家庭智造：抢答器的设计与制作

    吴俊杰

    

    

    

    在生活中常常能够看到举手抢答的场景，可主持人却很难明确到底是谁获得了抢答权。在计算机出现后，很快就有人提出通过计算机来制作抢答器的想法，随后便出现了比较商业化的专业抢答器，而开源硬件的出现，使得我们自制一个抢答器系统变得更加轻松。

    作品原型

    掌控板上面有很多数字输入的端口，所谓数字输入就是只有两种状态的输入，如按键A和B，它们只有两种状态，一种是按下，一种是弹起。此外，通过拓展板还可以外接很多按键作为输入设备使用。它们都可以作为抢答器的信息输入端来使用。使用掌控板的仿真版可以很方便地测试抢答器的使用效果，屏幕在待机状态下显示心形，如果按键A按下则显示拳头，如果B按下则显示手掌（如图1），表示抢答的结果。

    在程序设计方面有一个小技巧，当抢答成功后，等待一段时间，这样可以避免后抢答的人改变抢答结果。而针对抢答后还可以继续抢答的系统错误，则可以用不同的算法来解决这个问题，如使用变量的状态来设定是否可以抢答。这个问题是一个工程问题，可以有很多途径来解决，如使用延时，但是如果是在快速抢答情境中，这种方法就不见得真正有效，就需要修改和提升，而在反复修改的过程中会产生一些稳定的、具有一定通用性的、场景下解决编程问题的规律性的方法，我们可称其为“算法”。学习算法是一个探究的过程，而不仅仅是一个学习现成答案的过程。

    外观设计

    使用Makerbrush在线平台可以很方便地进行外观设计，在套件中提供了一组Laserblock开源积木和一系列电子积木的三维模型，我们也可以用它们来搭建比较结实耐用的结构，配合瓦楞纸或者激光切割的配件制作外观，并要提前测试电子积木的安装效果。整个装置将掌控板放在中间，左侧表示参与抢答的“小猫队”，右侧表示参与抢答的“小狗队”，有两个外接按键分别表示按键A和按键B，按键延长后可以放在负责抢答的选手手边（如图2）。

    仿真设计环境对机械结构的设计起到了很重要的作用，提前用仿真和设计平台设计出效果图，一方面可以避免不必要的错误，另一方面也可以方便交流。图3是Laserblock搭建的作品骨架。有这样的立体效果图，对后期如何组装积木也很有帮助。

    当下，“数字双胞胎”的概念正在工业设计领域被广泛应用，其基本原理是在制作真实作品之前通过仿真软件来设计一个一样的仿真作品，其仿真程度甚至可以预言真实作品在几年以后的工作状态，并且在真实作品制作出来以后，还可以根据实际情况修改仿真作品的系数，使其可以更好地反映真实作品未来的状况。这种设计和仿真软件在创客作品设计和创客基本技能测试领域中的应用，在未来值得被进一步重视。

    产品制作

    将端口P1外接一个按钮开关替代按键A，端口P2外接一个按钮开关替代按键B（如图4），并且通过设定子函数简化程序后可以得到外接传感器后的程序效果（如下页图5）。这样做就可以方便外接传感器并延长到使用者可接受的长度。

    在改进的程序中增加了抢答音效，使得抢答结果可以更明显地表示出来。在制作环节中，我们可以将Makerbrush设计的3D模型展开成二维图纸进行激光切割，搭建Laserblock结构之后配合上装饰配件，并适当延长按键的数据线长度，这样，一个家庭智造的抢答器作品就初步完成了（如图6）。

    家庭创客空间、校园创客空间和社会创客空间应当成为一个相互促进的有机整体，数字化仿真软件在家庭环境中就可以很好地构建一个创客项目的雏形，伴随着家庭喷墨打印机、家用激光切割机的普及，更多的人可以在家实现创客作品的制作。

    可重用的电子模块也使得家庭创客作品的复用性得到提高，有时一个抢答器上的按钮可能会被改装在一个遥控机器人的遥控器上，因而这种可复用可仿真的设计形态，要求未来的消费者具备更高的综合能力。所以说，创客教育在某种意义上可以被理解为创客社会模型的未来消费者能力层面上的教育。那么，在2013年开始、2015年爆发、2020年遭遇新冠疫情考验的创客能否承载社会积极转型的未来，则是信息科技学科、信息社会发展所要深刻思考的一个社会问题。

    “软件吞噬一切”，所有事物终将可以被虚拟设计，但开源吞噬了软件的盈利基础，造物吞噬了“买买买”形式的消费主义的社会基础，创客社會的未来，需要我们携起手来共同思考。