計(jì)算機(jī)接口使19世紀(jì)管風(fēng)琴自行彈奏
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正如許多新奇的創(chuàng)造一樣，這一切都始于酒吧里的一次談話。
“您知道樓上森林咖啡屋里的管風(fēng)琴嗎？”
“知道?！?
“我們應(yīng)該創(chuàng)造一個(gè)機(jī)器人管風(fēng)琴手來(lái)演奏它?！?
“當(dāng)然，我們應(yīng)該這樣做！”
一次漫不經(jīng)心的交談促使我們著手開展“WaldflOte項(xiàng)目”。
我的日常工作是擔(dān)任賽靈思蘇格蘭公司IP部門的設(shè)計(jì)經(jīng)理，但在業(yè)余時(shí)間，我是“dorkbot”這個(gè)非正式組織的一分子，該組織旨在推進(jìn)工程科學(xué)界與藝術(shù)界之間的草根協(xié)作；活動(dòng)口號(hào)是“用電做離奇的事情”。我屬于愛(ài)丁堡地區(qū)的dorkbot（可以稱作“dorkbot alba”或“dorkbot Edinburgh”，主要取決于您對(duì)誰(shuí)講）。我們的成員創(chuàng)造了很多新奇的東西，包括像素映射LED禮帽、自動(dòng)牙刷、幻覺(jué)魔術(shù)設(shè)備、電磁改錐和各種噪音發(fā)生盒。鮮有意外傷害事故發(fā)生。
dorkbot Edinburgh團(tuán)隊(duì)每隔一周于周二在森林咖啡屋聚會(huì)，這間咖啡屋位于愛(ài)丁堡大學(xué)附近，是由志愿者經(jīng)營(yíng)的非贏利性聚會(huì)場(chǎng)所。我參加了幾周在這家咖啡屋舉行的聚會(huì)，一天晚上，當(dāng)我到樓上修理舞臺(tái)照明設(shè)備時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)自己置身教堂之中，這里有布道臺(tái)和唱詩(shī)班樓座，最重要的是，這里有一臺(tái)16英尺高的管風(fēng)琴。
事實(shí)上，咖啡屋所在的建筑曾經(jīng)是愛(ài)丁堡公理教會(huì)的會(huì)場(chǎng)——因此有管風(fēng)琴。但這里并不是這臺(tái)管風(fēng)琴最初的家。19世紀(jì)末，倫敦著名的管風(fēng)琴制造商Gray和Davison首次將這臺(tái)管風(fēng)琴安裝在愛(ài)爾蘭的都柏林城堡，1900年，不知什么原因，這臺(tái)管風(fēng)琴被轉(zhuǎn)移到愛(ài)丁堡。自此，這臺(tái)管風(fēng)琴經(jīng)過(guò)數(shù)次維修，一直留在愛(ài)丁堡。
酒吧閑聊之后，我們并沒(méi)有立即行動(dòng)起來(lái)。在隨后7個(gè)月的聚會(huì)中，我們不斷地思考、探究、討論，最后設(shè)計(jì)出了幾種操縱管風(fēng)琴鍵盤的方式。
我們將這個(gè)項(xiàng)目取名為“Project WaldflOte”，是因?yàn)楣茱L(fēng)琴上的一個(gè)音栓叫“WaldflOte”。在德語(yǔ)中，它的意思是“森林長(zhǎng)笛”。由于管風(fēng)琴位于森林咖啡屋，因此聽(tīng)起來(lái)還有些詩(shī)情畫意。
采用正確的機(jī)械部件
在開發(fā)的初始階段我們就明確地將問(wèn)題分為機(jī)械和電子兩部分。如果我們能夠找到解決機(jī)械問(wèn)題的方案，就能相對(duì)獨(dú)立地打造這兩個(gè)部分。
制約我們的主要因素之一是資金——我們沒(méi)有多少資金可用，全部資金僅為我們幾個(gè)核心成員自己籌集的資金。我們走遍尾貨市場(chǎng)，找到了一些價(jià)格合適的電磁鐵。我們能夠以1英磅左右（約合1.5美元）的單價(jià)得到100個(gè)這樣的電磁鐵，我們訂購(gòu)了6個(gè)在管風(fēng)琴上進(jìn)行試驗(yàn)。
我們發(fā)現(xiàn)電磁鐵的尺寸非常理想，但電磁鐵芯的運(yùn)動(dòng)距離比要始終如一地觸動(dòng)管風(fēng)琴白鍵所需的運(yùn)動(dòng)距離略短。盡管我們可以直接利用電磁鐵芯來(lái)驅(qū)動(dòng)黑鍵，但我們?nèi)匀恍枰撤N杠桿來(lái)驅(qū)動(dòng)白鍵。
電磁鐵組裝的首個(gè)原型如圖1所示，圖1為電磁鐵的工作原理圖。對(duì)于白鍵而言，頂部的膠合板杠桿的后面用管道膠帶作鉸鏈連接，當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，它會(huì)受到下拉的力量。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，管風(fēng)琴鍵自身會(huì)提供向上力——因此無(wú)需另外使用彈簧。對(duì)于黑鍵而言，從電磁鐵底部伸出的小銷可以足夠的力量直接按壓琴鍵，彈奏音符。
圖1：電磁體組件原型
圖2：機(jī)械布局
評(píng)論