王继东
过去的一年,对于北京师范大学第二附属中学高二学生王子祺来说,好事不断:作品“平面五连杆机械手转置矩阵的研究”在第二届全国青少年电子信息创新大赛中荣获一等奖;在第十届中国少年科学院“小院士”课题研究评审中,选题“可编程双连杆机械手”获得专家们的一致肯定,被评为一等奖;“可拆卸头戴式耳机”、“可编程平面五连杆机器人”等还获得三项发明专利。
在学校,王子祺是鼎鼎有名的“小院士”、“科技达人”,可成功的背后,却隐藏着一些密码:兴趣与挫折,坚持与放弃,压力与汗水。
“在我的眼里Nothings impossible,我只是把别人眼中的不可能变成了现实而已。”王子祺说。
“我们没有刻意培养他的兴趣,只是给他的‘瞎折腾提供了一个宽松的环境。”爸爸王世杰说,从上学开始,家里的小电器经常被王子祺莫名其妙地“解剖”。好在家人对他的破坏行为比较“放纵”,甚至常常扮演“帮凶”的角色,遇到问题,也总是鼓励他动手一探究竟。渐渐地,王子祺养成了“拆电器”的爱好。
上了初中,听音乐在同学间流行起来。“为了听歌,需要随身携带很多东西,MP3、耳机、充电器……很麻烦。”苦恼很久后,有一天,王子祺在家发现一个用坏了的普通头戴式耳机和一个电池出了故障的蓝牙耳机。
看着就这么白白浪费了的宝贝,他灵光一闪,为什么不能将这两个耳机的功能结合在一起?
要把想法付诸实践并不容易,两个耳机都没有电路说明,王子祺只能上网寻求答案。
“你根本不知道把两个耳机焊接在一起会出现什么情况,到底有没有作用,只能先根据自己的推测去做,失败了就重来。”对别人来说这个过程很枯燥,但他却决意坚持到底。“有一阵,无论怎么改变做法,装置一点反应都没有,我沮丧到了极点,不过也没有放弃。”王子祺说。
反反复复将蓝牙的电路板拆装了十几次,耳机终于具备了蓝牙的功能,但这只刚迈出了一步,接着王子祺又想出了一系列的改善计划:添加收音模块以提升音效,增加MP3模块方便控制,最后发现它携带不方便,于是把它设计成可拆卸的。
虽然之后的每一次改进都十分不易,但王子祺终于在初三那年完成了“可拆卸头戴式耳机”的制作。看着一堆杂乱无章的材料在自己的手中变成有模有样的小发明,这种欢欣无法言喻。
实践过程中,王子祺也收获不少。“这世界上只有想不到,没有做不到,书本上看似枯燥的知识,运用于实际之后原来那么有趣。”而他也逐渐明白,创新的世界远比自己想象的广阔……
醉心于科技创新的王子祺并没有耽误学习。初中毕业,王子祺以优异的成绩考进了北师大二附中PGA国际部,开始了全新的高中生活,并加入校机器人社团。
因为学校是按照社团规模大小来决定是否赞助,所以人数不多的机器人社团一直面临经费紧张的难题。“做机器人的一套普通设备大概要七八千,刚加入社团时,大家使用的设备还是前社长自己掏钱买的。”在王子祺的印象中,社团一直很“穷”。
一次参加台湾地区机器人大赛时,信心满满的王子祺原本打算像前辈一样拿个大奖,但在向学校提交了资金申请后,等来的却只有500元赞助。“到了台湾,这笔钱连我们几个人的伙食费都不够,更别说去买全新的设备了。”那次比赛,王子祺和队员只能用被淘汰下来的零件与别人全新的设备比拼,结果自然是沮丧而归。
屋漏偏逢连夜雨。由于学校的不支持,机器人社团的活动被迫转移到校外,租场地、租设备的费用必须由全体社员均摊,每人每月至少要1000元,这样的开销让王子祺的父母有些承受不起,他们开始劝儿子暂时先放一放机器人的研究。
就在山穷水尽之时,愁眉不展的王子祺迎来了柳暗花明。原来在高一刚入学时,王子祺就将作品“可拆卸头戴式耳机”上报学校,参加了2013年北京市西城区青少年科技创新大赛,拿下了一等奖以及“北京市青少年科技创新大赛”的二等奖,更重要的是,指导老师把王子祺介绍给了北京师范大学一名研究机器人的教授。通过“翱翔计划”的支持,王子祺最终成了那位教授的学生。
在教授的指导下,王子祺的视野被打开了,见到的东西、接触到的专业知识更为广阔,此外,教授还提供了实验室供他使用。“制作机器人需要的材料,大都能从教授的实验室里找到,而零件用3D打印机就可以打印,效率立刻比以前高了不少。”王子祺笑着说。
一个学期后,王子祺受邀参加北京师范大学机器人夏令营,为期四天的夏令营只有一个任务:每人做一辆机器车,要求每辆车的功能都不一样。
凭借扎实的基础以及老师的指点,王子祺成为唯一一个成功设计出机器人的营员。
“我的目标是考上国外TOP10的大学。”在采访最后,王子祺大胆地说出了自己的目标。
“我是一个不相信不可能,喜欢观察、充满好奇、善于钻研的人。”王子祺说,作为学校机器人社的副社长,自己经常解决一些大家认为不可能的问题。
一次组装FTC机器人时,需要一个前驱动。如果按正常的横向方式来装,前面的位置不够安装电动机。大家考量之后认为一个后驱就够了,便提议放弃前驱。
但王子祺不同意,并提出了自己的建议:用一个90°的齿轮组,纵向安装电机。这个方案一出,所有人一致表示“不可能”。可最后王子祺还是将这个齿轮组设计出来了。安装时,王子祺建议把齿轮组安装到固定轮子的梁上,而这也是当时唯一可以安装的部位。虽然遭到社员们的质疑,但这个看似“不可能”也“不会有人这么做”的方案最终成功了。
“在创新过程中会遇到各种各样的问题,要靠不断学习来解决,这样既能拓宽知识面,还能锻炼多方位思考问题的能力。”王子祺说,“更重要的是培养了自己永不服输的性格。”
现在王子祺正在设计一个仿生的搓澡、按摩机器人。在他的设想中,人们可以坐在椅子上,或是趴在床上让机器人帮忙搓澡或按摩,“虽然大家都不看好这个发明,但我相信只要努力,就一定能够成功。”王子祺信心满满地说。