Guadalajara, Meksika’da birçok lisenin bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarına ilgi duyan motive öğretmenleri ve yetenekli öğrencileri var, ancak robotik laboratuvarları gibi ileri araçlara erişimleri yok. Kaynak yetersizliği, öğrencilerin en yeni uygulamalar üzerinde uygulamalı öğrenme fırsatlarını sınırlıyor.
ITESO, Universidad Jesuita de Guadalajara’dan bir ekip bunun değişmesini sağlamaya çalışıyor. EPICS in IEEE girişimi kapsamında 15 mühendislik öğrencisi, öğretim üyesi danışmanları ve IEEE Guadalajara Bölümü gönüllülerinden oluşan disiplinler arası bir grup RoboMeshA’yı geliştirdi. Taşınabilir, kendi kendine yeten eğitim platformu robotik ve yapay zeka deneyimlerini sınıflara taşıyor.
EPICS, IEEE Educational Activities tarafından yönetiliyor ve IEEE Robotics and Automation Society tarafından finanse ediliyor.
Taşınabilir bir laboratuvar
RoboMeshA, bir okulun özel bir bilgisayar laboratuvarı kurmasını veya karmaşık yazılım yüklemesini gerektirmiyor. Tümleşik mobil öğrenme ağı olarak çalışıyor.
“RoboMeshA, uzman tesislere veya önceden yüklenmiş yazılıma erişimi olmayan öğrencilere robotik ve yapay zekayı getiriyor” diyor ekip üyesi Fernando Vidal Luna. Luna, IEEE öğrenci üyesi ve ITESO’da mekatronik mühendisliği öğrencisi.
Öğrenciler kullanıcı dostu bir web tarayıcısından doğrudan platforma bağlanabiliyor. Robotla manuel olarak etkileşime girebiliyor ya da kontrol modlarını kullanarak hareketini izleyebiliyor ve engelleri algılayıp önleyebiliyor.
“Proje, mekanik tasarım, gömülü sistemler, kontrol mühendisliği, bilgisayarlı görü ve yapay zekayı tek bir robotik sistemde birleştiriyor ve bu sistem mobil bir öğrenme laboratuvarı olarak işlev görüyor” diyor öğretim üyesi danışmanı Jorge A. Lizarraga.
Ekip, genç öğrencilerin teknolojiye, programlamaya ve robotiğe ilgi duyduğunu ancak mekanik, elektronik, yazılım ve kontrolü bir araya getiren sistemlerle çalışma fırsatı bulamadığını belirtiyor.
“RoboMeshA, öğrencilerin tüm bu disiplinlerin somut ve anlaşılır bir şekilde nasıl birlikte çalıştığını görmesini sağlıyor” diyor ekip üyesi José S. González. O da mekatronik mühendisliği okuyor.
Ekip iki ünite üretti ve sistemin araştırma ve sınıf gösterimleri için yeteneklerini genişletmek üzere modüler birleştirme çerçevesi geliştiriyor. Yapılandırılmış sistem tasarım yaklaşımı, bağımsız yazılım bileşenlerini birbirine bağlıyor ve dahili bağımlılıkları en aza indiriyor; böylece dört RobotMeshA robotu birlikte çalışabiliyor.
Tasarım zorluklarının aşılması
Ekip proje tasarımında önemli engellerle karşılaştı.
“En önemli zorluklardan biri robotun yapısal tasarımıyla ilgiliydi” diyor Luna. “Sadece tüm bileşenlerin sığacağı, yeterli stabilite, rijitlik ve ağırlık dağılımına sahip bir şasi yapmak değildi. Aynı zamanda elektroniklerin bakım, test ve değişiklikler için erişilebilir kalırken korunmasını sağlamak gerekiyordu.”
“Farklı deneyim seviyelerine sahip öğrenciler tarafından kullanılabilecek bir platform tasarlamak da zordu” diye ekliyor González.
“Öğrenciler geliştirdikleri teknolojinin başkalarına ilham verebileceğini ve hayatları iyileştirebileceğini fark ettiğinde mühendislik çok daha anlamlı hale geliyor.” — Luis Fernando Luque-Vega
Ekip platformu sınıf ortamında doğrulamak için CETI Colomos ve Prepa ITESO liseleriyle ortaklık kurdu.
“Robotla ilk etkileşimlerin basit ve sezgisel olmasını istedik” diyor González, “böylece öğrenciler robotu sadece güçlendirip ağına bağlayarak etkileşime başlayabilsin, yazılım kurulumu, kapsamlı yapılandırma veya sorun giderme ile uğraşmak zorunda kalmasın.”
Sosyal etkiyle mühendislik
Katılan öğrencilerin birçoğu ITESO’nun uygulamalı profesyonel projeler programından geliyordu. Deneyim, onlara proje yönetimi, sistem entegrasyonu ve kullanıcı merkezli tasarım konularında pratik eğitim sundu.
Ekip ayrıca Mayıs ayında Jesuit University System Mühendislik Kongresi’nde bir araştırma makalesi ve proje posteri sundu.
“Bir tasarımın dijital modelden fiziksel bir sisteme dönüşmesini görmek paha biçilmezdi” diyor González. “Farklı geçmişlerden öğrencilerle çalışmak, son kullanıcıları dinlemeyi ve gerçek ihtiyaçları için tasarım yapmayı öğretti bize.”
Proje lideri Luis Fernando Luque-Vega, IEEE üyesi, girişimin mühendislik eğitimi için bir model teşkil etmesini istiyor.
“RoboMeshA’nın teknik yeniliği toplumsal katılım ile bütünleştiren bir model olarak Meksika’da ve uluslararası alanda okullar, üniversiteler ve IEEE öğrenci şubeleri tarafından benimsenmesini umuyorum” diyor Luque-Vega.
Mühendislik yeteneğini toplum hizmetiyle birleştiren EPICS in IEEE gibi girişimler, hedefli desteğin akademik kavramları gerçek dünya çözümlerine dönüştürebileceğini gösteriyor.
“Öğrenciler geliştirdikleri teknolojinin başkalarına ilham verebileceğini ve hayatları iyileştirebileceğini fark ettiğinde mühendislik çok daha anlamlı hale geliyor” diyor Luque-Vega.
