高峰论坛展示沙盘 Summit Forum sandbox

活动背景 Background

全国创新创业创客教育 National educational movement for innovation, entrepreneurship and maker culture

清华在华盛顿建立分校，和微软做3个硕士项目 Tsinghua corperates with Microsoft to establish branch school in Washington, offering the following 3 master programes.

• 嵌入式系统（智能硬件）Embedded system (Smart hardware)
• 机器人(Robots)
• 智能交通(Smart transportation system)
• 现状：三者串联还不够(Current situation: these three branches are not well connected yet)

主题与目标 Theme and objectives

关键词 Keywords

融合"Fusion"

我们的目标是将创客文化、开源运动、慕课资源及分布式组织融合到我们的正式的学历教育体系之中。

Our objective is to fuse Hacker Culture, Open Source Movement, MOOC resources, and Distributed Organizations to our formal, degreed education system.

宏观目标（Macro scale）

• 体现并传播模块化灵活资源与人才重组的方法 To spread the methodology of flexible and recombination of resources and talents
• 融合创客文化与学历教育 To fuse the "Maker culture" with "Formal educaiton"
• 未来所有人来设计一个大的智能系统 In the future, everyone join to design a grand intellgent system

介观目标（Mess scale)

• 让所有人在现场看到清华在做融合资源，包括文化、内容、规范。我们把破铜烂铁和高精尖的东西都连成一个体系 Everyone sees that Tsinghua is fusing resources, including culture, contents and norms. We are combining rough materials with high-end products into one system.
• 把学校投入的公共资源变成明确的支持开放性的智能系统的公共服务机构 All the public resource invested by the school become clear support for public service for open intellegent system.
• 把超越学科的学习变成所有学科的协议，就可以成为如数学的一级学科 The trans-disciplinary learning become the basic norm for all disciplines.

微观目标（Micro scale）

• 以智能城市为主题，展现嵌入式系统、机器人与智能交通运输系统，做出一个沙盘 Based on the theme of smart city, we present embedded system, robots and smart transportation system. We make a sandbox of a city.
• 避免形成一般创客日活动摆地摊的感觉 Avoid the feeling of "market place" which is common in many maker faire

活动设计（activities）

Macro-scopic 宏观层次

• General description 概述: Intelligent Transport System, Smart Cities 智慧交通系统，智慧城市
• Content 1 内容1：Woody 王德宇老师：
• Theme: A scaled model sandbox of a “CITY” with intelligent systems
• Components: Design of a reconfigurable intelligent system sandbox， including a model manufacturing base, a car assembly line, an unmanned transportation system
• Building blocks: Makeblock, Microduino, Power Tech, DeFacto

Meso-scopic 介观层次

• General description 概述: 多系统积木，展现各种机器人和构筑物
• Content1 内容1：Hu 胡厚士老师：仿生机器人
• Content2 内容2：Yu 郁汉琪老师（南京工程学院）：涡轮机

Micro-scopic 微观层次

• General description 概述: sensor/actuator/embedded system 感应器/促动器/嵌入式系统
• Content1 内容1：Microduino

资源匹配（resource planning）

信息采集 information for Axiomatic deisgn

功能需求

• 记录功能之间的关系（测量之间的偶联程度，用矩阵）

设计参数

• 记录参数之间的关系（机制，流程图）

故事线 STORY LINE

• CAs: The overall form of the sandbox should express the same message, that is to fuse Hacker culture with Formal education

FR 第一版 first version

• 两组球形体及其连接 Two domes and their connection
  • 杆件体系 rod system
    • 一个木结构 由DeFacto提供 wooden rods and 3D printed connectors from DeFacto
    • 一个金属结构 由四中学生提供 metal pipes from NO.4 HS
    • 交通沙盘 Transportation sandbox
    • 汽车模型 vehicle model
    • 摄像追踪 video tracking system
  • 一个玻璃结构 由zimmer提供 glass structure
    • 亚克力圆球 acrylic dome
    • 绿植系统 green system
  • 两组间的连接 connection
    • 赛道 track
    • 赛道上的机器人 robots

FR 第二版 second version

• 我们如何将创客文化与学历教育融合 how are we going to fuse Hacker Culture with formal educaiton
  • Hacker culture
  • i.Center, 5i: independence + information + innovation + internationalization + industry
  • Methodology, 5M: Metaphor + Modular + Media + Mathematics + Metalanguage
• 隐喻 Metaphor
  • 隐喻作为认知基础的工具，帮助我们融合不同学科的知识与不同界限的人群 Use metaphor as the core tool for cognitive foundation, helping us fuse knowledge from different background, and fuse people from different context
  • 球形结构是世界的隐喻（本体论隐喻） Dome structure is the metaphor of the world（Ontological metaphor)
    • 模拟世界的实验 Experimental model of the world
  • 四种球的形态结构与其所属文明状态 Four forms of dome and its analogy of corresponding civilization phases（Orientation metaphor + Structural metaphor）
    • 封闭的球：管中窥豹，未知的宇宙 Closed dome: observed phenomenon and the unknown universe
    • 四中金属球：工业文明架构下的理性世界 Metal pipe dome(No.4 HS):Rational world under the structure of industrial civilization
    • HIVE球：现状与浮现中的未来，打开的，互动的状态 HIVE dome: state quo and emerging future，open and interactive
    • 透明球：硅基生态与碳基生态的协同 Transparent dome: Symbiosis of silicon-based ecology and carbon-based ecology
• 模块化 Modular
  • 三个不同层次的内容如何模块化地组合成一个故事线 Three tiers of contents combine into one story line
    • 硅基城市的模块化 modularization of silicon-based city
    • 机器人体系的模块化 modularization of robotic system
    • 嵌入式系统的模块化 modularization of embedded system
  • 每个模块的独立性和自主性 independence and autonomy of individual modular
    • 公理化设计 Axiomatic design
• Media
  • 数字化的信息管理工具 Digital tools for information management
    • Mediawiki 知识管理方法与工具 Knowledge management
    • Instructables 网络空间下的群体行为 Group behavior in cyberspace
    • Neo4j 网络化的数据库 Net-structure database
  • 数字化的协调工作工具 Digital tools for collaboration
    • Github
    • Teambition
  • 分布式的自媒体 Distributed "we media"
    • Wechat
• 数学工具 Mathematics
  • 范畴论 Category theory
  • Mathematica
• 元语言 Metalanguage
  • 语法树 Syntax tree
  • 自然语言处理 Natural language process

Macro-scopic 宏观层次

DeFacto

• HIVE dome
  • 已有的物料 materials at hand
    • 连接件 3D Printed joints
    • 木杆 wooden sticks
  • 需要添加的物料 materials to add
    • 云台用的连接件 Joint for the hold of camera
    • 带声光器件插口的连接件 Joint with sockets for light/sound installation
    • 地面连接方式 The form of the base

北京四中No.4 HS

• 可提供的内容
• 需求

Zimmer

• 可提供的内容 Contents
• 需求 Needs
• m.instructables.com/id/mini-dome-a-playhouse/?allsteps

Meso-scopic 介观层次

胡厚士老师

• 胡老师可提供的内容 What Hu could provide
  • 人员：可以从安徽请6个队左右来清华，每队4-6人，都是有创客活动经验的学生 People: 6 teams from Tsinghua, each team with 4-6 people, all being experienced students
  • 时间：2小时每个队可以完成项目 Time: 2 hours for each project
  • 器材：胡老师自己带赛道、工具 Facilities: Hu will bring the track and tools
• 胡老师需求 Hu's need
  • 邀请函：需要清华给当地教育局发一封邀请函 Invitation letter: Tsinghua send a letter to local ministry of education
  • 桌椅：60x100cm 若干 tables and chairs
  • 食、宿、交通的安排 Logistics

2015年清华第二届创客日-南京工程学院

南京工程学院 Nanjing school of engineering

• 可提供的内容 Contents: 涡轮机 turbomachinery
• 需求 Need

2015年清华第二届创客日-天津机电职业技术学院

天津机电职业技术学校

• 可提供的内容
• 需求

FR

• 发电的可能？electricity generation
• wiki页面的书写 wiki page writing
  • 负责老师：夏细明
  • 学生团队：吴志飞，夏佳明，冯阳，计晨旭
  • 产业分析报告：
• 视频制作

Micro-scopic 微观层次

骆兴龙 这是一个工作室

• 可提供的内容 Contents
  • 修改穹顶连接件模型，让其可挂载小零件。Modifying models of joints of the dome, so those can mount small gadgets.
  • 一些生活类改造，例如骨头U盘、照相步枪、按摩球等。Some life-hacking projects, such as USBone, Fotogewehr, Massager.
• 需求 Needs
  • DeFacto提供的穹顶连接件3D模型。Need 3D models of joints of the dome designed by DeFacto.
  • Microduino提供的电子元件重量参数。Need the weight of electronics provided by Microduino.
  • 任何将挂载在穹顶的东西重量。Weight of any parts which are going to mount to the dome.
• 方案

400px400px

Microduino

• 可提供的内容 Contents
• 需求 Needs

FR 第一版 first version

• 摄像头 camera
  • 采集图像 image acquisition
    • 视觉定位 visual positioning
  • 云台 holder for camera
    • 二维运动 two-dimensional movement
    • 跟踪 tracking
• 小车 small car
  • 运动 mobility
    • 遥控 remote control
    • 电机控制 motor control
  • 信号采集 information acquisition
    • 循迹 tracking
    • 避障 obstacle avoidance

FR 第二版 second version

• 摄像头 camera
  • 图像采集 image acquisition
    • 摄像头的选型 type of camera
      • 对焦速度/范围 focus speed/range
      • 焦距范围 focal length
      • 尺寸重量 size and weight
    • 摄像头的固定方式 installation method
  • 图像传输 image tranfer
    • 传输形式 transfer method: Wifi
    • 显示端 display：网页 webpage
      • 放在toyhouse wiki的相关页面 placed in toyhouse wiki page
  • 图像识别 image recognition
    • 识别速度 speed of recognition
    • 识别准确率 accuracy of recognition
• 云台 holder for camera
  • 云台的固定方式 installation way
  • 云台的机械运动方式 mechanical movement way of the holder
  • 云台在各个维度的运动范围 range of movement of the holder in every dimension
  • 云台的响应速度 response speed of the holder
  • 配合摄像头实现闭环跟踪 close-loop tracking with camera
• 视觉标的物 visual target
  • 运动 movement
    • 无线控制 wireless control
    • 运动控制 movement control
  • 信号采集 information collection
    • 循迹：灰度传感器 tracking: grey-scale sensor
    • 避障：红外或者超声波 obstacle avoidance: infrared or ultrasonic
  • 图像采集标识 the target in image acquisition

需要的外部信息 further information that they need

• 沙盘尺寸形式高度等 size, form and high of the sandbox
• 摄像头的位置数量，运动的时候是什么方式 position and number of the camera, the way of movement

FR 第三版 third version

• 摄像头 camera
  • 图像采集 image acquisition (OpenCV)
    • 摄像头的选型 type of camera (使用一款iSight苹果摄像头)
      • 对焦速度/范围 focus speed/range
      • 焦距范围 focal length
      • 尺寸重量 size and weight

400px

• • • 摄像头的固定方式 installation method (固定在舵机上，螺丝固定)
  • 图像传输 image tranfer （wifi）
    • 传输形式 transfer method: Wifi
    • 显示端 display：网页 webpage
      • 放在toyhouse wiki的相关页面 placed in toyhouse wiki page
  • 图像识别 image recognition
    • 识别速度 speed of recognition
    • 识别准确率 accuracy of recognition
• 云台 holder for camera (两个舵机X，Y轴)
  • 云台的固定方式 installation way
  • 云台的机械运动方式 mechanical movement way of the holder
  • 云台在各个维度的运动范围 range of movement of the holder in every dimension
  • 云台的响应速度 response speed of the holder
  • 配合摄像头实现闭环跟踪 close-loop tracking with camera
• 视觉标的物 visual target
  • 运动 movement
    • 无线控制 wireless control （wifi socket通讯，NRF2.4G，蓝牙）
    • 运动控制 movement control
  • 信号采集 information collection
    • 循迹：灰度传感器 tracking: grey-scale sensor
    • 避障：红外或者超声波 obstacle avoidance: infrared or ultrasonic
  • 图像采集标识 the target in image acquisition

需要的外部信息 further information that they need

• 沙盘尺寸形式高度等 size, form and high of the sandbox
• 摄像头的位置数量，运动的时候是什么方式 position and number of the camera, the way of movement