Der er ingen kuglegranatpenner, ingen håndledsmonterede pilepistoler, ingen Aston Martins narret med røgskærme, skudsikkert glas, roterende nummerplader eller ejektorsæder. Stadigvis er de nørdgodkendte contraptioner ved Legos forsknings- og udviklingsanlæg i Billund, Danmark, lige så eftertragtede som alt, hvad Q Branch har tilberedt.
Fra denne historie
[×] LUKKET
Legetøjsselskabet har forsynet verden med mere end 600 milliarder små plaststensten - ca. 80 for hver indbygger på Jorden. (Brugt med tilladelse, © 2012 THE LEGO GROUP) 
Denne samling fra 1953 var den første til at døbe det danske legetøj Lego Mursten — Lego mursten. (Brugt med tilladelse, © 2012 THE LEGO GROUP) 
I en robotkonkurrence i januar var mere end 100 hold fra seks stater og to lande, der kæmpede for Lego-dominans. (Eli Meir Kaplan) 
Inde i Legos F & U-laboratorium i Billund, Danmark, udtænker 150 designere de næste whiz-bang Lego-kontraktioner. (Brugt med tilladelse, © 2012 THE LEGO GROUP) 
Legos nye Mindstorms EV3-sæt lader brugerne bygge 17 forskellige robotter og programmere dem direkte gennem en "intelligent mursten." (Ian Allen) 
Fotogalleri
Q Branch er selvfølgelig den del af Hendes Majestæts Secret Service (MI6), der forsyner James Bond med fantasifuld gadgetry. Hovedkvarteret for MI6 er en ziggurat-lignende fæstning, der er kendt inden for efterretningsfællesskabet Legoland. Det får sit navn fra legetøjsselskabet, der har forsynet jorden med mere end 600 milliarder små plaststensten - ca. 80 for hver indbygger. Lego-selskabets eget hovedkontor er et beskedent campus så pænt og velordnet som en kvadratisk ligning. Kæmpe farvede mursten - et virksomhedsnod til kunsten - ligger spredt i ryddige bunker, og enkle rektangulære bygninger har navn som Idéhus og hovedkontor.
Legos eget MI6, dets tophemmelige F & U-laboratorium, ligger på anden sal i en trist murstensstruktur kaldet Tech Building. Indvendigt er gearhoveder i jeans og fleecetrøje omgivet af nok elektroniske ganglia til at starte Frankensteens monster. Midt i en spaghetti af ledninger og en flamme af røde, grønne, blå, gule og lilla blokke er et fantastisk udvalg af robotprototyper, der alle er i stand til at irritere adfærd. Nogle af disse vidunder fremdrager sig selv på Lego-hjul; andre skitter rundt på Lego-benene. Der er en skorpionlignende robot, der vender sig skarpt, knipser klørne og søger efter en infrarød fyr "bug." Der er en Mohawked android, der smider små røde kugler, mens den buldrer. Og der er en fanget robotslange, der med bølgen af en smartphone ryster, ramler og ruller. Dangle din celle foran slangens hoved, og det trækker sig at bide dig.
Alle tre gizmos er karakterer i Mindstorms EV3, den seneste opdatering af et gør-det-selv-sæt, der gør det muligt for spirende Edisons at samle robotter, programmere dem på pc'er og Mac'er og styre dem via Bluetooth, downloadbare apps og stemmekommandoer. Som enhver anden Lego er Mindstorms EV3 et virvar af dele (næsten 600 separate elementer), der kan forbindes på mange måder. Legetøjet, der klokker ind til $ 350 og vil være i butikkerne i efteråret, kommer med 3D-interaktiv bygningsinstruktioner til 17 forskellige bots, der går, snakker og stilk. Og da dette er Lego, opfordres initiativrige børn til at hacke væk og forvandle komponenterne til hvad de end kan drømme om.
***
Engang manglede lærerne værktøjer til at begejstre og engagere elever i teknik. Og den teknologiske know-how, der kræves for at sammensætte en jorderobot, begrænsede publikum til gymnasiestuderende og universitetsstuderende. Det hele ændrede sig i 1998, da Lego lancerede sin første bølge af programmerbare bots. Ved den anden bølge, i 2006, var programmeringssproget blevet visuelt, og børnene kunne få bots til at gøre stort set alt ved blot at stramme direktiver sammen på en computer. ”I dag kan en anden klassehøjde lave sin egen væg-undgå triceratops på 20 minutter, ” siger Chris Rogers, professor i maskinteknik ved Tufts University.
Med mursten, action og nuancer så levende som tropiske solnedgange skabte Lego en måde for begyndere at lære det grundlæggende i konstruktionsteknologi: afstivning, spænding og komprimering, belastning af begrænsninger, bygning i skala. Ved at kombinere Lego-klodser til sensorer, servomotorer og mikroprocessorer kan disse begyndere nu udforske alt fra grundlæggende remskiver og bælter til computerprogrammering. ”Mindstorms EV3 gør det nemmere at kløe sig med maskiner, ” siger Ralph Hempel, forfatter af Lego Spybiotics Secret Agent Training Manual .
Mindstorms opfordrer unge tinkers til at spille sig ind i robotik. ”Det sætter ingen grænser for dine fantasier, ” siger Niels Pugholm, en dansk universitetsstuderende, der har spillet med Legos fra det tidspunkt, han var gammel nok til at vide, at han ikke skulle sluge dem. ”De fleste legetøj fortæller en historie; Mindstorms er sonderende og har ingen faste regler. Hvis jeg konstruerer en Mars rover-robot, kan jeg genopbygge den til en robotarm og derefter en robot-humanoid. Lego-robotik er en lumsk pædagogisk måde at lære om design, planlægning, konstruktion og, vigtigst af alt, genopbygning. ”I Danmark, siger han, er det obligatorisk for et barn at bygge et Babel-tårn ud af Legos, der" uundgåeligt bliver revet. "
EV3 er den tredje generation af nedrivelige Mindstorms, og den anden, der er skabt af crowd. ”Magtens mange, ” siger Marc-André Bazergui, en af et dusin Lego-borgerudviklere - der kalder sig de 12 aber - impaneled til at designe den seneste udgave. I årenes løb har de mange gammeldags Lego-bots, der løser Rubiks terninger, sorterer M & M'er efter farve og omdanner konventionelle toiletter til robustørrere.
En del af den såkaldte “maker-bevægelse”, Mindstorms 'fanatiske online community deler ideer ved at uploade planer for nye kreationer til Lego-fora og sende videoer til YouTube. Overalt i verden hører skolebørn til ligaer og afholder turneringer, hvor hold udfordres til at designe, bygge og programmere en Lego-robot for at udføre en bestemt opgave relateret til et tema som klimakontrol eller transportsikkerhed. I USA køres konkurrencer af FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology), en nonprofit grundlagt af den tilsyneladende uudtømmelige opfinder Dean Kamen (skaberen af Segway-scooteren). Hvert forår afholder FIRST mesterskaber i fire robotikafdelinger, der strækker sig fra 6 til 18 år. På dette års tre-dages Lego-blokfest på Edward Jones Dome i St. Louis, forsamlede 650 hold for robotoverlegenhed og mere end $ 16 millioner i stipendier til 140 gymnasier.
Halvdelen af alle statsskoler i mellemskoler og cirka en fjerdedel af alle folkeskoler og gymnasier har foldet Mindstorms ind i deres læseplaner. Massachusetts Institute of Technology har en Lego-stol, som ikke er en chesterfield lavet af Lego-klodser, men et anerkendt professorat ved universitetets medielaboratorium. Hos Tufts har robotik-apparaterne fremkaldt et lige så stort antal afhandlinger og diskussioner med iørefaldende titler som ”Teaching Basic Cardio-Vascular Mechanics with Lego Models: A High School Case Study.”
Rogers arbejdede sammen med Lego for at udvikle Robolab - en robottilgang til at lære videnskab og matematik - der er blevet brugt i ca. 50.000 skoler over hele verden og er blevet oversat til 15 sprog. Han understreger designtænkning, ideen om, at du rammer et problem ved først at forestille sig dets løsning. Hans tilgang er baseret på demonstration, kritik og iteration: Alt kan forbedres, endda fiasko. ”Børnene laver et veluddannet gæt og kører derefter eksperimenter for at bevise deres teorier, ” siger han. ”De ser, at der ikke er noget rigtigt eller forkert svar, bare et uendeligt antal måder at løse et problem på. Læring, der er lige så kritisk for teknik som for livet. ”
Samuel Beckett formanede: "Fail better."
***
På dansk udtales Lego LEE-go. På engelsk udtales konstruktionsvanden, der har grebet den civiliserede verden, LEEgoMAINia. En italiensk kunstner genoprettede omhyggeligt værkerne fra gamle mestre i Legos, inklusive da Vinci's Mona Lisa og Vermeer's Girl With a Pearl Earring . En Chicago-kunstner har designet Lego-mini-skala-sæt af Det Hvide Hus, Operahuset i Sydney og 15 andre fremtrædende bygninger. Andre er gået i ekstraordinære længder for at samle verdens største Lego-bro (122 fod), verdens længste Lego-togbane (4.923 fod) og verdens højeste Lego-tårn (106 fod, syv tommer; 450.000 mursten). Det ville tage 40 milliarder otte-stud Lego-klodser for at bygge en stabel til månen, skønt ingen endnu har forsøgt det.
Ikke kun får alle betydningsfulde nye NASA-rumfartøjer og -opgaver nu sin egen Lego-model, men astronauter ombord på den internationale rumstation har bygget dem i kredsløb. Der er Lego Darth Vader-ure, Lego Ninjago-videospil og en Lego Quidditch-kamp. Et år fra nu kommer den animerede eventyrfilm LEGO: The Piece of Resistance i teatre. Med tegner, der er udtrykt af Will Ferrell og Morgan Freeman, lover tegneserien at være en rigtig, ahem, blockbuster. Ved sidst tælling var fire af de 10 bedste børns kapitelbøger på New York Times bestsellerliste fra Lego. En af dem, The Lego Ideas Book, bærer mærkelinjen "Unlock Your Imagination."
Fantasi er det, der har ledet Lego fra grundlæggelsen i 1932 af Ole Kirk Kristiansen, en Geppetto-lignende tømrer med et lille værksted i Billund, en landsby i Jylland med topografien af en pandekage. I et forsøg på at slå den store depression, begyndte Kristiansen at fremstille lysfarvede træbiler og trækænder. Efter at have konkluderet, at hans legetøjsvirksomhed havde brug for et mere stemningsfuldt navn end Billund Maskinsnedkeri, afkortede han udtrykket leg godt, dansk for "leg godt." 'I en heldig tilfældighed betyder Lego "jeg sætter sammen" på latin.
Lego, som det forstås af de fleste voksne, begyndte i 1949, kort efter at Kristiansen købte Danmarks første sprøjtestøbemaskine og begyndte at trække legetøj ud med nogle plastdele. Ifølge Lego-legenden skete han på nogle hule, britisk-fremstillede blokke kaldet Kiddicraft, som inspirerede hans egne Automatic Binding Bricks, forløberen for Lego-murstenen. Designgennembrudet var en pindel-og-rørmekanisme, der gjorde det muligt for mursten at klikke sammen, holde fast og alligevel på en eller anden måde let komme fra hinanden. ”Legos er de ultimative symboler på dansk karakter, ” siger Niels Pugholm. ”De er beskedne små objekter, der afhænger af logik og geometri. Måske fordi Danmark har så få naturressourcer, værdsættes opfindsomhed. ”
I 1958 - året for Kristiansens død - patenterede Lego sin kliktilpasningsteknologi, som virksomheden kalder "koblingskraft." Nøglen er præcisionsteknik; tolerancen for Legos danske moderne stænger er halvtreds af en millimeter, ti gange finere end et menneskehår. I løbet af det næste halve århundrede blev Lego et af verdens mest elskede legetøj. Omkring halvdelen af forældrene på planeten er blevet vågnet op af en forstyrrelse midt på natten, stukket skarpt ind i deres børns soveværelse og trådte barfodet på en Lego-mursten.
”Børn er fantastiske små skabninger, ” har Mads Nipper, selskabets marketingchef, sagt. ”Ved siden af berusede mennesker er de de eneste ærlige mennesker på jorden.” Da årtusindskiftet nærmet sig, udnyttede Lego denne ærlighed ved at gå på en brandingbender. Det familiedrevne firma lavede skridt til børnetøj, babyprodukter, smykker, videospil og temaparker.
Men noget rådnede i delstaten Danmark. I 2004 havde Lego truffet nogle blokhovedede økonomiske beslutninger og var på randen af konkurs eller en overtagelse af Mattel, verdens største legetøjsforhandler. Kjeld Kirk Kristiansen, administrerende direktør og barnebarn af stifteren, udnævnte den tidligere managementkonsulent Jorgen Vig Knudstorp til at erstatte ham og genopbygge Lego, mursten efter mursten. Hvilket Knudstorp gjorde, skære ned på omkostninger, afskedige personale, halvere udviklingstider, skrabe softwareafdelingen og nedskære produktlinier. Tilsyneladende nedrykket til Great Toy Attic in the Sky, foretog Lego en bemærkelsesværdig vendepunkt.
Én linje, som Knudstorp forlod urørt, var Mindstorms, der begyndte livet for 15 år siden i samarbejde med MIT Media Lab. ”Det originale patent på vores sammenlåste mursten udløb i 1975, ” siger Nipper. ”Den eneste måde at fortsætte med at differentiere os fra vores konkurrenter var gennem kreativitet.” Og ikke nødvendigvis Legos egen kreativitet: Virksomheden har outsourcet Mindstorms innovation til sin hard-core fanbase.
Forholdet mellem Mindstorms og dets entusiaster havde altid været symbiotisk. Et par måneder efter debut af robotik-kittet i 1998, studerede Stanford University kandidatstuder Kekoa Proudfoot omvendt konstrueret af sine egne mikroprocessorer og offentliggjorde designhemmelighederne. Andre hackere sprang på hans fund, designet ny software og operativsystemer og delte performance-justeringer med resten af Internettet. Mens Legos ledelse og juridiske team drøftede, hvordan man skulle håndtere overtrædelsen, foreslog Nipper, at virksomheden skulle tilskynde til åben indkøb.
At sagsøge modderne, begrundede han, måske fremmedgjorde Legos voksne hobbyister, der stod for næsten halvdelen af Mindstorms salg og i det væsentlige var villige til at arbejde gratis. I virksomhedens nye forretningsparadigme bør udvikling være fan-drevet og fan-kontrolleret, med meget lidt tilsyn fra Lego. Så lidt, at der blev skrevet en "ret til at hacke" i Mindstorms-softwarelicensen. ”Vi forstod, at begrænsning af kreativitet er det modsatte af vores mission, ” siger Nipper. ”Vores mål er at fremme forespørgsel og opfindsomhed.” Strategien betalte sig: Mindstorms blev det bedst sælgende produkt i Legos historie.
I 2005, med kittet, der skulle til en designopgradering, rullede Lego gennem online fora og websteder for voksne fanboys, der var villige til at være en del af et Mindstorms-brugerpanel eller MUP. De fire finalister - alle sverede til hemmelighed - og Legos tekniske hjernetillid brugte 11 måneder på at bytte e-mails om alt fra firmware til inputporte. Til gengæld for deres bidrag fik MUPpets betalt i Legos. ”Det er det bedst mulige forhold, ” siger panelmedlem Ralph Hempel, en professionel ingeniør, der er specialiseret i indlejrede systemdesign. ”Penge ville komplicere problemet. Der er ikke noget andet mærke i verden, som jeg ville overveje at lave lignende arbejde gratis. At få forhåndskopier af robotik-sæt er bare prikken over i'et for mig. ”
I den nyeste version af Mindstorms udvidede Lego sit brugerpanel til et dusin murhoveder (de 12 aber) og studerede, hvordan børn interagerer med robotlegetøj. Camilla Bottke, virksomhedens senior marketing manager, siger, at børn ikke ser robotter som genstande så meget som udvidelser af sig selv, ting med karakter og personligheder. ”Jeg synes, det er et fantastisk koncept, lige indtil barnet skal bygge roboten og programmere den, ” tilbyder Hempel. ”Det er, når virkeligheden synker ned i, hvor meget tænkning og tænkning der er ved at lave et designværk.”
***
”Du siger, at du vil have en revolution, ” sang en skeptisk John Lennon. ”Nå, du ved, vi ønsker alle at ændre verden.” Problemet med den digitale revolution, gentager Dean Kamen, er, at evnen til at lege med teknologi ofte forveksles med evnen til at forstå den.
Den 62-årige ingeniør og iværksætter holder sig fra et hexagonformet hus med sit eget design i udkanten af Manchester, New Hampshire. Han har på sig, hvad der praktisk talt er hans uniform: en dunbukset med åben hals og denimbukser.
Kamen droppede ud af college for at udvikle verdens første bærbare insulinpumpe. Han fortsatte med at oprette Segway; en selvbalancerende, seks-hjulet robotstol, der er i stand til at gå op og ned ad trapper; og en elektrisk generator, der kan køre på komød og producere drikkevand på siden. Af alle hans opfindelser - og Kamen besidder 441 udenlandske og indenlandske patenter - den, han er stolt af, er FØRSTE, en stort set mental sport baseret på konkurrencedygtig robotik.
Han startede FIRST i 1989 for at afmystificere engineering og dyrke en generation af innovatører. ”For mange børn i gymnasiet i dette land, især kvinder og minoriteter, falder ud af videnskab og matematikundervisning, ” siger han. ”Der er intet incitament, ingen opmuntring.” Faktisk, hævder han, er der alle mulige subtile incitamenter og modløsninger. ”Børn har brug for adgang til udfordrende, praktiske projekter, der resulterer i et håndgribeligt produkt. I stedet for at fortælle dem, hvorfor abstrakte begreber som algebra eller trigonometri er vigtige, skal videnskabslærere sige, 'Lad os bygge en Lego-robot!' Med lidt hjælp bygger børnene en, og det løser et problem. Pludselig er de klar over, at matematik og videnskab er meget magtfulde værktøjer. Pludselig er matematik og videnskab relevant og sjov. ”
Kamen ser for sig en tid, hvor de unge respekterer banebrydende forskere lige så meget som NBA-superstjerner. ”Den ene ting, amerikansk kultur fejrer, er sportshelte, ” siger han. ”Masser af atletiske teenagere tror, at de kommer til at tjene en formue ved at sprænge en basketball og blive den næste LeBron James. Det er ikke realistisk for selv den mindste procentdel af dem. At blive ingeniør er. ”Kamen indrømmer stadig, at de medfødte forskelle mellem klasselokaler og spillebaner har bidraget til at gøre karrierer inden for sport mere attraktive end teknologiske. ”Når atleter arbejder sammen, kaldes det teamwork, ” siger han. ”Hvis du arbejder sammen i naturfagsklasse, kaldes det snyderi.”
Robotik-konkurrencen - FIRST's ækvivalent med de store ligaer - starter hver januar, når et ingeniørudvalg afslører det års spil og regler. Overvåget af ingeniører, forskere eller andre voksne mentorer har hold af gymnasieelever seks uger til at designe og konstruere små, inelegante maskiner fra sæt. De eneste begrænsninger er vægt (roboten kan ikke overstige 150 pund) og omkostninger. (For at afbøde økonomiske fordele snarere end tekniske fordele har Kamen etableret en slags lønstak på $ 4.000 på ekstra dele.)
Selvom hvert hold står over for den samme udfordring, udtænker de vidt forskellige designløsninger. Lokale vindere går videre til en af de 58 regionale, hvor deres bots kæmper for chancen for at kvalificere sig til finalen i St. Louis. Mesterskabet er struktureret som March Madness, NCAA herre Division I basketball turnering. Kamen kalder det ”NCAA of smarts.” Hver af de fire divisioner er opkaldt efter en berømt videnskabsmand (Archimedes, Curie, Galileo og Newton). Final Four spilles på Einstein Field.
En nylig undersøgelse fra Brandeis University viser, at børn, der deltager i robotkonkurrencer, er mere end dobbelt så sandsynlige at forfølge en karriere inden for videnskab og teknologi og næsten fire gange så sandsynligt, at de forfølger en inden for ingeniørarbejde. ”Robotten er bare et køretøj, ” siger Kamen. ”Om seks uger kan du ikke give et barn en meningsfuld uddannelse inden for robotik eller teknologi eller teknik. Men ved at bygge robotter kan du opbygge selvtillid og en seriøs forståelse af, hvordan livet er for mennesker, der arbejder på og løser komplekse problemer. For mange børn har robotik potentialet til at ændre sig, hvor de lægger deres tid og opmærksomhed. ”
På denne særlige januar eftermiddag lægger omkring 750 børn fra så langt væk som Singapore deres tid og opmærksomhed i en FØRSTE turnering på University of Delaware. En krydsning mellem en videnskabsmesse og en ”Big Bang Theory” kostumebold, det er en af de største enkeltdags robotikbegivenheder i landet. Deltagere er blevet pyntet som gale forskere, ulykkestest-dummier og forskellige grotespørgsmål, som selv Dr. Seuss ikke ville have sammenkogt.
Tinkertoy-teknologi har omdannet et felthus til et veritabelt hardware-emporium. Værkeskabe er spækket med spændte skraldeskaller og rustne skruenøgler; brede grå klynger af hjul, remskiver og forlængelsesarme; og overalt, overalt Legos. Bannere bærer holdnavne som Bricktastic Builders, Fellowship of the Murick, Lego-Nardo da Vinci.
Nede på Robotics Competition-spillebanen er den mest iøjnefaldende konføderation - en kvartet af New Jersey-gutter, der er kendt som Carbonauts, beklædt i sikkerhedsbriller, løbesko og hvad der ser ud til at være orange fængsels jumpsuits. ”Legos inspirerer mig og bringer mig tilbage til virkeligheden, ” siger Ibrahim Elshahawi, en gymnasium som planlægger en karriere inden for biomedicinsk teknik. ”Jeg har lært, at jeg ikke bare kan bygge en robot. Mine ideer skal være mere organiserede og sekventielle. ”
De yngre deltagere er omkring halvdelen kvindelige. I robotkonkurrencen er piger få og langt imellem. ”Piger er mere interesseret i æstetik, logistisk, detaljeret, ” tilbyder en Carbonaut ved navn Charles Verhoog. ”Vi er ikke i stilpunkter.”
”Fyrene er ved at slå ting sammen, ” siger teamkammerat CJ Geering.
En teenage pige på et andet hold - hendes lyserøde lokker flettet med kinesiske fingerfælder - sprænger sit hoved ind i Carbonaut-kruset og revner, "Du ville blive overrasket."
Der lyder en summer. Holdet på tribunen ved jublende sektioner og hyperventilerende forældre sætter holdene deres folkliftlignende robotter i gang på banen. Formålet: at snappe gummiringer fra en lodret bunke og lægge dem på vandrette eger. Carbonaut-botten griber, dråber, boder, rams i vægge og alligevel på en eller anden måde ... vinder varmen.
Ligesom en nedslidt materielbil rulles den sejrrige bot tilbage til ”groberne”, hvor Carbonauts-aben med algoritmen skifter hastighed og retningsvariabler. På spørgsmålet om han nogensinde har deltaget i en turnering plettet af en robot dopingskandale, holdkamerat CJ Geering deadpans, ”Dommerne beder os lejlighedsvis om prøver af elektricitet, men indtil videre er ingen af vores blevet besmittede. Den sidste ting, vi ønsker, er at skulle vises på et tv-special med Oprah. ”
På tværs af en skillevæg er Austin Hwa og Thomas McClure klædt i crimson cravats, toques og kokkejakker, lounge ved siden af en pyramide af Lego-klodser. De er medlemmer af Chef-Bot-Ardees, en for det meste middelskole kontingent fra Chadds Ford, Pennsylvania.
Dette års Lego League Challenge er at løse de ældres problemer. Kokkene har pisket op en robotstativ med magnetbakke.
”Bakken er magnetiseret for at forhindre, at knive og gafler falder ned, ” forklarer Hwa.
"Og skeer, " tilføjer McClure hjælpsomt.
Tretten år gamle Hwa siger, at Lego-robotik har sat ham på tech-banen. McClure, der er 10, er ikke så sikker på, at ingeniørarbejde er i hans fremtid. ”For ikke at gå ud af emnet, ” siger han, ”men jeg tror ikke, jeg nødvendigvis vil gå ind i den arbejdslinje.”
Han overvejer Lego-pyramiden gennem fingrene på gitteret. ”Jeg er i 5.-klasse-bandet, percussionssektionen, ” siger han. ”Der er en rigtig stor chance for at jeg vil vokse op til at blive en rocketrommis.”
