王新偉 張琦

團(tuán)隊(duì)成員在“互聯(lián)網(wǎng)＋”大賽決賽現(xiàn)場（從左至右依次為黃藝、房家梁、何佳怡、王新睿、張博雯、張孟銳、蔡新雨）

天津大學(xué)建筑學(xué)院的何佳怡帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)14位同學(xué)，開發(fā)出“三生萬木”兒童榫卯拼裝積木，獲得在2022年11月舉行的第八屆“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽金獎(jiǎng)，她還與幾位同學(xué)一起成立天津凱趣科技有限公司并擔(dān)任CEO。

被榫卯抓牢

大二時(shí)，何佳怡上了一門“藝術(shù)裝置”課，課上有一項(xiàng)作業(yè)，要求搭建一個(gè)虛擬的“兒童藝術(shù)空間”。何佳怡想到了大一上的“中國建筑史”課，里面有關(guān)中國榫卯結(jié)構(gòu)的建造智慧能否用在作業(yè)上？

兩個(gè)或兩個(gè)以上木構(gòu)件采用凹凸部位咬合連接時(shí)，凸出部分叫榫，凹進(jìn)部分叫卯。榫卯結(jié)構(gòu)是中國傳統(tǒng)建筑、家具和其他木制器械建造的獨(dú)特工藝，在六七千年的歷史中，形成了直榫、十字棖、燕尾榫、鍥釘榫、抱肩榫等上千種形式。精心建造的房屋，不用一根鐵釘，只用榫卯連接，能使用幾百甚至上千年以上，被譽(yù)為“榫卯萬年牢”。在那門“中國建筑史”課上，她被榫卯的魅力深深吸引，她的心似乎也被榫卯牢牢扣住。

何佳怡是天津人，去天津獨(dú)樂寺就像走親戚，一有空兒就去觀察這個(gè)典型的唐風(fēng)遼建的建筑。唐山大地震時(shí)，獨(dú)樂寺大殿佛像前的護(hù)欄鐵鏈都震散了，而榫卯結(jié)構(gòu)的大殿卻在整體搖擺1米多后完好無損地復(fù)位，何佳怡被榫卯結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大深深震撼。

何佳怡不滿足完成課堂要求的測(cè)繪古建筑作業(yè)，就一到節(jié)假日，拉上幾個(gè)同學(xué)組團(tuán)到北京故宮、沈陽故宮、蘇州園林、山西應(yīng)縣木塔、天津獨(dú)樂寺等地勘察。她仰望屋頂、牌坊、照壁，注視屋檐下的榫卯橫梁、立柱、斗拱，往往直到脖頸子發(fā)出酸痛信號(hào)才回過神來。何佳怡感慨：“現(xiàn)場測(cè)繪時(shí)，如果邊聽帶鼓點(diǎn)的音樂，邊觀察斗拱，比如聽《漁舟唱晚》的古箏曲版，我甚至能感受到建筑和音樂之間那絲絲縷縷的奇妙聯(lián)結(jié)?！?/p>

交作業(yè)的時(shí)間到了，何佳怡設(shè)計(jì)的“Running?kids——面向兒童的可拼裝式跑酷廣場”在同學(xué)中冒了尖：這個(gè)廣場利用直榫、丁字結(jié)合、十字棖等榫卯結(jié)構(gòu)建造法，設(shè)計(jì)了一個(gè)大型兒童游樂拼接裝置，它由榫卯結(jié)構(gòu)制作的大型模塊組成，如同一塊塊積木可以靈活變化，供兒童和家長自由組裝。

“三生萬木”之生

榫卯玩具模塊化，是何佳怡設(shè)計(jì)跑酷廣場的亮點(diǎn)，也讓任課老師很驚喜。他建議何佳怡把作業(yè)變?yōu)樽髌罚瑓⒓?021年11月舉行的第七屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。

為了參賽，何佳怡采納了一位高年級(jí)學(xué)姐的建議：把跑酷廣場改成積木。她給自己的參賽項(xiàng)目起名：“三生萬木”兒童榫卯玩具。“三”是指利用榫卯結(jié)構(gòu)中的直榫、肩榫和十字棖三種常用營造法；“萬木”是指可拼出千萬個(gè)小桌子、小房子、小亭子。她還設(shè)計(jì)了混合裝（56枚）、特色裝（28枚）、分裝（12枚）三款產(chǎn)品。

但在學(xué)校初賽時(shí)，何佳怡的項(xiàng)目被淘汰了。評(píng)委給了兩個(gè)理由：一是產(chǎn)品核心技術(shù)不夠清晰，只停留在構(gòu)想上；二是產(chǎn)品與市場結(jié)合不緊，沒有形成落地的商業(yè)模式。

秋葉飄落，冬雪敲門。快寒假時(shí)，何佳怡接到一個(gè)意外來電：“佳怡同學(xué)，我是秦老師，負(fù)責(zé)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)工作。你那個(gè)項(xiàng)目想法很棒，千萬別放棄，爭取參加明年的全國大賽?！?/p>

接到電話的第二天，秦老師便拉上何佳怡跑酷廣場作業(yè)的任課老師，與何佳怡開了一個(gè)簡短的線上會(huì)議，指出她的項(xiàng)目下一步重點(diǎn)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和市場開發(fā)兩個(gè)方面下功夫。

何佳怡開始招兵買馬組建團(tuán)隊(duì)，引進(jìn)建筑學(xué)、經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)、數(shù)學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等專業(yè)的14名同學(xué)，其中10人有參與重大項(xiàng)目或省市級(jí)以上大賽的經(jīng)歷。

12字訣

現(xiàn)在在兒童，甚至成人中風(fēng)靡的樂高玩具有無數(shù)種產(chǎn)品，各種造型令人眼花繚亂，但它們的基礎(chǔ)連接方法只有一種：穴柱式，即把有凸粒的一頭，嵌入有凹孔的一頭。何佳怡想，我要讓玩家既享受成品帶來的快樂，又在組裝過程中感受各種榫卯連接方式的有趣。

有一次，何佳怡去朋友家串門，看見朋友4歲的弟弟正坐在地上拼樂高，拼成的超級(jí)賽車、變形金剛、鋼鐵俠擺滿床頭，忙得不亦樂乎，便問有沒有給弟弟玩過用榫卯結(jié)構(gòu)制作的魯班鎖。朋友笑道：“買了，但弟弟玩了幾下，等新鮮勁兒一過就丟在一邊?！?/p>

何佳怡又問了身邊有弟弟妹妹的同學(xué)、朋友，都得到類似的答案。她的心一緊：學(xué)習(xí)榫卯結(jié)構(gòu)雖能啟迪智慧，但需要孩子坐得住，有耐得住寂寞的心性，這種要求實(shí)在是太高。榫卯結(jié)構(gòu)有24類1000多種，常用的有100多種。一股腦全部制成玩具，不僅制作成本擔(dān)不起，也會(huì)讓玩玩具的孩子“消化不良”。

何佳怡悟出榫卯結(jié)構(gòu)制作玩具的兩個(gè)精髓：在保留凹凸咬合智慧的基礎(chǔ)上，一是讓模塊更簡單，二是讓創(chuàng)作更自由。

何佳怡和隊(duì)友先是把之前的直榫、丁字結(jié)合、十字棖等3組核心模塊，延展到直榫、抄手榫、肩榫結(jié)合、十字棖和肩榫等5組核心榫卯模塊，設(shè)計(jì)出100多種基礎(chǔ)構(gòu)件，并拼裝成近2萬種不同造型。

然后他們總結(jié)出“去斜留直、去圓留方、去異留同”12字挑選法，把形態(tài)上斜的、圓的、怪了吧唧的都挑出來。如果是常用的，如連接兩塊木板的燕尾榫等，就挑出來保留，作為特殊型材單獨(dú)制作，其余的都暫時(shí)封存，以后有用再提取。

12字挑選法選出的榫卯結(jié)構(gòu)件，均為大小類似的方形木塊。在積木雛形中，直榫拼接是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，每一塊都會(huì)用到。用到抄手榫、十字棖、肩榫等拼接方式的積木，多是在結(jié)構(gòu)原形態(tài)上通過上百次的模擬試驗(yàn)，拉長或縮短某邊或某一部分，在不改變核心結(jié)構(gòu)和受力原理的基礎(chǔ)上，使其整體形成正方體或長方體。何佳怡又對(duì)這些方形木塊進(jìn)行模塊化處理，計(jì)算出可以六面插接的統(tǒng)一模數(shù)（尺寸）。

市面上的榫卯玩具多為一面、兩面、三面插接。那么，六面插接是最關(guān)鍵、最難的一步。操作過程沒有現(xiàn)成的樣板參照，只能經(jīng)過成千上萬次地嘗試自行總結(jié)。何佳怡回家拿起童年玩過的魯班鎖，一遍一遍地拼成又解開。當(dāng)她又帶著魯班鎖去吃飯時(shí)，隨手?jǐn)R在廚房的馬賽克瓷磚墻面前，正好占據(jù)背后的九個(gè)格子。何佳怡突然靈光一閃，九宮格！方形模塊六個(gè)面，每個(gè)面不都能產(chǎn)生一個(gè)九宮格嗎？倘若用二維視角來看，榫頭、榫眼連接部分在構(gòu)件的每一面所占據(jù)的位置，只要能夠小于平面中的九分之一，則可以保證插接的自由性和可復(fù)制性。如果將榫頭、榫眼連接部分安放到九宮格上下左右的中間4格內(nèi)，便在二維空間擁有了四面同時(shí)連接的能力，只要立起來的每一面都能達(dá)到這種效果，不就可以在三維空間實(shí)現(xiàn)六面拼接嗎？有了概念，何佳怡發(fā)起兩輪“統(tǒng)一模數(shù)”攻堅(jiān)戰(zhàn)。

第一輪是實(shí)驗(yàn)戰(zhàn)。何佳怡和團(tuán)隊(duì)成員由于過于依賴電子建模效果，忽略了模塊受力問題，統(tǒng)一模數(shù)后便直接投入產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，等打樣結(jié)果出來后一下子傻眼：榫頭與榫眼連接處的凹凸深度判斷失誤，即凹凸深度和模塊本身大小所得出的比值需要符合受力原理，倘若太淺則無法承擔(dān)全身重量，導(dǎo)致插接后模塊末端因重力大而下垂，整個(gè)造型根本無法立住。第一次打樣遭遇失敗，2000元錢的投入打了水漂。這次失敗提醒何佳怡，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不能只局限于藝術(shù)創(chuàng)作階段，還要有極為理性的工業(yè)設(shè)計(jì)思維。

第二輪是測(cè)驗(yàn)戰(zhàn)。先與數(shù)學(xué)專業(yè)的同學(xué)合作，輔助公式計(jì)算出了模數(shù)范圍，然后應(yīng)用不同模數(shù)并分別進(jìn)行實(shí)體打樣，通過無數(shù)次受力測(cè)試最終確定模邊長、凹凸面邊長和進(jìn)深長度。得到統(tǒng)一的模數(shù)后，他們又篩除了內(nèi)部構(gòu)造形態(tài)難以被框定在模數(shù)范圍內(nèi)的部分榫卯結(jié)構(gòu)，如抱肩榫、棕角榫等。

這一陣子，何佳怡琢磨榫卯像丟了魂，榫卯之外的聲音都是左耳進(jìn)，右耳出。有一天早上，她在家里聽到開門去上班的母親喊了一聲，“從冰箱里拿一條魚出來，晚上做菜用”，晚上要請(qǐng)客人來家吃飯，魚需要拿出來解凍。但她很快清空耳朵，又去擺弄榫卯，母親回家后一通找：“魚呢？”拎著各種做魚醬料的母親，發(fā)現(xiàn)魚還硬邦邦地躺在冰箱里。

何佳怡團(tuán)隊(duì)終于得到更簡單、更“自由”的可六面拼插的榫卯結(jié)構(gòu)玩具，現(xiàn)在的5種核心榫卯結(jié)構(gòu)是根據(jù)兒童的接受難度，進(jìn)行初步篩選后確定的最常用的5種模塊，可以無限創(chuàng)新出越來越多的模塊，所謂道生一，一生二，二生三，三生萬物。

創(chuàng)“門派”的底氣

主打榫卯玩具模塊化攻堅(jiān)戰(zhàn)的同時(shí)，何佳怡又指揮幾個(gè)隊(duì)友開辟第二戰(zhàn)場：產(chǎn)品商業(yè)化。

他們開發(fā)“育”和“潮”兩個(gè)系列產(chǎn)品。前者把玩具與古詩詞和成語故事結(jié)合，制作了漫畫、繪本；后者以天津的地標(biāo)性建筑為原型，制作了“玩轉(zhuǎn)天津”系列產(chǎn)品，如天津之眼主題積木和配套紀(jì)念品。

團(tuán)隊(duì)又為產(chǎn)品配備了交互性游戲APP。以中國傳統(tǒng)榫卯文化和古建筑為主線，相關(guān)文化及人物為輔線，結(jié)合人物ID角色扮演、創(chuàng)新交流社區(qū)、古建故事主線任務(wù)、榫卯零件庫創(chuàng)新及收集四大板塊展開游戲探索，為線下實(shí)體產(chǎn)品注入了更加多元的探索維度。

他們的產(chǎn)品主要面向兒童教育機(jī)構(gòu)。團(tuán)隊(duì)缺人少錢的條件下，不能直接面對(duì)眾多的個(gè)體客戶，只能采用借船出海策略，開發(fā)詩詞、古建產(chǎn)品，陸續(xù)與社區(qū)繪本館、幼兒園、兒童機(jī)構(gòu)、少兒托管中心等多家企業(yè)合作上課，并與海棠文化公司簽下了50萬元的訂單。

2022年5月至11月，何佳怡率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一路過關(guān)，通過了校賽、市賽，最終獲得第八屆“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽金獎(jiǎng)。

有人問何佳怡，“三生萬木”榫卯玩具能不能成為“中國樂高”？何佳怡回答：“中華文化有太多可挖掘的寶藏，足夠我們創(chuàng)造自己的‘門派！”

責(zé)任編輯：張琦