杭电团队开发“折纸交互机器人”儿童教学系统_杭州电子科技大学

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精通数学的人都知道，折纸中蕴含着丰富的数学知识。也有一些不自知的人，通过折纸能“玩出花”来。

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”。

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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。

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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。

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“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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