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首個3D打印學校成功問世

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-03-05  來源:網絡  瀏覽次數:2529
       “當初我從中國農村被美國家庭收養,并享受到更好的教育,現在我也希望更多人可以接受到好教育。”這是21歲湖北女孩吳楚慧建設世界上首個3D打印學校的初衷,她的英文名字叫瑪姬・格魯特(MaggieGrout),目前是非營利組織ThinkingHuts的創始人,同時也是科羅拉多大學博爾德分校的商業管理專業大四生。

       本次她建設的3D打印學校,位于非洲島國馬達加斯加,設計面積為765平方英尺。

       圖為讓學校設計更優美,瑪姬和舊金山建筑設計機構StudioMortazavi合作,學校墻體使用當地的天然黏土,這樣能跟本土自然環境完美結合,此外墻體上還印有馬達加斯加的傳統部落圖案,敿Ц嬖VDeepTech,馬達加斯加地處熱帶氣候,因此無需安裝窗戶,不過他們計劃把百葉遮光板固定在建筑物外部。此外,由于當地氣候原因,天花板上設有穿孔,為的是讓空氣自由流通。

首個3D打印學校成功問世

       圖|相關設計圖(來源:受訪者)據悉,3D打印墻的優點在于,制作曲線比直角更容易,并且墻壁的厚度可做到起伏不定,還可創造出具有藝術美感的浮雕圖案,而對傳統建筑來說則是一件“又難又貴”的事。學校所有房間都配有一個集水系統和太陽能電池板,墻體上設有藝術展覽墻,上面可以種植花草,就像空中花園一樣。

       除了靜態之美,外墻還設有攀巖,學生們下課后可以去鍛煉身體。

       不同于多數3D打印物體的基色都是淺灰色,瑪姬和合作者希望將建筑物偽裝成“自然棲息地”。與此同時,各個建筑結構層都擁有自然分度,就像巖石峭壁的色調一樣。

       學校內有很多房間,如教室、科學實驗室、圖書館、閱讀區、兩個廁所、一個公共水槽和儲物間,每個教室可容納二十多名學生。在建設這所學校中,由瑪姬擔任CEO的ThinkingHuts公司和芬蘭HyperionRobotics公司合作,并由后者提供3D打印機,實際上它是一個機器人手臂,主要功能是抓起混凝土混合物,這些混凝土混合物由二氧化碳排放較少的改良材料組成。

       具體建設中,被運送到建筑工地的打印機器人,把混凝土混合物擠出來后,即可建造墻壁。

       整個過程模仿蜂窩工藝,墻壁會進行逐層鋪設,直到達到所需高度。此外,墻壁是中空的,因此需要插入水管。完成墻壁建設之后,再加上其他材料,一所3D打印學校就誕生了。

       門、屋頂、太陽能電池板和家具是在當地購買的。關于屋頂,瑪姬計劃使用瓦楞錫,這樣有助于收集雨水,屋頂的太陽能電池板則可給教室供電。

       學校的蜂巢設計分為多個單獨的節點,每個多邊形節點大多是一個單獨的開放房間,里面帶有兩個小浴室,建成后還可在原基礎上“續建”。

       瑪姬告訴DeepTech:“我們的模塊化設計受到蜂巢啟發,由可以相互連接的‘小房間’組成,這樣可容納更多學生。社區需求增加時,可以連接更多的小房間,從而增加可容納的人數。”

3D打印學校:建設時間短、結構更堅固

       談及該3D打印學校和傳統建筑的不同,瑪姬表示:“與傳統學校相比,3D打印學校采用改良混凝土,因此在結構上會更堅固。一些混凝土混合物可承受高達50MPa的壓力,是傳統混凝土的近兩倍。傳統學校通常是用泥磚建造的,建造足夠的泥磚通常要花費數月,并且在風雨等壓力環境中,無法經受時間考驗。而一旦3D打印流程得到完善,我們的目標是將建造時間縮短至幾天。未來我們希望過渡到包含更多土壤、稻殼和原始土材料基礎的混合物。”該項目的建筑師AmirMortazavi也表示,3D打印可實現快速建造,同時還可解決當地勞動力短缺問題。他說:“我們可以在不到一周的時間內建造這些學校,包括地基以及所涉及的電氣工程和管道工程。”通過該方法,一周內就能建成一所學校,相比傳統建筑來說,不僅混凝土用量更少,3D水泥的混合物排放出的二氧化碳也更少,最終耗費資金也更少,而建設一所傳統學校起碼需要幾個月。另據悉,該校將于2021年底到2022年初建成,建成后將接納學齡前到高中的學生。3D打印學校的預期壽命至少是10年,期間需要人們對其進行適當維護。

       在未來,瑪姬將教會當地人們學會使用3D打印機器人,以便他們學會自己建造更多的學校。據統計,由于新冠疫情,全球有15多億學生輟學,超過2.9億學生缺乏上學所需的基礎設施。疫情逐漸消退后,很多學校即將開放,而很多線下設備不佳的學校,往往也沒有在線上課替代方案,因此改善實地教學條件,仍然是此類學校的當務之急。之所以首先選擇落地在馬達加斯加,是瑪姬考察7個國家后的結果,而本次建設的合作方之一正是馬達加斯加的費安納蘭索阿大學,該3D學校也將坐落于這所大學內。

       據聯合國教科文組織統計,全球超過2.6億兒童沒有受教育的機會。在馬達加斯加,由于人口太多、以及對教育基礎設施的投資不足,130萬小學學生中有60%左右沒有入學。這些學生要想上學,總共需要22000多個教室,敿П硎荆“馬達加斯加乃至全世界對教育基礎設施的需求非常巨大,我們將繼續建立此類學校。”說到建設學校的資金來源,瑪姬告訴DeepTech:“我們是一家非政府組織,因此我們的目標是在規模擴大時通過個人捐助者、企業贊助商和政府合作伙伴關系籌集資金。”據悉,本次瑪姬累計收到35萬美元贊助。此外,一些公司還為學校材料提供了實物捐贈。例如,瑞士建材公司LafargeHolcim將免費為該校提供水泥材料。目前一切準備就緒,并將最快于2021年夏末動工。除建造學校之外,瑪姬還計劃參與課程制定,包括健康、生活技能、數學、科學和識字等。該計劃還將為在線門戶提供支持,使教師和學生可以共享課程。另據悉,3D學校項目經公布后,還被選中參加耶魯2020年秋季的加速器項目。

來自中國湖北,后被美國家庭收養

       1999年,瑪姬出生于湖北孝感大悟縣一個普通家庭,一歲半的時候,被一對美國夫婦收養,并在該國接受教育。15歲時,瑪姬還在讀高二,由于被“技術的潛力”深深吸引,她創辦了非營利組織ThinkingHuts,這是一個通過建設3D打印學校來增加優質受教育機會的機構。與此同時,她說全世界只有5%的公司由女性CEO領導,她希望借著創業來挑戰刻板印象。目前,該機構共有14名志愿者,預計未來將擁有全職員工。2020年,她還出版一本名為AHumanDiary的圖書,她說這本書是“對過去和現在的情書,希望在一個通常是黑暗和兩極分化的世界中提供光明。”

       提到這本書,瑪姬很是動容,她說:“這是我在2018-2019年間寫的一本小詩集。這是一個特別困難的時期,因為我的養母被診斷出患有癌癥,寫作幫助我度過了那段時光。值得慶幸的是,她現在一切正常而且健康!雖然我的父母年紀大了,但是所有的錢都用來支持ThinkingHuts,基于此我想從消極的經歷中做出積極的事情。”

       談及當初被收養,她表示:“因為收養,我能夠接受私立教育,并且能在倫敦上學2年。另外,我養父在支持我創辦非營利組織上發揮了重要作用。我認為,如果我沒有被收養,我不會負擔得起上學的費用。教育使我獲得了更多的機會。”瑪姬不會說中文,在確定她的中文名字“吳楚慧”時,她發給DeepTech一張圖,并表示:“我有一個關于名字怎么拼寫的文件。”

       文件上寫著:“Chu”的意思是“Clear”,“Hui”的意思是“Intelligent”。當問她的姓氏是“吳”還是“伍”的時候,她說:“Ibelieveitis吳”。自19年前離開湖北后,目前她尚未再次回到中國,她告訴DeepTech:“我還沒有回到中國,但是我希望將來能來中國,(但)訪問我的祖國將是感傷的。”-End-
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