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首个3D打印学校成功问世

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-03-05  来源:网络  浏览次数:2503
       “当初我从中国农村被美国家庭收养,并享受到更好的教育,现在我也希望更多人可以接受到好教育。”这是21岁湖北女孩吴楚慧建设世界上首个3D打印学校的初衷,她的英文名字叫玛姬・格鲁特(MaggieGrout),目前是非营利组织ThinkingHuts的创始人,同时也是科罗拉多大学博尔德分校的商业管理专业大四生。

       本次她建设的3D打印学校,位于非洲岛国马达加斯加,设计面积为765平方英尺。

       图为让学校设计更优美,玛姬和旧金山建筑设计机构StudioMortazavi合作,学校墙体使用当地的天然黏土,这样能跟本土自然环境完美结合,此外墙体上还印有马达加斯加的传统部落图案。玛姬告诉DeepTech,马达加斯加地处热带气候,因此无需安装窗户,不过他们计划把百叶遮光板固定在建筑物外部。此外,由于当地气候原因,天花板上设有穿孔,为的是让空气自由流通。

首个3D打印学校成功问世

       图|相关设计图(来源:受访者)据悉,3D打印墙的优点在于,制作曲线比直角更容易,并且墙壁的厚度可做到起伏不定,还可创造出具有艺术美感的浮雕图案,而对传统建筑来说则是一件“又难又贵”的事。学校所有房间都配有一个集水系统和太阳能电池板,墙体上设有艺术展览墙,上面可以种植花草,就像空中花园一样。

       除了静态之美,外墙还设有攀岩,学生们下课后可以去锻炼身体。

       不同于多数3D打印物体的基色都是浅灰色,玛姬和合作者希望将建筑物伪装成“自然栖息地”。与此同时,各个建筑结构层都拥有自然分度,就像岩石峭壁的色调一样。

       学校内有很多房间,如教室、科学实验室、图书馆、阅读区、两个厕所、一个公共水槽和储物间,每个教室可容纳二十多名学生。在建设这所学校中,由玛姬担任CEO的ThinkingHuts公司和芬兰HyperionRobotics公司合作,并由后者提供3D打印机,实际上它是一个机器人手臂,主要功能是抓起混凝土混合物,这些混凝土混合物由二氧化碳排放较少的改良材料组成。

       具体建设中,被运送到建筑工地的打印机器人,把混凝土混合物挤出来后,即可建造墙壁。

       整个过程模仿蜂窝工艺,墙壁会进行逐层铺设,直到达到所需高度。此外,墙壁是中空的,因此需要插入水管。完成墙壁建设之后,再加上其他材料,一所3D打印学校就诞生了。

       门、屋顶、太阳能电池板和家具是在当地购买的。关于屋顶,玛姬计划使用瓦楞锡,这样有助于收集雨水,屋顶的太阳能电池板则可给教室供电。

       学校的蜂巢设计分为多个单独的节点,每个多边形节点大多是一个单独的开放房间,里面带有两个小浴室,建成后还可在原基础上“续建”。

       玛姬告诉DeepTech:“我们的模块化设计受到蜂巢启发,由可以相互连接的‘小房间’组成,这样可容纳更多学生。社区需求增加时,可以连接更多的小房间,从而增加可容纳的人数。”

3D打印学校:建设时间短、结构更坚固

       谈及该3D打印学校和传统建筑的不同,玛姬表示:“与传统学校相比,3D打印学校采用改良混凝土,因此在结构上会更坚固。一些混凝土混合物可承受高达50MPa的压力,是传统混凝土的近两倍。传统学校通常是用泥砖建造的,建造足够的泥砖通常要花费数月,并且在风雨等压力环境中,无法经受时间考验。而一旦3D打印流程得到完善,我们的目标是将建造时间缩短至几天。未来我们希望过渡到包含更多土壤、稻壳和原始土材料基础的混合物。”该项目的建筑师AmirMortazavi也表示,3D打印可实现快速建造,同时还可解决当地劳动力短缺问题。他说:“我们可以在不到一周的时间内建造这些学校,包括地基以及所涉及的电气工程和管道工程。”通过该方法,一周内就能建成一所学校,相比传统建筑来说,不仅混凝土用量更少,3D水泥的混合物排放出的二氧化碳也更少,最终耗费资金也更少,而建设一所传统学校起码需要几个月。另据悉,该校将于2021年底到2022年初建成,建成后将接纳学龄前到高中的学生。3D打印学校的预期寿命至少是10年,期间需要人们对其进行适当维护。

       在未来,玛姬将教会当地人们学会使用3D打印机器人,以便他们学会自己建造更多的学校。据统计,由于新冠疫情,全球有15多亿学生辍学,超过2.9亿学生缺乏上学所需的基础设施。疫情逐渐消退后,很多学校即将开放,而很多线下设备不佳的学校,往往也没有在线上课替代方案,因此改善实地教学条件,仍然是此类学校的当务之急。之所以首先选择落地在马达加斯加,是玛姬考察7个国家后的结果,而本次建设的合作方之一正是马达加斯加的费安纳兰索阿大学,该3D学校也将坐落于这所大学内。

       据联合国教科文组织统计,全球超过2.6亿儿童没有受教育的机会。在马达加斯加,由于人口太多、以及对教育基础设施的投资不足,130万小学学生中有60%左右没有入学。这些学生要想上学,总共需要22000多个教室。玛姬表示:“马达加斯加乃至全世界对教育基础设施的需求非常巨大,我们将继续建立此类学校。”说到建设学校的资金来源,玛姬告诉DeepTech:“我们是一家非政府组织,因此我们的目标是在规模扩大时通过个人捐助者、企业赞助商和政府合作伙伴关系筹集资金。”据悉,本次玛姬累计收到35万美元赞助。此外,一些公司还为学校材料提供了实物捐赠。例如,瑞士建材公司LafargeHolcim将免费为该校提供水泥材料。目前一切准备就绪,并将最快于2021年夏末动工。除建造学校之外,玛姬还计划参与课程制定,包括健康、生活技能、数学、科学和识字等。该计划还将为在线门户提供支持,使教师和学生可以共享课程。另据悉,3D学校项目经公布后,还被选中参加耶鲁2020年秋季的加速器项目。

来自中国湖北,后被美国家庭收养

       1999年,玛姬出生于湖北孝感大悟县一个普通家庭,一岁半的时候,被一对美国夫妇收养,并在该国接受教育。15岁时,玛姬还在读高二,由于被“技术的潜力”深深吸引,她创办了非营利组织ThinkingHuts,这是一个通过建设3D打印学校来增加优质受教育机会的机构。与此同时,她说全世界只有5%的公司由女性CEO领导,她希望借着创业来挑战刻板印象。目前,该机构共有14名志愿者,预计未来将拥有全职员工。2020年,她还出版一本名为AHumanDiary的图书,她说这本书是“对过去和现在的情书,希望在一个通常是黑暗和两极分化的世界中提供光明。”

       提到这本书,玛姬很是动容,她说:“这是我在2018-2019年间写的一本小诗集。这是一个特别困难的时期,因为我的养母被诊断出患有癌症,写作帮助我度过了那段时光。值得庆幸的是,她现在一切正常而且健康!虽然我的父母年纪大了,但是所有的钱都用来支持ThinkingHuts,基于此我想从消极的经历中做出积极的事情。”

       谈及当初被收养,她表示:“因为收养,我能够接受私立教育,并且能在伦敦上学2年。另外,我养父在支持我创办非营利组织上发挥了重要作用。我认为,如果我没有被收养,我不会负担得起上学的费用。教育使我获得了更多的机会。”玛姬不会说中文,在确定她的中文名字“吴楚慧”时,她发给DeepTech一张图,并表示:“我有一个关于名字怎么拼写的文件。”

       文件上写着:“Chu”的意思是“Clear”,“Hui”的意思是“Intelligent”。当问她的姓氏是“吴”还是“伍”的时候,她说:“Ibelieveitis吴”。自19年前离开湖北后,目前她尚未再次回到中国,她告诉DeepTech:“我还没有回到中国,但是我希望将来能来中国,(但)访问我的祖国将是感伤的。”-End-
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