La prima calcolatrice grafica al mondo: la storia dello sviluppo della fx-7000G

In 1985 bracht Casio 's werelds eerste wetenschappelijke rekenmachine met grafiekfunctie uit, de fx-7000G. De wetenschappelijke rekenmachines daarvoor gaven antwoorden in de vorm van numerieke waarden. Maar de fx-7000G kon functies weergeven als lijngrafieken, tabelgegevens als staafdiagrammen en nog veel meer. De rekenmachine zou visualisatie kunnen gebruiken om concepten te presenteren die moeilijk te begrijpen zijn door simpelweg naar getallen te kijken. De fx-7000G werd geprezen als een innovatief product dat het leren ondersteunde, een ware evolutie van de rekenmachine.

Hoe is de fx-7000G grafische rekenmachine ontstaan? Een van de ontwikkelaars van het project, Hiroyuki Yoshino, keek terug op die periode en herinnerde zich: "Het project begon vanuit de pagina's van wiskundeboeken."

"Vanaf ongeveer 1980 werden wetenschappelijke rekenmachines niet alleen door ingenieurs gebruikt. Middelbare scholieren en universiteitsstudenten begonnen ze ook te gebruiken. Dus stelden we de vraag welke wetenschappelijke rekenmachines nuttig zouden zijn om wiskunde te leren. Vervolgens verzamelden en onderzochten we wiskundeboeken van over de hele wereld. We zagen in dat grafieken, die essentieel zijn voor wiskunde, niet konden worden weergegeven door de wetenschappelijke rekenmachines van die tijd. We dachten dat we het wiskundeonderwijs konden verbeteren door uit te zoeken hoe we grafieken konden visualiseren."

Yoshino besloot een manier te vinden om een wetenschappelijke rekenmachine te maken die grafieken kon produceren en schreef zijn ideeën in 1983 meteen op in een voorstel van één pagina. Dit voorstel beschreef het tekenen van een grafiek voor y=x² op het scherm van een rekenmachine. Toen hij dit voorstel presenteerde, werd het project meteen goedgekeurd. En de ontwikkelaars gingen snel aan de slag.

"Zoiets had nog niemand gedaan. We wisten niet hoe we het aan de praat moesten krijgen. Maar we waren enthousiast, omdat we onze eigen handen gingen gebruiken om iets te creëren dat de wereld nog nooit had gezien."

De poging om vanaf nul een compleet nieuw product te maken, begon als volgt.

"We waren vastbesloten om iets te maken waar mensen enthousiast over zouden zijn als we het aan de wereld zouden laten zien. We wisten dat we onze gebruikers iets moesten laten zien dat hen zou verbazen. Dat was het soort trots dat we als ontwikkelaars hadden."

Het team liep tegen een groot probleem aan bij het weergeven van de grafieken. De gebruikelijke methoden konden geen grafieken met krommen tekenen.

"We wisten dat we een full-dot display moesten gebruiken om de grafieken goed te kunnen tekenen, maar dat zou het stroomverbruik verhogen. We wilden ook dat de rekenmachine op batterijen werkte, zodat gebruikers hem bij zich konden dragen. Om ervoor te zorgen dat de rekenmachine draagbaar was, gebruikten we een dot-matrix LCD-scherm en ontwierpen we de rekenmachine zo dat hij weinig stroom verbruikte. We hebben ook nagedacht over hoe we de rekenmachine in een handig, handzaam formaat konden maken en hoe we het display gemakkelijk leesbaar konden maken."

De ontwikkelaars zijn er dankzij hun vindingrijkheid en doorzettingsvermogen in geslaagd om grafieken te tekenen ondanks de verschillende beperkingen.

Ook voor de software was de manier waarop de rekenmachine de grafieken tekende een probleem.

"Toen we naar wiskundeboeken keken en nadachten over de functionaliteit die we nodig zouden hebben, dachten we na over hoe we grafieken zouden tekenen, grafiekcoördinaten zouden weergeven en basisfuncties zouden bieden zoals in- en uitzoomen. Ik denk dat dit het moment was waarop we begonnen na te denken over dingen als een menu met een pictogramweergave en interactieve, intuïtieve handelingen. Ik had altijd een notitieboekje bij me zodat ik alle ideeën die bij me opkwamen kon opschrijven, waar ik ook was. Dit was hoe nieuwe functies begonnen."

Yoshino beschreef hoe het team, met vallen en opstaan, nooit ophield met werken. Er waren momenten dat grafieken niet werden weergegeven of iets onverwachts lieten zien. En hij herinnert zich nog goed het gevoel dat hij had toen de grafiek voor y=x² eindelijk op het scherm van een prototype rekenmachine verscheen. Eindelijk was het idee dat hij in zijn voorstel had geopperd werkelijkheid geworden.

Dit proces resulteerde in de voltooiing van de fx-7000G in 1985.

"Uiteindelijk zijn we erin geslaagd een product te maken dat de functionaliteit en technologieën die we wilden in balans bracht met de kosten en het leveringsschema."

Yoshino's ideeën strekten zich niet alleen uit tot productontwikkeling, maar ook tot de naam van het product.

"Ik ben begonnen met 'fx', de merknaam voor de wetenschappelijke rekenmachines van Casio. Toen bedacht ik dat 7 een geluksgetal is, dus noemden we het model de 'fx-7000G'."

Die zomer trok de fx-7000G veel aandacht op de Consumer Electronics Show (CES) in de Verenigde Staten.

"De leraren die naar de stand kwamen en hem gebruikten, zeiden dingen als: 'Geweldig! Ik herinner me nog dat ik heel blij was om dat te horen.

Daarna verspreidde het nieuws over de revolutionaire fx-7000G zich over vele sectoren en werd Yoshino op academische conferenties door prominenten uit de onderwijswereld geïntroduceerd als "de ingenieur die de eerste grafische rekenmachine ontwikkelde".

Yoshino wijst erop dat de fx-7000G meer deed dan alleen grafieken tekenen.

"Ik geloof dat de rekenmachine, door grafieken samen met berekeningen weer te geven, leidde tot de ontwikkeling van nieuwe leerstijlen die exploratie en de ontwikkeling van logisch denken stimuleerden."

De release van de fx-7000G maakte het gebruik van rekenmachines als leermiddel in veel landen mogelijk, waaronder de Verenigde Staten, Frankrijk, Duitsland en Australië. Het gebruik van rekenmachines en de toepassing van technologie in het onderwijs nam snel toe.

Als erkenning voor de bijdragen van de fx-7000G aan het wiskundeonderwijs werd de rekenmachine opgenomen in de collectie van het Smithsonian Institution in de Verenigde Staten. We kunnen zeker zeggen dat de fx-7000G een belangrijke plaats inneemt in de geschiedenis van de wetenschappelijke rekenmachines.

Het concept van wat een wetenschappelijke rekenmachine zou moeten zijn, heeft een sterke connectie met Yoshino's eigen ervaringen tijdens zijn studietijd.

"Toen ik nog studeerde aan de universiteit, deed ik veel handmatige berekeningen met complexe getallen en integralen om schakelingen te analyseren, en ik vroeg me af hoe een rekenmachine me zou kunnen helpen om de tijd die het kostte om dat allemaal te doen te verkorten. Ik had ook van veel leraren gehoord dat wiskunde drie 'barrières' heeft waardoor mensen het vak niet leuk vinden. Dit zijn breuken, vergelijkingen en calculus. Dus ik dacht altijd na over hoe ik een soort hulpmiddel kon maken dat deze barrières kon slechten en leerlingen kon helpen bij hun studie wiskunde."

Wetenschappelijke rekenmachines moeten meer zijn dan eenvoudige machines die antwoorden geven. Het moeten leermiddelen zijn die verkennend leren ondersteunen, waarbij het gaat om persoonlijk testen, denken en ontdekken.

Dit is de manier van denken achter de fx-7000G en wetenschappelijke rekenmachines in het algemeen.

Bij Casio hebben we uit ons bedrijfscredo "Creativiteit en bijdrage" de missie afgeleid om creatieve ideeën en nieuwe waarde te genereren en deze bijdragen vervolgens aan de maatschappij aan te bieden.

Voor de onderwijsactiviteiten heeft Casio de uitspraak "Boost Your Curiosity" gedefinieerd om ons doel weer te geven om de groei en ontwikkeling van een "nieuwsgierigheidsketen" voor elke individuele leerling te ondersteunen, waarbij het opdoen van nieuwe kennis leidt tot de nieuwsgierigheid om meer te ontdekken. We zijn bezig met verschillende initiatieven om dit doel te bereiken.

Deze idealen en benaderingen zijn niet van de ene op de andere dag ontstaan. Ze zijn eerder een natuurlijke, voortdurende progressie van wat begon met Yoshino's wens om een rekenmachine te maken die grafieken kon tekenen, iets wat de wereld nog nooit had gezien, evenals de inspanningen van het ontwikkelingsteam uit die tijd.