何佳怡：榫卯营造三生万物

王新伟 张琦

团队成员在“互联网＋”大赛决赛现场（从左至右依次为黄艺、房家梁、何佳怡、王新睿、张博雯、张孟锐、蔡新雨）

天津大学建筑学院的何佳怡带领团队14位同学，开发出“三生万木”儿童榫卯拼装积木，获得在2022年11月举行的第八届“互联网+”大赛金奖，她还与几位同学一起成立天津凯趣科技有限公司并担任CEO。

被榫卯抓牢

大二时，何佳怡上了一门“艺术装置”课，课上有一项作业，要求搭建一个虚拟的“儿童艺术空间”。何佳怡想到了大一上的“中国建筑史”课，里面有关中国榫卯结构的建造智慧能否用在作业上？

两个或两个以上木构件采用凹凸部位咬合连接时，凸出部分叫榫，凹进部分叫卯。榫卯结构是中国传统建筑、家具和其他木制器械建造的独特工艺，在六七千年的历史中，形成了直榫、十字枨、燕尾榫、锲钉榫、抱肩榫等上千种形式。精心建造的房屋，不用一根铁钉，只用榫卯连接，能使用几百甚至上千年以上，被誉为“榫卯万年牢”。在那门“中国建筑史”课上，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，去天津独乐寺就像走亲戚，一有空儿就去观察这个典型的唐风辽建的建筑。唐山大地震时，独乐寺大殿佛像前的护栏铁链都震散了，而榫卯结构的大殿却在整体摇摆1米多后完好无损地复位，何佳怡被榫卯结构的强大深深震撼。

何佳怡不满足完成课堂要求的测绘古建筑作业，就一到节假日，拉上几个同学组团到北京故宫、沈阳故宫、苏州园林、山西应县木塔、天津独乐寺等地勘察。她仰望屋顶、牌坊、照壁，注视屋檐下的榫卯横梁、立柱、斗拱，往往直到脖颈子发出酸痛信号才回过神来。何佳怡感慨：“现场测绘时，如果边听带鼓点的音乐，边观察斗拱，比如听《渔舟唱晚》的古筝曲版，我甚至能感受到建筑和音乐之间那丝丝缕缕的奇妙联结。”

交作业的时间到了，何佳怡设计的“Running kids——面向儿童的可拼装式跑酷广场”在同学中冒了尖：这个广场利用直榫、丁字结合、十字枨等榫卯结构建造法，设计了一个大型儿童游乐拼接装置，它由榫卯结构制作的大型模块组成，如同一块块积木可以灵活变化，供儿童和家长自由组装。

“三生万木”之生

榫卯玩具模块化，是何佳怡设计跑酷广场的亮点，也让任课老师很惊喜。他建议何佳怡把作业变为作品，参加2021年11月举行的第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛。

为了参赛，何佳怡采纳了一位高年级学姐的建议：把跑酷广场改成积木。她给自己的参赛项目起名：“三生万木”儿童榫卯玩具。“三”是指利用榫卯结构中的直榫、肩榫和十字枨三种常用营造法；“万木”是指可拼出千万个小桌子、小房子、小亭子。她还设计了混合装（56枚）、特色装（28枚）、分装（12枚）三款产品。

但在学校初赛时，何佳怡的项目被淘汰了。评委给了两个理由：一是产品核心技术不够清晰，只停留在构想上；二是产品与市场结合不紧，没有形成落地的商业模式。

秋叶飘落，冬雪敲门。快寒假时，何佳怡接到一个意外来电：“佳怡同学，我是秦老师，负责学生创新创业指导工作。你那个项目想法很棒，千万别放弃，争取参加明年的全国大赛。”

接到电话的第二天，秦老师便拉上何佳怡跑酷广场作业的任课老师，与何佳怡开了一个简短的线上会议，指出她的项目下一步重点是在产品设计和市场开发两个方面下功夫。

何佳怡开始招兵买马组建团队，引进建筑学、经济与管理学、数學、机械工程学等专业的14名同学，其中10人有参与重大项目或省市级以上大赛的经历。

12字诀

现在在儿童，甚至成人中风靡的乐高玩具有无数种产品，各种造型令人眼花缭乱，但它们的基础连接方法只有一种：穴柱式，即把有凸粒的一头，嵌入有凹孔的一头。何佳怡想，我要让玩家既享受成品带来的快乐，又在组装过程中感受各种榫卯连接方式的有趣。

有一次，何佳怡去朋友家串门，看见朋友4岁的弟弟正坐在地上拼乐高，拼成的超级赛车、变形金刚、钢铁侠摆满床头，忙得不亦乐乎，便问有没有给弟弟玩过用榫卯结构制作的鲁班锁。朋友笑道：“买了，但弟弟玩了几下，等新鲜劲儿一过就丢在一边。”

何佳怡又问了身边有弟弟妹妹的同学、朋友，都得到类似的答案。她的心一紧：学习榫卯结构虽能启迪智慧，但需要孩子坐得住，有耐得住寂寞的心性，这种要求实在是太高。榫卯结构有24类1000多种，常用的有100多种。一股脑全部制成玩具，不仅制作成本担不起，也会让玩玩具的孩子“消化不良”。

何佳怡悟出榫卯结构制作玩具的两个精髓：在保留凹凸咬合智慧的基础上，一是让模块更简单，二是让创作更自由。

何佳怡和队友先是把之前的直榫、丁字结合、十字枨等3组核心模块，延展到直榫、抄手榫、肩榫结合、十字枨和肩榫等5组核心榫卯模块，设计出100多种基础构件，并拼装成近2万种不同造型。

然后他们总结出“去斜留直、去圆留方、去异留同”12字挑选法，把形态上斜的、圆的、怪了吧唧的都挑出来。如果是常用的，如连接两块木板的燕尾榫等，就挑出来保留，作为特殊型材单独制作，其余的都暂时封存，以后有用再提取。

12字挑选法选出的榫卯结构件，均为大小类似的方形木块。在积木雏形中，直榫拼接是基础结构，每一块都会用到。用到抄手榫、十字枨、肩榫等拼接方式的积木，多是在结构原形态上通过上百次的模拟试验，拉长或缩短某边或某一部分，在不改变核心结构和受力原理的基础上，使其整体形成正方体或长方体。何佳怡又对这些方形木块进行模块化处理，计算出可以六面插接的统一模数（尺寸）。

市面上的榫卯玩具多为一面、两面、三面插接。那么，六面插接是最关键、最难的一步。操作过程没有现成的样板参照，只能经过成千上万次地尝试自行总结。何佳怡回家拿起童年玩过的鲁班锁，一遍一遍地拼成又解开。当她又带着鲁班锁去吃饭时，随手搁在厨房的马赛克瓷砖墙面前，正好占据背后的九个格子。何佳怡突然灵光一闪，九宫格！方形模块六个面，每个面不都能产生一个九宫格吗？倘若用二维视角来看，榫头、榫眼连接部分在构件的每一面所占据的位置，只要能够小于平面中的九分之一，则可以保证插接的自由性和可复制性。如果将榫头、榫眼连接部分安放到九宫格上下左右的中间4格内，便在二维空间拥有了四面同时连接的能力，只要立起来的每一面都能达到这种效果，不就可以在三维空间实现六面拼接吗？有了概念，何佳怡发起两轮“统一模数”攻坚战。

第一轮是实验战。何佳怡和团队成员由于过于依赖电子建模效果，忽略了模块受力问题，统一模数后便直接投入产品造型设计，等打样结果出来后一下子傻眼：榫头与榫眼连接处的凹凸深度判断失误，即凹凸深度和模块本身大小所得出的比值需要符合受力原理，倘若太浅则无法承担全身重量，导致插接后模块末端因重力大而下垂，整个造型根本无法立住。第一次打样遭遇失败，2000元钱的投入打了水漂。这次失败提醒何佳怡，产品设计不能只局限于艺术创作阶段，还要有极为理性的工业设计思维。

第二轮是测验战。先与数学专业的同学合作，辅助公式计算出了模数范围，然后应用不同模数并分别进行实体打样，通过无数次受力测试最终确定模边长、凹凸面边长和进深长度。得到统一的模数后，他们又筛除了内部构造形态难以被框定在模数范围内的部分榫卯结构，如抱肩榫、棕角榫等。

这一阵子，何佳怡琢磨榫卯像丢了魂，榫卯之外的声音都是左耳进，右耳出。有一天早上，她在家里听到开门去上班的母亲喊了一声，“从冰箱里拿一条鱼出来，晚上做菜用”，晚上要请客人来家吃饭，鱼需要拿出来解冻。但她很快清空耳朵，又去摆弄榫卯，母亲回家后一通找：“鱼呢？”拎着各种做鱼酱料的母亲，发现鱼还硬邦邦地躺在冰箱里。

何佳怡团队终于得到更简单、更“自由”的可六面拼插的榫卯结构玩具，现在的5种核心榫卯结构是根据儿童的接受難度，进行初步筛选后确定的最常用的5种模块，可以无限创新出越来越多的模块，所谓道生一，一生二，二生三，三生万物。

创“门派”的底气

主打榫卯玩具模块化攻坚战的同时，何佳怡又指挥几个队友开辟第二战场：产品商业化。

他们开发“育”和“潮”两个系列产品。前者把玩具与古诗词和成语故事结合，制作了漫画、绘本；后者以天津的地标性建筑为原型，制作了“玩转天津”系列产品，如天津之眼主题积木和配套纪念品。

团队又为产品配备了交互性游戏APP。以中国传统榫卯文化和古建筑为主线，相关文化及人物为辅线，结合人物ID角色扮演、创新交流社区、古建故事主线任务、榫卯零件库创新及收集四大板块展开游戏探索，为线下实体产品注入了更加多元的探索维度。

他们的产品主要面向儿童教育机构。团队缺人少钱的条件下，不能直接面对众多的个体客户，只能采用借船出海策略，开发诗词、古建产品，陆续与社区绘本馆、幼儿园、儿童机构、少儿托管中心等多家企业合作上课，并与海棠文化公司签下了50万元的订单。

2022年5月至11月，何佳怡率领团队一路过关，通过了校赛、市赛，最终获得第八届“互联网+”大赛金奖。

有人问何佳怡，“三生万木”榫卯玩具能不能成为“中国乐高”？何佳怡回答：“中华文化有太多可挖掘的宝藏，足够我们创造自己的‘门派！”

责任编辑：张琦