《電子技術(shù)應(yīng)用》
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斯坦福大學(xué)生發(fā)明袖珍型科學(xué)實驗室

2015-09-13

       Clifton Roozeboom出神的看著眼前熱鬧沸騰但是次序井然的場面 —— 數(shù)十名初中生正在表演空翻、側(cè)手翻以及芭蕾舞式旋轉(zhuǎn)。乍一看,,這似乎只不過是一群興奮雀躍的青少年,,不過他們每個人腹部前的小設(shè)備引起了Clifton的注意。事實上,,這個設(shè)備正在采集那些能夠使復(fù)雜的數(shù)學(xué)與科學(xué)概念變得直觀和簡單的數(shù)據(jù)。

       這個設(shè)備被稱之為title="PocketLab" target="_blank">PocketLab,一個從大學(xué)課后作業(yè)中誕生的產(chǎn)品,。

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       2013年底,斯坦福大學(xué)的技術(shù)商業(yè)化教授給當(dāng)時正在攻讀哲學(xué)博士學(xué)位的Clifton布置了一項作業(yè),,那就是根據(jù)自己的創(chuàng)意開發(fā)一款新的產(chǎn)品并為這個產(chǎn)品制定商業(yè)計劃,,同時尋求潛在的市場。

       Clifton很快就發(fā)現(xiàn)全國各地科學(xué)與數(shù)學(xué)課堂上正在使用的設(shè)備和市場上可獲得的最先進(jìn)技術(shù)之間存在很大的差距,。

       “我們希望填補設(shè)備與先進(jìn)技術(shù)之間的鴻溝,,開發(fā)一款對于學(xué)生而言非常直觀同時又能夠讓教師在課堂上輕松使用的實驗性、實踐性工具,?!盤ocketLab的創(chuàng)TI始人兼首席執(zhí)行官(CEO)Clifton說道。

       因此,,他設(shè)計出了一款可以“放在口袋中的科學(xué)實驗室”,。這個設(shè)備具有六個傳感器,,包括加速計、磁力計,、陀螺儀,、氣壓計和溫度計。

       隨著技術(shù)商業(yè)化課程的結(jié)束,,Clifton看到了一個能夠讓他的作業(yè)從課程項目實現(xiàn)華麗變身的機(jī)會,。他把自己的商業(yè)計劃提交到了耶魯大學(xué)和斯坦福大學(xué)不同競賽中,并且贏得了足夠生產(chǎn)一個原型的獎金,。

       2014年初,,Clifton將PocketLab打造成了一款緊湊且耐用的無線設(shè)備。他開始在從初中生到大學(xué)生的群體中對它進(jìn)行Beta測試,,進(jìn)一步完善技術(shù)和算法,,并創(chuàng)建一種可用于iPhone/iPad、Android設(shè)備和Chromebook的應(yīng)用程序,。Clifton還重新設(shè)計了PocketLab,,使其更適合生產(chǎn)制造,同時采用了TI的Bluetooth Smart CC2541無線微控制器作為整個產(chǎn)品的“大腦”,,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸,。此外,PocketLab還采用了TPS62732超低功耗轉(zhuǎn)換器作為電壓調(diào)節(jié),。

       “TI為產(chǎn)品的開發(fā)提供了一個絕佳的起點,,例如TI所提供的參考設(shè)計和固件,這些工具在我們研發(fā)的初始階段起到了巨大的幫助,?!盋lifton表示,“此外,,TI E2E論壇也非?;钴S,有大量的會員出力獻(xiàn)策,。在這個論壇上,,百分之九十的問題都能找到答案,而我提出的一些無人問及過的問題也獲得了很好的支持,?!?/p>

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       在斯坦福大學(xué)附近的初中,Clifton又繼續(xù)開始了對PocketLab的測試,。在學(xué)生們完成自己的雜技表演后,,所有人都圍聚在幾個iPad旁。Clifton在教他們有關(guān)角旋的知識,,這個概念通常在高中物理課上才會出現(xiàn),。

當(dāng)學(xué)生們旋轉(zhuǎn)和空翻時,,PocketLab測定了芭蕾舞式旋轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)以及空翻時每秒翻轉(zhuǎn)的角度。學(xué)生會將這些數(shù)據(jù)與自己原來的猜測進(jìn)行比較,,看看旋轉(zhuǎn)速度和角速度會有多快以及它們究竟是恒定的還是變化的,。

       “不同的學(xué)生可通過不同的方法學(xué)習(xí)?!盋lifton說,,“有些人可以直接從書本中學(xué)習(xí),有些人可以從示例和圖表中學(xué)習(xí),。但我認(rèn)為,,即便是能夠通過這些方式理解知識的人,也會感到將概念具象化和可視化,、讓動作與可量化的數(shù)據(jù)相結(jié)合會更激動人心,。”

       Clifton希望看到PocketLab成為全國各地科學(xué)與數(shù)學(xué)課堂的一部分,,同時他也認(rèn)為即使是在家中受教育的孩子也會從PocketLab中受益匪淺,。

       “我喜歡設(shè)計和制造東西?!盋lifton表示,“在這個過程中我能獲得莫大的職業(yè)樂趣,。這實際上為我提供了一個機(jī)會,,能夠藉此與年輕人和原本可能對工程學(xué)沒有概念的人分享我的愛好以及我在科學(xué)與工程領(lǐng)域找到的樂趣?!?/p>


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