Мексиканская команда EPICS in IEEE создала переносную образовательную платформу

В Гвадалахаре многие школы располагают мотивированными преподавателями и талантливыми учениками, интересующимися наукой, технологиями, инженерией и математикой. Однако у них часто нет доступа к продвинутым инструментам, включая лаборатории робототехники. Из-за нехватки ресурсов школьники реже получают практический опыт работы с современными технологиями.

Команда из ITESO, Иезуитского университета Гвадалахары, решила изменить эту ситуацию. В рамках инициативы EPICS in IEEE междисциплинарная группа из 15 студентов инженерных специальностей, преподавателей-наставников и волонтёров секции IEEE Guadalajara разработала RoboMeshA — переносную автономную образовательную платформу, которая приносит занятия по робототехнике и ИИ прямо в классы.

Программой EPICS управляет IEEE Educational Activities, а финансирует её IEEE Robotics and Automation Society.

Мобильная лаборатория

RoboMeshA работает как универсальная мобильная учебная сеть. Школе не нужно создавать отдельный компьютерный класс или устанавливать сложное программное обеспечение.

Участник команды Фернандо Видаль Луна, студент ITESO и член IEEE, объясняет, что RoboMeshA даёт доступ к робототехнике и ИИ ученикам, у которых нет специализированных помещений и заранее установленного ПО.

Школьники подключаются к платформе через удобный веб-браузер. Они могут управлять роботом вручную или включить автоматические режимы, чтобы наблюдать за его движением и способностью обнаруживать препятствия и объезжать их.

По словам преподавателя-наставника Хорхе А. Лисарраги, проект объединяет в одной роботизированной системе механическое проектирование, встроенные системы, управление, компьютерное зрение и ИИ. Эта система работает как мобильная учебная лаборатория.

Команда отмечает, что молодым ученикам интересны технологии, программирование и робототехника, но у них не всегда есть возможность работать с системами, где объединены механика, электроника, программное обеспечение и управление.

Студент мехатронной инженерии Хосе С. Гонсалес считает, что RoboMeshA позволяет наглядно и понятно увидеть, как все эти дисциплины работают вместе.

Команда собрала два устройства и разрабатывает модульный фреймворк сопряжения, который должен расширить возможности системы для исследований и учебных демо. Структурированный подход к проектированию связывает независимые программные компоненты и одновременно уменьшает число внутренних зависимостей. Благодаря этому вместе смогут работать четыре робота RobotMeshA.

Как решали инженерные задачи

При разработке проекта команда столкнулась с несколькими сложностями.

Одной из главных задач, по словам Фернандо Видаля Луны, стала конструкция робота. Нужно было не только разместить все компоненты на шасси и обеспечить его устойчивость, жёсткость и правильное распределение массы. Электронику также требовалось защитить, сохранив к ней доступ для обслуживания, тестирования и внесения изменений.

Хосе С. Гонсалес добавляет, что отдельной проблемой стало создание платформы, подходящей ученикам с разным уровнем подготовки.

Руководитель проекта Луис Фернандо Луке-Вега считает, что инженерия становится более осмысленной, когда ученики понимают: созданные ими технологии могут вдохновлять других людей и улучшать их жизнь.

Для проверки платформы в учебной среде команда сотрудничала со школами CETI Colomos и Prepa ITESO.

Гонсалес объясняет, что первое знакомство с роботом хотели сделать простым и понятным. Ученик должен был лишь включить устройство, подключиться к его сети и начать работу — без установки программ, сложной настройки и самостоятельного устранения неполадок.

Инженерия с социальным эффектом

Многие участники проекта пришли из программы прикладных профессиональных проектов ITESO. Работа над RoboMeshA дала им практический опыт управления проектами, интеграции систем и разработки с учётом потребностей пользователей.

В мае команда также представила исследовательскую работу и постер проекта на Инженерном конгрессе Системы иезуитских университетов.

Хосе С. Гонсалес рассказал, что для него особенно полезным оказался переход от цифровой модели к физической системе. Работа со студентами из разных областей научила команду слушать конечных пользователей и проектировать решения под их реальные потребности.

Руководитель проекта и член IEEE Луис Фернандо Луке-Вега хотел бы, чтобы RoboMeshA стала образцом для инженерного образования. Он рассчитывает, что платформу будут использовать школы, университеты и студенческие отделения IEEE в Мексике и других странах как модель объединения технических инноваций с работой на благо местных сообществ.

Инициативы вроде EPICS in IEEE показывают, как сочетание инженерных навыков и служения сообществу помогает превращать академические идеи в решения для реальных задач.

Луис Фернандо Луке-Вега вновь отметил, что инженерия приобретает больший смысл, когда ученики видят: разработанные ими технологии способны вдохновлять других и улучшать жизнь людей.