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斯坦福大學生發明袖珍型科學實驗室

2015-09-13 20:03:29 未知

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Clifton Roozeboom出神的看著眼前熱鬧沸騰但是次序井然的場面 —— 數十名初中生正在表演空翻、側手翻以及芭蕾舞式旋轉。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備引起了Clifton的注意。事實上，這個設備正在采集那些能夠使復雜的數學與科學概念變得直觀和簡單的數據。

這個設備被稱之為PocketLab，一個從大學課后作業中誕生的產品。

2013年底，斯坦福大學的技術商業化教授給當時正在攻讀哲學博士學位的Clifton布置了一項作業，那就是根據自己的創意開發一款新的產品并為這個產品制定商業計劃，同時尋求潛在的市場。

Clifton很快就發現全國各地科學與數學課堂上正在使用的設備和市場上可獲得的最先進技術之間存在很大的差距。

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“我們希望填補設備與先進技術之間的鴻溝，開發一款對于學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。”PocketLab的創始人兼首席執行官（CEO）Clifton說道。

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

隨著技術商業化課程的結束，Clifton看到了一個能夠讓他的作業從課程項目實現華麗變身的機會。他把自己的商業計劃提交到了耶魯大學和斯坦福大學不同競賽中，并且贏得了足夠生產一個原型的獎金。

2014年初，Clifton將PocketLab打造成了一款緊湊且耐用的無線設備。他開始在從初中生到大學生的群體中對它進行Beta測試，進一步完善技術和算法，并創建一種可用于iPhone/iPad、Android設備和Chromebook的應用程序。Clifton還重新設計了PocketLab，使其更適合生產制造，同時采用了TI的Bluetooth SmartCC2541無線微控制器作為整個產品的“大腦”，以實現數據的無線傳輸。此外，PocketLab還采用了TPS62732超低功耗轉換器作為電壓調節。

“TI為產品的開發提供了一個絕佳的起點，例如TI所提供的參考設計和固件，這些工具在我們研發的初始階段起到了巨大的幫助。”Clifton表示，“此外，TIE2E論壇也非常活躍，有大量的會員出力獻策。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。”

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

當學生們旋轉和空翻時，PocketLab測定了芭蕾舞式旋轉每分鐘的轉數以及空翻時每秒翻轉的角度。學生會將這些數據與自己原來的猜測進行比較，看看旋轉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。

“不同的學生可通過不同的方法學習。”Clifton說，“有些人可以直接從書本中學習，有些人可以從示例和圖表中學習。但我認為，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據相結合會更激動人心。”

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

“我喜歡設計和制造東西。”Clifton表示，“在這個過程中我能獲得莫大的職業樂趣。這實際上為我提供了一個機會，能夠藉此與年輕人和原本可能對工程學沒有概念的人分享我的愛好以及我在科學與工程領域找到的樂趣。”