
2026 年 4 月 11 日,上海漕河泾,STEMHUB 的线下空间。「青声集·在(ZÀI)计划」01 期的第三次活动在这里进行。
前两期,我们在辰山植物园观察植物的演化脉络,在拓扑游戏中体验思维破局的张力。那些讨论是开阔的、观念的。而这一期,所有人要面对一张电路板——为之前从理论中习得的算法逻辑,找到一组物理世界的对应物。
01拆解硬件运作的底层逻辑
活动从电路基础课开始。STEMHUB 的郑永雄老师站在工作台前,没有 PPT,只有一块开发板和几根杜邦线。
图:郑老师讲解电路原理
他抛出的第一个问题很具体:让一块开发板跑起来,需要什么?
答案不是代码,是电。更准确地说——是稳定、符合规格的电源。
郑老师在白板上画了一条电流路径:电池提供原始能量,但电池的电压会随着消耗持续衰减,直接供电会导致系统频繁重启甚至烧毁元件。这就是为什么在任何电子系统中,电源管理都是一切可靠性的起点。他展示了手中的降压模块——一个指甲盖大小的元件,负责将波动的输入电压稳定在 5.0V 输出。
孩子们第一次意识到 "电压不是理所当然的"。在数字世界里,1 就是 1,0 就是 0;但在物理世界中,5V 需要被测量、被调节、被保护。郑老师用万用表现场演示如何测量电压:探针接触输出端,屏幕上的读数在 5.00V 附近微微跳动。他说,这个动作本身就是工程思维的起点——不要假设,要验证。
他还讲到了短路保护与过充保护。一条错误连接的导线让电路瞬间冒起青烟,大家本能地往后一缩。这个小意外成了最直观的一课:物理世界有自己的底线规则,代码可以无限重来,但焊错的线、接反的极,会产生真实的后果。
02认识基础元器件
理论铺垫之后,韩老师将今天要组装的硬件一一摊开在工作台上。
图:认识硬件组件
两节 18650 电池与串联电池盒。它们在系统中提供约 7.4V 的原始电压。孩子们轮流拿起电池感受重量——外观和普通电池差异不大,实际上储存着足以驱动一台微型计算机运行数小时的能量。
保护板,承担三层安全功能:过充保护、过放保护、短路保护。它被串联在电池与负载之间,持续监控电流状态。
降压模块,精密度最高的组件之一。它的任务是将 7.4V 的电池电压稳定降至 5.0V,供给开发板。通过调节模块上的微型电位器可以微调输出电压——一个微小的旋钮动作,决定整个系统能否稳定运行。
核心是一块微型开发板,负责运行 AI 模型,驱动机器人的行动逻辑。此外还有音频模块与声卡、定制 Type-C 接口与充电模块、一块小型屏幕。
图:整套硬件物料
这些零件散落在桌面上时,看起来只是一堆互不相干的电子元件。但当它们按照正确的逻辑被连接在一起,就构成了一个完整的智能系统。
03电烙铁、焊接与协作
韩老师分配给每个小组的任务很明确:按照电路图,将电池组、保护板、降压模块和开发板用焊锡永久连接。第一个挑战来得很快——导线太细了。
这些用于电路连接的导线直径不到一毫米,绝缘皮薄而软。孩子们需要自己用剥线钳剥去末端的绝缘层,露出铜芯,然后在电路板的焊盘上完成焊接。对于大多数第一次拿起电烙铁的孩子来说,仅剥线这一步就需要反复尝试:用力过猛会剪断铜芯,用力过轻则剥不下绝缘皮。剪刀是当天最抢手的工具——每组都在找那把能干净利落剪断线材的利器。
焊接过程中,韩老师分享了一个实操技巧:面对局部高温可能引发的热损伤,师生们会就地取材,利用身边的材料构建临时的热沉 (Heat Sink) 来辅助散热。这能有效防止热传导烧毁电路板上脆弱的温度敏感元器件。这不是教科书上的标准步骤,而是一线实操中“见招拆招”积累的工程经验。
图:动手焊接
团队的有机分工在这个过程中自然浮现。有过焊接经验的孩子展现出明显的熟练度,自然而然地承担起主焊手的角色。不擅长焊接的孩子也没有闲着——他们传递材料、寻找工具、固定电路板。有个孩子在整个下午中都在为各组递送剪好的零配件和导线。
活动中也出现了小插曲。有孩子焊错了线路,焊好的导线中有几根位置不对,直到活动结束后才被发现和纠正。动手创作就是这样——焊错了就重来,下一次小心一点,持续迭代就行。
还有一个孩子,其他人在休息的时候,他还在工作台边继续练习焊接。那种专注不需要任何外部激励——被一个真实的挑战吸引住,本身就是最好的驱动力。
04小动物彩蛋*2
大厅靠墙的笼子里住着一只小浣熊,那天特别活泼,在笼子里跑来跑去,引得大家纷纷围观。
图:可爱的浣熊
一些教室里摆着合成生物学实验留下的培养皿和器材——这个空间的主人们同时在探索微观尺度的生命工程。
活动结束后,还有几个孩子留下来继续干活。Peter 带来了一只树蛙。小家伙不怕人,顺着衣服爬到了一个同学的手上。孩子们放下手里的东西围过来看,焊了一下午的疲惫神色被好奇取代。后来有人拍了张照片:树蛙安静地待在那只手上,人和蛙都在打量对方。
图:树蛙和同学对望
05展望
工作台上散落着焊好的电路板、剪断的线头和还没来得及安装的外壳。没有哪个小组一次性就完成了从电池到屏幕的完整组装——硬件构建本来也不是一蹴而就的事。
但大家的状态和刚来时已经不同。他们理解了为什么电源管理是一切可靠性的起点,知道了降压模块怎么把 7.4V 变成 5.0V,体验了在有限时间和有限工具的条件下如何协作——一群人在共同目标周围形成自发的秩序。
图:本次活动大合照
硬件组装尚在成型中。后续的活动中,AI 模型会被加载到开发板上,传感器会被集成进来,代码会成为驱动这些物理部件的逻辑。从今天焊下的第一滴锡,到未来机器人在真实场景中自主运行,这是一条完整的创造链路。
「在(ZÀI)计划」的旅程还在继续。这一站,我们在物理世界中打下了一些微小但坚实的节点。
青声集「在(ZÀI)计划」,期待与您共同见证创新的涌现!

关于青声集
在科技与产业范式加速演进的今天,推动变革的核心力量并非由年龄定义,而是由“青年人心态”所决定的。无论是在实验室中潜心钻研的科学家,还是在市场中敏锐捕捉机遇的产业从业者,只要保持对复杂世界的好奇与对真理的求索(Unbounded Curiosity & Intellectual Honesty),都是新范式的推动者。正因如此,「青声集」应运而生。我们愿搭建一个既有学术厚度、创新锐度、产业深度,亦有社区温度的成长共同体,通过多元且开放的支持体系,助力青年科技人才在时代的浪潮中乘风破浪。
科学是全人类通用的语言。立足本土,放眼全球,我们以联合国可持续发展目标(SDGs)为指引,以此确立「青声集」的国际化视野与社会责任担当。
创新往往诞生于不同思想的边缘交汇处。如果您对科学感兴趣,或期待在学术与产业之间寻找新的火花,欢迎与我们就感兴趣的议题建立联系。让我们先从一场开放的对话开始,在交流中建立共识,共同探索科学赋能产业的未来可能。
青声集·在(ZÀI)计划01期支持机构

关于共益科技基金会
上海共益数据科技发展基金会成立于2016年,是经上海市民政局认定的3A级慈善组织。基金会秉持“让数据科技服务于人的福祉和自由”的宗旨,致力于成为科技素养与理念的普及者、人本科技的实践者以及数字化共益社群的孵化者。我们始终关注科技的普惠价值,从携手联合国机构共探数字包容,到深耕乡村与社区的创新实践,持续拓展科学与技术应用的社会边界。我们致力于构建开放协同的共益生态,并通过赋能青年科学家与各类创新者,支持其将创新成果转化为服务社会的力量,让科技进步惠及大众。

关于集智科学研究中心与集智俱乐部
集智科学研究中心是一家注册于中国的民办非企业单位(独立科研机构),获评中国3A级社会组织,是集智俱乐部的主体单位。
集智俱乐部自2003年起源至今,已走过二十余年的学术探索历程。作为中国历史最悠久、最具活力的跨学科学术社区之一,我们致力于复杂系统、人工智能的前沿交叉研究。
我们的核心理念是营造跨学科探索小生境,催化复杂性科学新理论。作为经国家权威认证的3A级社会组织,中心不仅具备规范的学术运营体系,更汇聚了来自清华大学、北京大学、北京师范大学等高校的教授与研究员,并通过集智斑图线上平台凝聚了全球近30万对复杂科学充满热情的研究者、工程师与青年学者。

关于iFuture科学咖
本次科普之旅协办机构

关于STEMHUB
思铺教育科技创立于2015年,专注“AI-Driven STEM”创新教育探索,形成基于与体制内外K12学校共建创新教育生态、基于PBL的科研与竞赛创新课题体系、AI智能体硬件与软件开发等业务板块。包括课程输出、学术营地、竞赛辅导、科研训练、创新实验室建设以及智能教育装备研发销售。目前拥有上海、广州、杭州旗舰学习中心以及遍布长三角与大湾区上百所合作学校,累计培养拔尖创新人才数万人,超过3000名学员经过思铺教育系统辅导进入世界一流高等教育体系。
夜雨聆风