量到很准确,才能保证水不会滴错边。”蔡梓博告诉记者。

面对舵机调试、程序设计等难点,孩子们经过了无数次的尝试。如愿成形的“工夫茶机器人”在汕头市中小学智能机器人竞赛上一炮而红,后来又亮相第20届中国澄海国际玩具礼品博览会,均引起广泛关注。

与此同时,“工夫茶机器人”冲茶的视频还在网络上广泛流传。网友们纷纷称赞“真神”,将其称为“火爆潮汕的全自动冲工夫茶神器”。

但在一片称赞声中,也出现了一些质疑的声音。有网友认为,人工冲茶才有美感,机器人冲出来的茶“缺乏灵魂”。

看到这些留言后,孩子们赶紧跑来向老师请教。“我告诉他们,这是因为你们做得还不够好。”赵世僖说。

如何在实现功能的基础上,让“工夫茶机器人”的动作更富于美感?孩子们没有满足于当下取得的成绩,而是再度进行了尝试和摸索。

经过改良,二代“工夫茶机器人”实现了声控功能,只要唤一声就可进入自动冲泡程序。

从“头脑风暴”中找出存在问题

这一次,赵世僖更多培养孩子们从生活中观察和发现。

“科技来源于生活。从生活出发,又回归到生活。‘工夫茶机器人’升级的着眼点,在于在使用过程中发现问题并解决问题。”赵世僖告诉孩子们。

“工夫茶机器人”可顺畅完成烫杯、润茶、冲泡、敬茶的“一条龙服务”。

启发王润宇由自身生活发现问题、提出并解决问题,就是一个例子。

王润宇的爸爸是评茶师,妈妈则是茶艺师。家里自小爱茶氛围浓郁,小润宇在6岁时曾随父母到中国茶文化学院学习,成为一名茶文化课程的小旁听生。平时,他也会留心听父母聊潮汕文化和茶文化。

“爸爸妈妈常与我聊起一些与茶有关的潮汕俗语,如‘茶薄人情厚’‘茶倒七分满,留下三分是人情’等。”润宇说,一到周末,他就是家里的小茶艺师,负责冲茶给家里人喝。“这时,爸爸就会在旁边叮嘱‘关公巡城要快’‘韩信点兵要慢’,还会提醒我茶不能泡太久。”

耳濡目染中,润宇也慢慢爱上了潮汕工夫茶文化。在“工夫茶机器人”的升级过程中,他也提出了很多建议,例如一代“工夫茶机器人”的三个茶杯是弧线布置,而不是传统工夫茶的“品”字形布置,体现不出工夫茶的文化。对于如何让冲茶动作更具美感,他又提出,应加入一些茶艺动作,让机器人也能做到“关公巡城”和“韩信点兵”。

在老师的启发和润宇的带动下,蔡梓博和赵植毅也纷纷提出了自己的看法。三个孩子之间的“头脑风暴”由此展开:有的认为,要进一步控制注水数量和分茶量,敬茶时溅出水来的问题也要解决;有的说,盖碗和注水要分开,才能让动作更细腻;有的又提议换掉舵机以改善机械臂抖动的问题……

看到孩子们叽叽喳喳的“头脑风暴”,赵世僖感到很欣慰。“孩子们能够在生活中观察、由体验去发现,从而应用到作品的改良和创新中,这就已经达到了小学科技教育的目的。”

在发明、制作“工夫茶机器人”的过程中,三个来自不同学校的孩子也成为了好朋友。由左只右依次为蔡梓博、王润宇和赵植毅。

机器人也能拥有“灵魂”

经过指导老师和孩子们的努力,如今,二代“工夫茶机器人”已基本成形。与一代机器人相比,二代机器人以总线舵机替换了原先的模拟舵机。由于总线舵机可控制功率,进一步解决了机械臂抖动、彼此“打架”的问题。

除了替换部件,他们还为机器人做了“加法”:如为了让注水量和分茶量更精准,增加了传感器;又用比较细的铜柱连起机械臂,改进了敬茶时容易溅水的情况;受手机、电脑语音控制的启发,加上了声控,让机器人拥有了“耳朵”和“嘴巴”,可以以“工夫茶茶”的身份与人进行互动。

考虑到使用体验,他们还在机器人上增加了一只机械臂,将原来由同一只机械臂控制的盖碗、注水工作“分”给了两只机械臂;三个负责洗、递茶杯的机械臂也分别增加了一个关节,实现茶杯布置从“一”字形到“品”字形的转变,更充分地展现潮汕工夫茶文化。比起一代机器人,二代“工夫茶机器人”更有“灵魂”。

不过,这个过程并非一帆风顺。赵世僖说,孩子们毕竟只是四年级的小学生,对于时序和速度没有精准的概念。碰到这些问题,赵世僖便在指导上下工夫,帮助他们一步步理解。而为了调试出比较协调的冲茶动作,让机械臂们不要“打架”,好几个茶杯还因此“殉职”……

在指导老师赵世僖的引导下,孩子们发明、制作了“工夫茶机器人”。

■心声

让“工夫茶机器人”成为“文化大使”

“工夫茶机器人”从无到有的过程,也是三个来自不同学校的孩子从陌生到熟悉、再到成为好朋友的过程。赵世僖笑着说,虽然在讨论的过程,孩子们常常会争论不休,有的甚至会因为意见不合争执,但没过多久又和好了。而他也根据三个孩子的不同特点,给他们各自分配任务,让他们较好地实现分工合作,产生出奇妙的“化学反应”。

赵世僖告诉记者,三个孩子各有特点:蔡梓博的表达能力和组织能力比较好,也很会协调三个人之间的关系,在讲解方面可以放心让他“挑大梁”;赵植毅从小就喜欢拆装设备,家里很多电器都被他“折腾”过,动手能力很强,也拥有一定的编程思维,因而更多承担起技术改进等工作;而王润宇则胜在对潮汕文化和茶文化的熟悉程度上。

今年7月,“工夫茶机器人”将随三个“小发明家”一同出征,代表广东省参加在贵州举行的第十八届中国青少年机器人大赛。届时,孩子们除了操作机器人,还将分工讲解。而为了让更多人了解、认识潮汕文化,讲解词中还加入了工夫茶文化的内容以及潮汕话“食茶”的表达。

“‘工夫茶机器人’是一件传统与现代、文化与科技、生活与创意相结合的作品。我们希望,它不仅能展示出潮汕少年的科技创新能力以及敢于尝试的精神,还能成为推广潮汕文化、茶文化的‘大使’。”赵世僖说。

文/图:南方日报汕头观察全媒体记者 杨可

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