课堂机器人学：Hummingbird 套件

我最近参加了在纽约州地区教育中心举办的科学、技术、工程和数学 (STEM) 工作坊。很高兴能与众多教育工作者在一起，他们来这里是为了学习如何让学生参与 STEM 技能的学习。其中一项活动是使用 BirdBrain Technologies 的 Hummingbird 套件构建机器人。

Hummingbird 机器人套件售价 145 美元，包含一个 Arduino 板，可连接 LED、传感器、伺服电机等。该套件可以通过 SNAP! 或 Scratch 编程语言控制，并支持 Linux（以及 Windows 和 Mac）。欢迎 10 岁至 110 岁的学习者熟悉机器人技术和编码。扩展程序也可用，并且可以上传到 Scratch，从而可以轻松地对机器人套件进行编程和控制。该板由计算机或 AC 适配器 micro-USB 供电。

该软件是开源的，可在 GitHub 上获取。硬件的技术要求可在 其网站上 获取。

有了这个套件，很容易想象学生在教室里进行机器人学实验，或者成年人在创客空间或公共图书馆摆弄它。Bird Brain Technologies 提供了许多 教程，其中包含想法、技巧和窍门。我很容易看到该套件在学术环境中实施，无论是课程内还是跨课程，因为它的实用性几乎没有限制。它使学生和教师能够快速、轻松且经济地将 STEM 技能融入任何课堂。

受当天使用 Hummingbird 套件的启发，我询问了 BirdBrain Technologies 的 Tom Lauwers，他是否可以向我们介绍更多关于这款开源硬件的信息。

为什么选择开源？

两个主要原因。

我公司的产品很大程度上得益于匹兹堡当地基金会、美国国家科学基金会以及 Arduino、Scratch、Snap!、LUFA 等开源项目的工作提供的资金。将这项工作置于公共领域似乎是正确的做法。而且，我们为 Hummingbird Duo 使用了 Arduino 设计，因此这是法律要求的，但如果我们确信保持闭源，我们当然可以绕过这一点。

BirdBrain 的宗旨是鼓励学生（和教师）使用我们的硬件制作东西。Hummingbird 是一个用于修补和制作小玩意的工具包！那么，如果我们随后说：“你可以玩我们的产品，但你绝对不要试图改变它们。”那会是什么样子？作为一个开源项目，Hummingbird 的可能性是无限的——即使是核心电子元件也可以由想要制造更符合其需求的 Hummingbird 兼容变体的人们进行构建和修改。如果今天使用 Hummingbird 的 12 岁孩子在五年后开发出 Hummingbird 变体或衍生产品，那将是多么棒的一件事？

您是如何开始接触开源和开源硬件的？

我公司的产品是由我和卡内基梅隆大学 CREATE 实验室的许多其他人开发的。当我获得博士学位后，我决定下一步合乎逻辑的步骤是商业化，因此我创办了 BirdBrain Technologies，我们从卡内基梅隆大学获得了 Finch 机器人和 Hummingbird 机器人套件的许可。当需要修订 Hummingbird 套件时，我请求卡内基梅隆大学允许开源新的硬件和软件。他们慷慨地允许了这一点。

您认为 Hummingbird 在市场上的成功是否得益于开源代码？

有一句 attributed to Newton 的名言，即站在巨人的肩膀上，它完美地概括了开源如何使我们受益。

我公司受益于为创建低成本或免费、易于使用且在某些情况下专为我们最感兴趣服务的学生群体设计的电子和软件工具所做的所有工作。像 Scratch 和 Arduino 这样的开源项目自然会从协作中受益，因此它们自然会创造出邀请个人和公司加入其生态系统的方式。

在 Arduino 的案例中，我们采用了 Arduino Leonardo 的设计，并创建了脚手架来简化电子元件的连接和编程。在 Scratch 的案例中，扩展机制允许数十家公司和个人开发者向常规 Scratch 环境中添加模块，用于机器人、Kinect 摄像头和 Wii 遥控器等各种事物。

对我们来说的好处是，这意味着你可以让学生创建一个可以响应 Kinect 或 MaKey-MaKey 的 Hummingbird 机器人，所有这些都在一个二年级学生可以使用的环境中完成。我只是不认为闭源系统能够创建这种由数十位贡献者（大多数与核心平台团队无关）组成的生态系统，这些贡献者创建了各种各样、有趣的扩展程序，并且所有这些扩展程序都可以相互操作。

你们如何许可你们的软件和硬件？

我们的硬件根据 Creative Commons 许可 CC BY-SA 3.0 获得许可。该软件根据 Copyleft 许可获得许可。

为什么开源是一个好的工作领域？

对我个人而言，它符合我的风格；尽管我经营一家企业，但我天生具有协作精神，并寻求与任何人合作的机会，即使是“竞争”公司。看到人们使用我创造的东西并从中受益，我感到非常高兴，如果有人采用我创造的东西并加以改进，我会感到非常激动。

开源开发者倾向于认同这种心态，而在竞争更为重要的领域，则会花费大量精力来设置障碍，以阻止其他人朝着类似的解决方案努力。如果你在需要预先投入大量资本的企业工作，这可能是有道理的，但在我公司所处的领域，这没有道理。

开源的什么特质让您持续投入其中？

我们公司很小，我们的产品将在五到十年内过时，因此我们需要不断创新。我们将继续基于开源硬件和软件进行构建，添加我们自己的创新，并将这些重新发布到开源社区，供其他人改进。

您认为当今开源领域最大的需求是什么？

政府据说是民有、民治、民享的，但其中很多都是不透明的，无法合作，而且一旦决定做某事就会显得专横。我们需要开源政府的工具，即政府运行所依赖的软件和硬件，以及政策的制定过程。

您的背景是什么？

我出生于比利时，8 岁时搬到了库比蒂诺（苹果公司所在地），18 岁时为了上大学搬到了匹兹堡。我非常喜欢这里，所以就留了下来。我从小就对科学感兴趣，在高中参加美国 FIRST 机器人竞赛时，我特别喜欢工程学和机器人学。

我在卡内基梅隆大学学习了 10 年，先是获得了电气工程学士学位，然后获得了机器人学博士学位。

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