理论教育 麻省理工创新思考力:三部曲带来发展、设计、创业

麻省理工创新思考力:三部曲带来发展、设计、创业

时间:2023-08-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:2002年,艾米成立MIT的D-Lab,专门教MIT学生如何为发展中国家进行工程设计。我从乌干达回来之后,决心要到D-Lab上课,学习如何在发展中国家工作。我上的课名叫“发展”,是D-Lab“发展、设计、创业”三部曲的第一堂课,主旨是介绍发展中国家的环境,以及如何为其做工程。虽然艾米十分忙碌,但大部分课程仍由她亲授。每支队伍由七八个学生及两位D-Lab领队共同组成。似乎是食物中毒,胃发炎了。

麻省理工创新思考力:三部曲带来发展、设计、创业

如果说MIT在我研究领域内有一位我崇拜的偶像,那就是彼得,但在我研究领域之外的则是艾米·史密斯(Amy Smith)了。艾米是机械工程系的资深讲师,年轻时曾经在非洲的博兹瓦纳共和国工作了两年,她在沙漠中忽然有了一个顿悟,她想为发展中国家做小型工程设计。

在二三十年前,大部分发展中国家的援助案都是大型的工程开发案(如水坝),而艾米是当时主倡“适用技术”的先锋之一。她回到MIT后,发明了一些简单的小型农业技术,得到很多奖项。2006年,TED邀请艾米发表一场著名的演讲,2010年,《时代》杂志推崇她为世界百大人物之一。

2002年,艾米成立MIT的D-Lab,专门教MIT学生如何为发展中国家进行工程设计。这几堂课在MIT非常热门,每年都要经过申请或抽签决定才能注册。

我从乌干达回来之后,决心要到D-Lab上课,学习如何在发展中国家工作。而我很幸运地,在2010年9月成功注册。

我上的课名叫“发展”,是D-Lab“发展、设计、创业”三部曲的第一堂课,主旨是介绍发展中国家的环境,以及如何为其做工程。

虽然艾米十分忙碌,但大部分课程仍由她亲授。她戴着眼镜,无论是讲课或与学生讨论,始终面带微笑,充满着孩子般的天真及好奇心

寒假(1月)时,这堂课也会带学生去某个发展中国家工作四星期,以实务来印证理论。一堂课约有六十位学生,因此分为八队,各自去不同的国家与地区(亚洲、非洲、中南美都有)。每支队伍由七八个学生及两位D-Lab领队共同组成。这趟旅程的目的是要教导学生如何聆听发展中国家当地人的问题,然后一起设计解决方案

“很多MIT学生都是科技迷,认为只要能把适当的科技空降到发展中国家,就能解决当地大部分的问题。”艾米告诉我们,“可是凭空设计的科技只是浪费大家的时间。如果你能真心去了解当地的问题,有时候,你会有前所未有的见解。”

我听了格外觉得心有戚戚焉。当初在乌干达,如果我们能多花一两个星期和当地家庭一起生活,或许就能更了解他们喝茶的习惯,也不会犯下那么大的错误。

“为了避免盲目的探索,你们每个人可以选一种科技先做初期的研究了解,成为代表那项科技的使者和专家。”艾米说,“但这并不表示你们研究的科技是当地所需要的。尽管如此,也许你们可以从与当地人的对话中,找出真正的问题及解决的方法。记住,你们首要的目标是探索与学习。”

我抽到的是加纳队,领队就是艾米。我觉得自己实在太幸运了,不仅可以聆听艾米讲课,还有机会在2011年1月和她一起去加纳学习。

之后,每个人都选了一项自己感兴趣的科技去研究。我选择研究一种称为“连锁砖”的东西。在非洲很多地方,房子都是用泥砖砌成的。砖与砖之间要铺很多水泥。但水泥很贵,在乡下也很稀有。连锁砖本身就是凹凹凸凸的形状,因此盖房子就像堆乐高积木一样把连锁砖互相嵌合,如此便能降低水泥的需求量了。

2011年1月初,我们一组十人和二十几件行李进了小货车,一群人来到波士顿罗根机场,在阿姆斯特丹转机后,于隔天晚上抵达闷热潮湿的加纳首都阿克拉(Accra)。

一到当地,立刻就有人开车来接我们到库马西市(Kumasi)。一路上颠簸异常。我很困,但是一睡着,脑袋就会撞上窗户或车顶。就这样一直晃到凌晨两点多,我们终于到达了目的地。

在往后的几天里,我们都待在库马西市,购买或制作需要的各种零件。例如,我向库马西大学借了一台压缩砖块的机器,试着制作不同形状的连锁砖块。

由于我的零件需求不多,一下子就搞定了,便去帮其他同学准备他们的零件。例如同学拉杰什(Rajesh)要制作花生油的压缩机,其中最棘手的部分是一个精密的螺旋锥。这种螺旋锥在美国到处都有,但我们找遍了库马西市都没找到。最后,我们试着找当地的金属工用砂模铸造方式帮我们打造一支。

于是,我成了那位金属工的学徒及助手。我们先把带来的样本锥埋入砂箱中,然后小心翼翼地取出来,砂箱里便有了一个螺旋锥形状的洞。接着,金属工把一些破铜烂铁的废物装进一个他亲手打造的烧炉去熔化,然后把熔化的金属倒进砂箱的洞里,等到金属冷却加以清理过后,就变成螺旋锥模型。

我从来没有看过熔化的金属,也从未看过有人可以如此灵巧地操控金属,觉得整个过程很酷!

在库马西的几天,我们把所需的零件都准备好之后,便搭了两个多小时的车来到一个小村庄。艾米和当地的一位牧师很熟,因为每年她带学生过来时,就会借住在牧师家里。

这个村庄比我以前在乌干达待的诊所简朴了些。很多地方都没电,因此晚上全靠手电筒及头灯办事。有时晚餐后大家会在漆黑的环境中聊天,只有炉子里的红色木炭隐隐发光。除非有人去搅动炉子,这时散发的火花才暂时照亮大家的脸庞。

当地有许多很奇特的菜肴,其中一种叫“富富”,是把木薯捣成泥之后配汤喝。

一天傍晚,我看到牧师的女儿和儿子在捣富富,我就过去帮他们。当地人会用一根粗木棍去捣富富,每捣一次,另一人就要去捏一下泥团。这一捣一捏之间需要良好的默契。我才捣了几次,一不小心就敲到别人的手,惹得大家哈哈大笑,很快地,我就从厨房被“驱逐出境”了。

那晚吃完富富,肚子觉得很胀。后来竟然开始恶心。似乎是食物中毒,胃发炎了。吐了一整个晚上,第二天早上感觉好多了。

这时,艾米要带我们去塔马利(Tamale)参观一个工厂,我也想跟着去。出发前,艾米递给我一只空的小锅子。

“以前我的学生也有食物中毒的经验,”她很实际地对我说,“看来你现在状况还好,为了以防万一,你拿着这个锅子吧!”

牧师也给我喝一种止吐药,我们接着便出发上路了。可是车子才开了半个多小时,止吐药似乎一直在我胃里翻搅,十分难受。我又开始呕吐了起来。

中午,我们抵达塔马利的工厂,我的胃仍然很不舒服,想吐又吐不出来,结果在参观工厂时,我都是紧紧地把小锅子抱在胸前。我心想:这真是荒谬的举动啊!(www.daowen.com)

下午回程时我又开始吐。艾米担心天气太热,而我也无法补充水分,就给我吃了一颗活性炭胶囊。之后我就一路睡回去。醒来之后觉得好多了,也开始能慢慢进食。

我在村里用从库马西带来的手动压缩机制造了不同形状的连锁砖,同时也盖了一个小型的墙来做测试。

我观摩当地的建筑和制砖业,发现当地的砖块都是就地取材的黏土砖。这种砖块的制造成本非常低,因此若要以较复杂的连锁砖做市场竞争,是非常困难的。

另外我也发现,当地大部分的房子不是用水泥,而是用黏土建造而成的;这里的房子大多是一层楼的茅顶屋,不需要十分坚实的结构。没有了水泥的需求,连锁砖也就无法发挥它的功用。因此我的结论是,连锁砖在这村子并没有什么发展的机会。

在艾米的建议下,我和掌控厨房的家庭主妇谈了谈。她们的难题是新鲜蔬果难以保鲜,因为没有电,也就无法使用电冰箱

“你的砖块如果不是实心的,而是渗水的,是不是就可以造成一个自然的冰箱?”艾米问我。

艾米说的原理是指水汽蒸发时会带走热能。如果我用可以渗水的连锁砖造成一个地窖似的容器,那么当地家庭主妇只要把蔬果放入地窖内,然后每几个小时在周围的渗水围墙浇水,那么从周围蒸发的水汽就可以冷却围墙里的蔬果。

我不知这样是否行得通,但我兴奋地设计了一个地窖,并花一周时间盖了一个简单的冰箱模型。

测试后,发现里面的温度是冷了些,可是无法达到像冰箱里的冷度。因为我们没有温度计,因此无法精确测量温度。而且,这个地窖的功能是看天气运作的,当雨天或湿度较高时,它就失去冷却的功能。

最后我把这个“冰箱”留下来当作展示品,其他人若有兴趣也可在自家建造。

我开始研究连锁砖时,绝对想不到最后会用它来盖冰箱。但这就是D-Lab教我们聆听当地人需求之后开发出来的产品。我从这个过程中领悟出,一个外地人其实很难在远处就对当地情况有彻底了解,也无权把脑袋里凭空设计出的科技,一股脑地就要求当地居民测试。有时候,必须先耐心聆听他们的声音和想法,才能印证想象中的问题是否存在。这是我在D-Lab“发展”课程中学到的最重要的一件事。

回到MIT后,我继续进修D-Lab的第二堂课——“设计”。这堂课的哲学是当学生在“发展”课中学会聆听当地声音后,接着就教育学生如何为发现的问题设计解决方法。

我和另外四位学生同组。我们的合作伙伴是尼日利亚的一位医生,他说他的诊所经常没电,但他必须使用离心机诊断病人的血液样本。目前他使用改装过的脚踏车来转动(不需电力)离心机,可是他觉得这个改装机十分笨重,问我们有无解决办法。

为了更加了解医生的困境,我们先用废弃的脚踏车在MIT也盖了一个手动离心机,测试几次之后,发现真的如医生所说,操作上非常吃力,而且体积庞大。

我们开始绞尽脑汁地思考如何把现有脚踏车改装成更小、更便捷的手动离心机。但想来想去就是没有好主意。我们似乎碰上瓶颈了。

“你们的核心设计目标是什么?”我们的导师问。

“我们想把脚踏车改装成更轻便、更小的手动离心机。”我们回答。

“不对,不对。”导师直摇头,“你们的设计目标太局限了。你们只是想设计出更轻便、更小的手动离心机,但改装脚踏车是达成目标的手段之一,并不是目标本身。”

经由这样的对话,我们恍然大悟:原来我们把设计的目标和手段本末倒置了。除了改装脚踏车,这世界上还有成千上万个我们尚未考虑过的手段。

我们花了一两周时间搜寻现有的专利,找找有无可能把缓慢的手动能量转为高速旋转(每秒三十至六十次)的方法。我们几乎把工作室所有能旋转的东西都用上了,逐一拆开来研究是否可以改装,以达到我们所需转速率的离心机,甚至连溜溜球、脚踏式缝衣机甚至电风车都考虑过了。最后我们发现,电钻里的行星齿轮(planetary gear)可以在很小的空间里达到我们的需求。我们在电钻前方装上一个可手动把手,就能把血液样本放在行星齿轮后方高旋转处。我们由此研发出一个比改装脚踏车体积小很多的手动离心机,价格也便宜了一半以上。

我们把这个设计构想告诉了尼日利亚的医生,他听了之后十分兴奋,立刻改装诊所里的脚踏车离心机,也协助附近其他诊所改装。后来,有同事提出想把这个设计带去印度量产的计划。

看来,我们设计出了一个似乎颇为成功的离心机。这个设计之后得到了詹姆斯·戴森(James Dyson)(1)发明奖。

简言之,MIT的D-Lab首先通过“发展”课扩展了我对发展中世界的认知,然后经由“设计”课,让我尝试为发展中国家开发出得以应用于真实世界中的有用设计。

至于D-Lab三部曲的第三部“创业”课程又如何呢?

这堂课我也上了,但那是稍后的故事。现在,就暂时略过不提。

(1) 詹姆斯·戴森(James Dyson)是英国发明家、工业设计家,亦是全球知名吸尘器“戴森”所属公司的创办人。

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