Det er ingen kulegranatpenner, ingen håndleddsmontert dartpistoler, ingen Aston Martins lurt ut med røykskjerm, skuddsikkert glass, roterende lisensplater eller ejektorseter. Fortsatt er de geekgodkjente kontrastene ved Legos forsknings- og utviklingsanlegg i Billund, Danmark, like begjærlige som noe som tilberedes av Q Branch.
Fra denne historien
[×] STENGT
Leketøyfirmaet har forsynt verden med mer enn 600 milliarder bittesmå plastmurstein - omtrent 80 for hver innbygger på jorden. (Brukt med tillatelse, © 2012 THE LEGO GROUP) 
Denne samlingen fra 1953 var den første som døpte de danske lekene Lego Mursten — Lego murstein. (Brukt med tillatelse, © 2012 THE LEGO GROUP) 
I en robotkonkurranse i januar var det mer enn 100 lag fra seks stater og to land som kjempet for Lego-dominans. (Eli Meir Kaplan) 
Inne i Legos FoU-laboratorium i Billund, Danmark, utarbeider 150 designere de neste whiz-bang-legokonstruksjonene. (Brukt med tillatelse, © 2012 THE LEGO GROUP) 
Legos nye Mindstorms EV3-sett lar brukere bygge 17 forskjellige roboter og programmere dem direkte gjennom en "intelligent murstein." (Ian Allen) 
Fotogalleri
Q Branch er selvfølgelig delen av Her Majesty's Secret Service (MI6) som forsyner James Bond med fantasifull gadgetry. Hovedkvarteret til MI6 er en ziggurat-lignende festning kjent i etterretningsfellesskapet som Legoland. Det får navnet fra leketøyselskapet som har levert jorden med mer enn 600 milliarder bittesmå plastmurstein - omtrent 80 for hver innbygger. Lego-selskapets eget hovedkontor er et beskjedent campus som er så ryddig og velordnet som en kvadratisk ligning. Store fargede murstein - et bedriftens nikk til kunst - ligger spredt i ryddige hauger, og enkle rektangulære bygninger har navn som Idea House og hovedkontor.
Legos egen MI6, det topphemmelige FoU-laboratoriet, ligger i andre etasje i en trist teglsteinsstruktur kalt Tech Building. Innvendig er girhoder i jeans og fleece-pullovere omgitt av nok elektroniske ganglia til å starte Frankensteins monster. Midt i en spaghetti av ledninger og en flamming av røde, grønne, blå, gule og lilla blokker er et fantastisk utvalg av robotprototyper, alle i stand til å irritere oppførsel. Noen av disse forundringene driver seg på Lego-hjul; andre skitter rundt på Lego-bena. Det er en skorpionlignende robot som snur seg skarpt, knipser klørne og søker etter en infrarød beacon-"bug". Det er en Mohawked android som slenger små røde kuler mens den buldrer. Og det er en fanget robotslange som med bølgen av en smarttelefon rister, skrangler og ruller. Dengle cellen foran hodet til slangen, og det slipper å bite deg.
Alle tre gizmos er tegn i Mindstorms EV3, den siste oppdateringen av et gjør-det-selv-sett som gjør det mulig for spirende Edisons å montere roboter, programmere dem på PC-er og Mac-maskiner, og kontrollere dem via Bluetooth, nedlastbare apper og stemmekommandoer. Som alle andre Lego, er Mindstorms EV3 et virvar av deler (nesten 600 separate elementer) som kan kobles sammen på mange måter. Leken, som klokker inn til $ 350 og vil være i butikkene i høst, kommer med 3-D interaktive bygningsinstruksjoner for 17 forskjellige roboter som går, snakker og stilker. Og dette er Lego, og initiativrike barn oppfordres til å hacke seg bort og gjøre komponentene til det de kan drømme opp.
***
En gang i tiden manglet lærere verktøyene til å begeistre og engasjere elever i ingeniørfag. Og den teknologiske kunnskapen som kreves for å sette sammen en jorderobot, begrenset publikum til studenter på videregående skole og universitet. Det hele endret seg i 1998 da Lego lanserte sin første bølge av programmerbare roboter. I løpet av den andre bølgen, i 2006, hadde programmeringsspråket blitt visuelt og barna kunne få roboter til å gjøre stort sett hva som helst bare ved å koble direktiver på en datamaskin. "I dag kan en andre klassing lage sine egne veggen unngå triceratops på 20 minutter, " sier Chris Rogers, professor i maskinteknikk ved Tufts University.
Med murstein, action og farger så levende som tropiske solnedganger, skapte Lego en måte for nybegynnere å lære det grunnleggende om konstruksjonsteknikk: avstivning, spenning og komprimering, lasting av begrensninger, bygging til skala. Ved å kombinere Lego-klosser til sensorer, servomotorer og mikroprosessorer, kan de nybegynnere nå utforske alt fra grunnleggende trinser og belter til programmering av datamaskiner. "Mindstorms EV3 gjør det vanskelig å tøffe maskiner, " sier Ralph Hempel, forfatter av Lego Spybiotics Secret Agent Training Manual .
Mindstorms oppfordrer unge tinkerere til å spille seg inn i robotikk. "Det setter ingen grenser for fantasiene dine, " sier Niels Pugholm, en dansk universitetsstudent som har lekt med Legos fra han var gammel nok til å vite at han ikke skulle svelge dem. “De fleste lekene forteller en historie; Mindstorms er utforskende og har ingen faste regler. Hvis jeg konstruerer en Mars rover-robot, kan jeg gjenoppbygge den til en robotarm og deretter en robot-humanoid. Lego-robotikk er en lurt pedagogisk måte å lære om design, planlegging, konstruksjon og, aller viktigst, gjenoppbygging. ”I Danmark, sier han, er det obligatorisk for et barn å bygge et Babel-tårn fra Legos som" uunngåelig blir revet. "
EV3 er den tredje generasjonen av destruktive Mindstorms, og den andre som er skaffet publikum. "Kraften til mange, " sier Marc-André Bazergui, en av et dusin Lego-borgerutviklere - som kaller seg de 12 apene - som var impaneled til å designe den siste utgaven. I årenes løp har de mange gammeldagse Lego-roboter som løser Rubiks kubber, sorterer M & M-er etter farge og konverterer konvensjonelle toaletter til robotspylere.
En del av den såkalte “produsentbevegelsen”, Mindstorms 'fanatiske nettsamfunn deler ideer ved å laste opp planer for nye kreasjoner til Lego-fora og legge ut videoer til YouTube. Over hele kloden hører skolebarn til ligaer og holder turneringer der lag blir utfordret til å designe, bygge og programmere en Lego-robot for å fullføre en spesifikk oppgave relatert til et tema som klimakontroll eller transportsikkerhet. I USA kjøres konkurranser av FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology), en nonprofit stiftet av den tilsynelatende uuttømmelige oppfinneren Dean Kamen (skaperen av Segway-scooter). Hver vår arrangerer FIRST mesterskap i fire divisjoner innen robotikk, og strekker seg mellom 6 og 18 år. På årets tre-dagers Lego-blokkfest på Edward Jones Dome i St. Louis, konkurrerte 650 lag om robotoverlegenhet og mer enn $ 16 millioner i stipend til 140 høyskoler.
Halvparten av alle delstatsskoler og omtrent en fjerdedel av alle grunnskoler har brettet Mindstorms inn i læreplanene. Massachusetts Institute of Technology har en Lego Chair, som ikke er et chesterfield laget av Lego murstein, men et begavet professorat ved høyskolens medielaboratorium. Hos Tufts har robotikksettene fremkalt et like antall avhandlinger og diskursjoner med fengende titler som "Teaching Basic Cardio-Vascular Mechanics with Lego Models: A High School Case Study."
Rogers jobbet sammen med Lego for å utvikle Robolab - en robotisk tilnærming til å lære vitenskap og matematikk - som har blitt brukt på rundt 50 000 skoler over hele verden og har blitt oversatt til 15 språk. Han understreker designtenking, ideen om at du rammer opp et problem ved først å forestille deg løsningen. Hans tilnærming er basert på demonstrasjon, kritikk og iterasjon: Alt kan gjøres bedre, til og med fiasko. "Barna gjør en utdannet gjetning og kjører deretter eksperimenter for å bevise sine teorier, " sier han. ”De ser at det ikke er noe riktig eller galt svar, bare et uendelig antall måter å løse et problem på. Læring som er like kritisk for teknikk som for livet. "
Samuel Beckett formanet: “Mislykkes bedre.”
***
På dansk uttales Lego LEE-go. På engelsk uttales konstruksjonsviten som har grepet den siviliserte verden LEEgoMAINia. En italiensk kunstner gjenopprettet møysommelig verkene til gamle mestere i Legos, inkludert da Vinci's Mona Lisa og Vermeer's Girl With a Pearl Earring . En kunstner i Chicago har designet Legos miniskala-sett av Det hvite hus, operahuset i Sydney og 15 andre eminente byggverk. Andre har gått ekstra mye for å sette sammen verdens største Lego-bro (122 fot), verdens lengste Lego-togbane (4.923 fot) og verdens høyeste Lego-tårn (106 fot, syv tommer; 450.000 murstein). Det vil ta 40 milliarder åtte-stud Lego-murstein for å bygge en stabel til månen, selv om ingen ennå har forsøkt dette.
Ikke bare får alle viktige nye NASA-romskip og oppdrag nå sin egen Lego-modell, men astronauter ombord den internasjonale romstasjonen har bygget dem i bane. Det er Lego Darth Vader-klokker, Lego Ninjago videospill og en Lego Quidditch-kamp. Et år fra nå kommer den animerte opplevelsesfilmen LEGO: The Piece of Resistance på teatre. Tegneserien har karakterer som er stemt fra Will Ferrell og Morgan Freeman, og lover å være en ekte, ahem, blockbuster. Ved siste uttelling var fire av de 10 beste barnekapittelbøkene på New York Times bestselgerliste fra Lego. En av dem, The Lego Ideas Book, har merkelinjen "Unlock Your Imagination."
Fantasi er det som har ledet Lego fra grunnleggelsen i 1932 av Ole Kirk Kristiansen, en Geppetto-lignende snekker med et lite verksted i Billund, en landsby i Jylland med topografi av en pannekake. I et forsøk på å slå den store depresjonen begynte Kristiansen å lage fargede trebiler og trekke ender. Etter å ha konkludert med at leketøyselskapet hans trengte et mer stemningsfullt navn enn Billund Maskinsnedkeri, avkortet han uttrykket leg godt, dansk for "lek godt." 'I en heldig tilfeldighet betyr Lego "jeg satt sammen" på latin.
Lego, som forstått av de fleste voksne, begynte i 1949, kort tid etter at Kristiansen kjøpte Danmarks første sprøytestøpemaskin og begynte å trekke ut leker med noen plastdeler. I følge Lego-legenden skjedde han på noen hule, britisk-laget blokker kalt Kiddicraft, som inspirerte hans egne Automatic Binding Bricks, forløperen til Lego-mursteinen. Designgjennombruddet var en stender-og-rør-mekanisme som gjorde at mursteinene kunne smekke sammen, holde fast og likevel på en eller annen måte komme lett fra hverandre. “Legos er de ultimate symbolene på dansk karakter, ” sier Niels Pugholm. “De er upretensiøse små objekter som er avhengig av logikk og geometri. Kanskje fordi Danmark har så få naturressurser, blir oppfinnsomheten verdsatt. ”
I 1958 - året for Kristiansens død - patenterte Lego sin click-fit-teknologi, som selskapet kaller “clutch power.” Nøkkelen er presisjonsteknikk; toleransen til Legos danske moderne tapper er en femtiende av en millimeter, ti ganger finere enn et menneskehår. I løpet av det neste halve århundre ble Lego et av verdens mest elskede leker. Omtrent halvparten av foreldrene på planeten har blitt våknet av en forstyrrelse midt på natten, stukket grogg inn på barnerommet sitt og tråkket barfot på en Lego-murstein.
Barn er fantastiske små vesener, har Mads Nipper, selskapets markedssjef, sagt. "Ved siden av berusede mennesker, er de de eneste ærlige menneskene på jorden." Da tusenårsriket nærmet seg, utnyttet Lego denne ærligheten ved å gå på en merkevarebender. Det familiedrevne firmaet laget for barneklær, babyprodukter, smykker, videospill og temaparker.
Men noe råtnet i delstaten Danmark. I 2004 hadde Lego tatt noen blokkerte økonomiske beslutninger og var på randen av konkurs eller en overtakelse av Mattel, verdens største leketøyshandler. Kjeld Kirk Kristiansen, administrerende direktør og barnebarn av grunnleggeren, utnevnte den tidligere lederkonsulenten Jorgen Vig Knudstorp til å erstatte ham og gjenoppbygge Lego, murstein for tegl. Noe som Knudstorp gjorde, kutt på kostnader, permittering, halvering av utviklingstider, skraping av programvaredivisjon og kutting av produktlinjer. Tilsynelatende nedrykket til Great Toy Attic in the Sky, gjorde Lego en bemerkelsesverdig snuoperasjon.
Én linje Knudstorp lot være urørt var Mindstorms, som begynte livet for 15 år siden i samarbeid med MIT Media Lab. "Den originale patenten på vår sammenlåste teglstein utløp i 1975, " sier Nipper. "Den eneste måten å fortsette å differensiere oss fra konkurrentene på, var gjennom kreativitet." Og ikke nødvendigvis Legos egen kreativitet: Selskapet har outsourcet Mindstorms innovasjon til sin hard-core fanbase.
Forholdet mellom Mindstorms og dets entusiaster hadde alltid vært symbiotisk. Et par måneder etter debuten til robotikkpakken i 1998, studerte Stanford University-kandidatstudent Kekoa Proudfoot omvendt på sine egne mikroprosessorer og la designhemmelighetene ut. Andre hackere sprang på funnene hans, designet ny programvare og operativsystemer og delte ytelsesjusteringer med resten av Internett. Mens Legos ledelse og juridiske team diskuterte hvordan de skulle håndtere bruddet, foreslo Nipper at selskapet skulle oppfordre til åpen innkjøp.
Han saksøkte modderne, hevdet han, kan fremmedgjøre Legos voksne hobbyfagfolk, som stod for nesten halvparten av Mindstorms salg og egentlig var villige til å jobbe gratis. I selskapets nye forretningsparadigme skal utviklingen være viftedrevet og viftestyrt, med veldig lite tilsyn fra Lego. Så lite at det ble skrevet en "rett til å hacke" i Mindstorms programvarelisens. "Vi forsto at begrensning av kreativitet er det motsatte av vårt oppdrag, " sier Nipper. "Målet vårt er å fremme forespørsel og oppfinnsomhet." Strategien lønte seg: Mindstorms ble det mest solgte produktet i Legos historie.
I 2005, med settet som var planlagt for en designoppgradering, trillet Lego gjennom nettfora og nettsteder for voksne fanboys som var villige til å være en del av et Mindstorms brukerpanel, eller MUP. De fire finalistene - alle sverget til hemmelighold - og Legos tekniske hjernetillit brukte 11 måneder på å bytte e-post om alt fra firmware til inngangsport. Til gjengjeld for bidragene sine fikk MUPpets betalt i Legos. "Det er et best mulig forhold, " sier panelmedlem Ralph Hempel, en profesjonell ingeniør som spesialiserer seg på innebygde systemdesign. “Penger ville komplisere problemet. Det er ingen andre merkevarer i verden som jeg vil vurdere å gjøre lignende arbeid uten omkostninger. Å få forhåndskopier av robotikksett er bare glasur på kaken for meg. ”
For den siste versjonen av Mindstorms, utvidet Lego brukerpanelet til et dusin murhoder (de 12 apene) og studerte hvordan barn samhandler med robotleker. Camilla Bottke, selskapets øverste markedssjef, sier at barna ikke ser roboter som objekter så mye som utvidelser av seg selv, ting med karakter og personligheter. "Jeg synes det er et flott konsept, helt frem til barnet må bygge roboten og programmere den, " tilbyr Hempel. "Det er da virkeligheten synker inn i hvor mye tankegang og tisser som gjør å lage et designverk."
***
"Du sier at du vil ha en revolusjon, " sang en skeptisk John Lennon. "Vel, du vet, vi ønsker alle å forandre verden." Problemet med den digitale revolusjonen, ekko Dean Kamen, er at evnen til å leke med teknologi ofte forveksles med evnen til å forstå den.
Den 62 år gamle ingeniøren og gründeren holder fram fra et sekskantet hus med sin egen design i utkanten av Manchester, New Hampshire. Han har på seg det som tilnærmet er uniformen hans: en denimskjorte med åpen hals og dongeribukse.
Kamen droppet fra college for å utvikle verdens første bærbare insulinpumpe. Han fortsatte med å opprette Segway; en selvbalanserende, seks-hjuls robotrullestol som er i stand til å gå opp og ned trapp; og en elektrisk generator som kan kjøre på kumøkk og produsere drikkevann på siden. Av alle oppfinnelsene hans - og Kamen innehar 441 utenlandske og innenlandske patenter - den han er stolt av er FØRSTE, en stort sett mental sport basert på konkurrerende robotikk.
Han startet FIRST i 1989 for å avmystifisere engineering og dyrke en generasjon innovatører. "For mange ungdomsskoleunger i dette landet, særlig kvinner og minoriteter, dropper naturfag og matematikklasser, " sier han. “Det er ingen incitament, ingen oppmuntring.” Det er faktisk alle slags subtile incentivering og motløshet. "Barn trenger tilgang til utfordrende, praktiske prosjekter som resulterer i et håndgripelig produkt. I stedet for å fortelle dem hvorfor abstrakte begreper som algebra eller trigonometri er viktige, burde naturfagslærere si: 'La oss bygge en Lego-robot!' Med litt hjelp bygger barna en, og det løser et problem. Plutselig innser de at matte og vitenskap er veldig kraftige verktøy. Plutselig er matematikk og naturfag relevant og morsom. ”
Kamen ser for seg en tid da ungdommer respekterer foregangsforskere så mye som, for eksempel, NBA-superstjerner. "Den eneste amerikanske kulturen feirer er idrettshelter, " sier han. "Mange atletiske tenåringer tror de kommer til å tjene en formue ved å sprette en basketball og bli den neste LeBron James. Det er ikke realistisk for selv den minste prosentandelen av dem. Å bli ingeniør er det. ”Kamen innrømmer likevel at de medfødte forskjellene mellom klasserom og lekefelt har bidratt til å gjøre karrierer innen idrett mer attraktive enn tekniske. "Når idrettsutøvere jobber sammen, kalles det teamarbeid, " sier han. "Hvis du jobber sammen i naturfagsklasse, kalles det juks."
Robotikkonkurransen - FIRSTs ekvivalent med de store ligaene - går i gang hver januar, da en komité av ingeniører avslører årets spill og regler. Overvåket av ingeniører, forskere eller andre voksne mentorer har team av elever på videregående skole seks uker på seg til å designe og konstruere små, inelegante maskiner fra sett. De eneste begrensningene er vekt (roboten kan ikke overstige 150 pund) og koster. (For å dempe økonomiske fordeler snarere enn ingeniørfaglige fordeler, har Kamen etablert et slags lønnsdeksel på $ 4000 for ekstra deler.)
Selv om hvert team står overfor den samme utfordringen, utarbeider de enormt forskjellige designløsninger. Lokale vinnere går videre til en av de 58 regionalene, der deres roboter kjemper om sjansen til å kvalifisere seg til finalen i St. Louis. Mesterskapet er strukturert som March Madness, NCAA Men's Division I basketball turnering. Kamen kaller det “NCAA of smarts.” Hver av de fire divisjonene er oppkalt etter en berømt vitenskapsmann (Archimedes, Curie, Galileo og Newton). Final Four spilles på Einstein-feltet.
En fersk studie fra Brandeis University viser at barn som deltar i robotkonkurranser er mer enn dobbelt så sannsynlige å satse på en karriere innen vitenskap og teknologi, og nesten fire ganger så sannsynlige å satse på en ingeniørfag. "Roboten er bare et kjøretøy, " sier Kamen. På seks uker kan du ikke gi et barn en meningsfull utdanning innen robotikk eller teknologi eller ingeniørfag. Men ved å bygge roboter kan du bygge selvtillit og en seriøs forståelse av hvordan livet er for mennesker som jobber med og løser sammensatte problemer. For mange barn har robotikk potensialet til å endre seg der de setter sin tid og oppmerksomhet. ”
På akkurat denne januar ettermiddagen legger rundt 750 unger fra så langt unna som Singapore tiden og oppmerksomheten inn i en FØRSTE turnering ved University of Delaware. En krysning mellom en vitenskapsmesse og en "Big Bang Theory" kostyme ball, det er en av de største en-dagers robotikk begivenheter i landet. Deltakere har kommet til å bli pyntet som gale forskere, krasjetestdummier og forskjellige grotespørsmål som til og med Dr. Seuss ikke ville ha kokt sammen.
Tinkertoy-teknologien har forvandlet et felthus til et veritabelt hardware-emporium. Verkstedkabinetter er proppfulle av tawny sperrer og rustne skiftenøkler; brede grå klynger av hjul, trinser og forlengelsesarmer; og overalt, overalt Legos. Bannere har lagnavn som Bricktastic Builders, Fellowship of the Murick, Lego-Nardo da Vinci.
Nede på Robotics Competition-domstolen er den mest iøynefallende konføderasjonen - en kvartett av New Jersey-gutter kjent som Carbonauts - kledd i vernebriller, joggesko og det som ser ut til å være oransje fengselsdrakter. "Legos inspirerer meg og bringer meg tilbake til virkeligheten, " sier Ibrahim Elshahawi, en videregående senior som planlegger en karriere innen biomedisinsk teknikk. “Jeg har lært at jeg ikke bare kan bygge en robot. Ideene mine må være mer organiserte og sekvensielle. ”
De yngre deltakerne er omtrent halvparten kvinnelige. I robotkonkurransen er jenter få og langt imellom. "Jenter er mer interessert i estetikk, logistikk, detaljorientert, " tilbyr en Carbonaut ved navn Charles Verhoog. "Vi er ikke i stilpunkter."
"Gutta prøver å knuse ting, " sier lagkamerat CJ Geering.
En tenåringsjente på et annet lag - hennes rosa rosa flettet med kinesiske fingerfeller - spretter hodet inn i Carbonaut-kramningen og sprekker, "Du vil bli overrasket."
En lyd høres ut. Lagene går på tribunen ved å heie seksjoner og hyperventilerende foreldre. Teamene satte sine folkliftlignende roboter i gang på banen. Objektet: å snappe gummiringer fra en vertikal haug og legge dem på horisontale eiker. Carbonaut-boten griper, slipper, boder, værer i vegger og likevel på en eller annen måte ... vinner varmen.
Som en nedslitt lagerbil, rulles den seirende bot tilbake til "gropene", der Carbonauts-apen med algoritmen, endrer hastighet og retning variabler. På spørsmål om han noen gang har deltatt i en turnering som ble såret av en robotdopingskandale, lagkamerat CJ Geering deadpans, “Dommerne ber oss av og til om prøver av elektrisitet, men så langt har ingen av oss blitt besatt. Det siste vi ønsker er å måtte vises på en TV-spesial med Oprah. ”
På tvers av en skillevegg, stiller Austin Hwa og Thomas McClure, kledd i karmosinretter, toques og kokkjakker, ved siden av en pyramide av Lego-murstein. De er medlemmer av Chef-Bot-Ardees, en hovedsakelig ungdomsskole-kontingent fra Chadds Ford, Pennsylvania.
Årets Lego League Challenge er å løse problemer eldre blir møtt med. Kokkene har pisket opp en robotvandrer utstyrt med magnetisk brett.
"Skuffen er magnetisert for å forhindre at kniver og gafler faller fra, " forklarer Hwa.
"Og skjeer, " legger McClure til hjelp.
Tretten år gamle Hwa sier at Lego-robotikk har satt ham på tech-banen. McClure, som er ti år, er ikke så sikker på at ingeniørfag er i fremtiden. "For ikke å gå fra temaet, " sier han, "men jeg tror ikke jeg nødvendigvis vil gå inn på den arbeidsgrensen."
Han overveier Lego-pyra-midten gjennom fingrene på gitteret. "Jeg er i femteklassingene, slagverksdelen, " sier han. "Det er en veldig stor sjanse for at jeg blir voksen som trommeslager."
