何佳怡：榫卯營造三生萬物

王新偉 張琦

團隊成員在“互聯網＋”大賽決賽現場（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）

天津大學建筑學院的何佳怡帶領團隊14位同學，開發出“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“互聯網+”大賽金獎，她還與幾位同學一起成立天津凱趣科技有限公司并擔任CEO。

被榫卯抓牢

大二時，何佳怡上了一門“藝術裝置”課，課上有一項作業，要求搭建一個虛擬的“兒童藝術空間”。何佳怡想到了大一上的“中國建筑史”課，里面有關中國榫卯結構的建造智慧能否用在作業上？

兩個或兩個以上木構件采用凹凸部位咬合連接時，凸出部分叫榫，凹進部分叫卯。榫卯結構是中國傳統建筑、家具和其他木制器械建造的獨特工藝，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，去天津獨樂寺就像走親戚，一有空兒就去觀察這個典型的唐風遼建的建筑。唐山大地震時，獨樂寺大殿佛像前的護欄鐵鏈都震散了，而榫卯結構的大殿卻在整體搖擺1米多后完好無損地復位，何佳怡被榫卯結構的強大深深震撼。

何佳怡不滿足完成課堂要求的測繪古建筑作業，就一到節假日，拉上幾個同學組團到北京故宮、沈陽故宮、蘇州園林、山西應縣木塔、天津獨樂寺等地勘察。她仰望屋頂、牌坊、照壁，注視屋檐下的榫卯橫梁、立柱、斗拱，往往直到脖頸子發出酸痛信號才回過神來。何佳怡感慨：“現場測繪時，如果邊聽帶鼓點的音樂，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結?！?/p>

交作業的時間到了，何佳怡設計的“Running?kids——面向兒童的可拼裝式跑酷廣場”在同學中冒了尖：這個廣場利用直榫、丁字結合、十字棖等榫卯結構建造法，設計了一個大型兒童游樂拼接裝置，它由榫卯結構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，是何佳怡設計跑酷廣場的亮點，也讓任課老師很驚喜。他建議何佳怡把作業變為作品，參加2021年11月舉行的第七屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽。

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

但在學校初賽時，何佳怡的項目被淘汰了。評委給了兩個理由：一是產品核心技術不夠清晰，只停留在構想上；二是產品與市場結合不緊，沒有形成落地的商業模式。

秋葉飄落，冬雪敲門?？旌贂r，何佳怡接到一個意外來電：“佳怡同學，我是秦老師，負責學生創新創業指導工作。你那個項目想法很棒，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的任課老師，與何佳怡開了一個簡短的線上會議，指出她的項目下一步重點是在產品設計和市場開發兩個方面下功夫。

何佳怡開始招兵買馬組建團隊，引進建筑學、經濟與管理學、數學、機械工程學等專業的14名同學，其中10人有參與重大項目或省市級以上大賽的經歷。

12字訣

現在在兒童，甚至成人中風靡的樂高玩具有無數種產品，各種造型令人眼花繚亂，但它們的基礎連接方法只有一種：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構制作的魯班鎖。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。”

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

何佳怡悟出榫卯結構制作玩具的兩個精髓：在保留凹凸咬合智慧的基礎上，一是讓模塊更簡單，二是讓創作更自由。

何佳怡和隊友先是把之前的直榫、丁字結合、十字棖等3組核心模塊，延展到直榫、抄手榫、肩榫結合、十字棖和肩榫等5組核心榫卯模塊，設計出100多種基礎構件，并拼裝成近2萬種不同造型。

然后他們總結出“去斜留直、去圓留方、去異留同”12字挑選法，把形態上斜的、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，作為特殊型材單獨制作，其余的都暫時封存，以后有用再提取。

12字挑選法選出的榫卯結構件，均為大小類似的方形木塊。在積木雛形中，直榫拼接是基礎結構，每一塊都會用到。用到抄手榫、十字棖、肩榫等拼接方式的積木，多是在結構原形態上通過上百次的模擬試驗，拉長或縮短某邊或某一部分，在不改變核心結構和受力原理的基礎上，使其整體形成正方體或長方體。何佳怡又對這些方形木塊進行模塊化處理，計算出可以六面插接的統一模數（尺寸）。

市面上的榫卯玩具多為一面、兩面、三面插接。那么，六面插接是最關鍵、最難的一步。操作過程沒有現成的樣板參照，只能經過成千上萬次地嘗試自行總結。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。當她又帶著魯班鎖去吃飯時，隨手擱在廚房的馬賽克瓷磚墻面前，正好占據背后的九個格子。何佳怡突然靈光一閃，九宮格！方形模塊六個面，每個面不都能產生一個九宮格嗎？倘若用二維視角來看，榫頭、榫眼連接部分在構件的每一面所占據的位置，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，便在二維空間擁有了四面同時連接的能力，只要立起來的每一面都能達到這種效果，不就可以在三維空間實現六面拼接嗎？有了概念，何佳怡發起兩輪“統一模數”攻堅戰。

第一輪是實驗戰。何佳怡和團隊成員由于過于依賴電子建模效果，忽略了模塊受力問題，統一模數后便直接投入產品造型設計，等打樣結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全身重量，導致插接后模塊末端因重力大而下垂，整個造型根本無法立住。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，產品設計不能只局限于藝術創作階段，還要有極為理性的工業設計思維。

第二輪是測驗戰。先與數學專業的同學合作，輔助公式計算出了模數范圍，然后應用不同模數并分別進行實體打樣，通過無數次受力測試最終確定模邊長、凹凸面邊長和進深長度。得到統一的模數后，他們又篩除了內部構造形態難以被框定在模數范圍內的部分榫卯結構，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，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，發現魚還硬邦邦地躺在冰箱里。

何佳怡團隊終于得到更簡單、更“自由”的可六面拼插的榫卯結構玩具，現在的5種核心榫卯結構是根據兒童的接受難度，進行初步篩選后確定的最常用的5種模塊，可以無限創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“門派”的底氣

主打榫卯玩具模塊化攻堅戰的同時，何佳怡又指揮幾個隊友開辟第二戰場：產品商業化。

他們開發“育”和“潮”兩個系列產品。前者把玩具與古詩詞和成語故事結合，制作了漫畫、繪本；后者以天津的地標性建筑為原型，制作了“玩轉天津”系列產品，如天津之眼主題積木和配套紀念品。

團隊又為產品配備了交互性游戲APP。以中國傳統榫卯文化和古建筑為主線，相關文化及人物為輔線，結合人物ID角色扮演、創新交流社區、古建故事主線任務、榫卯零件庫創新及收集四大板塊展開游戲探索，為線下實體產品注入了更加多元的探索維度。

他們的產品主要面向兒童教育機構。團隊缺人少錢的條件下，不能直接面對眾多的個體客戶，只能采用借船出海策略，開發詩詞、古建產品，陸續與社區繪本館、幼兒園、兒童機構、少兒托管中心等多家企業合作上課，并與海棠文化公司簽下了50萬元的訂單。

2022年5月至11月，何佳怡率領團隊一路過關，通過了校賽、市賽，最終獲得第八屆“互聯網+”大賽金獎。

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，足夠我們創造自己的‘門派！”

責任編輯：張琦