In Guadalajara, Mexico, heeft een team van de jezuïetenuniversiteit ITESO RoboMeshA ontworpen, een draagbaar educatief platform waarmee leerlingen robotica en kunstmatige intelligentie kunnen ontdekken zonder gespecialiseerde apparatuur. Het project werd uitgevoerd binnen het kader van het initiatief EPICS in IEEE, door een multidisciplinaire groep van 15 ingenieursstudenten, begeleidende docenten en vrijwilligers van de IEEE-sectie Guadalajara.
In veel middelbare scholen in de stad hebben gemotiveerde docenten en getalenteerde leerlingen, gepassioneerd door wetenschap, technologie, engineering en wiskunde, geen toegang tot geavanceerde tools zoals roboticalaboratoria. Dit gebrek beperkt de mogelijkheden om concreet aan geavanceerde toepassingen te werken.
Een mobiel laboratorium
In plaats van te eisen dat een school een speciale computerruimte inricht of complexe software installeert, functioneert RoboMeshA als een alles-in-één mobiel leernetwerk. « RoboMeshA brengt robotica en AI naar leerlingen die geen toegang hebben tot gespecialiseerde faciliteiten of vooraf geïnstalleerde software, » legt Fernando Vidal Luna uit, lid van het team, IEEE-studentlid en student mechatronica aan de ITESO.
Leerlingen verbinden zich rechtstreeks met het platform via een webbrowser. Ze kunnen de robot handmatig besturen of zijn besturingsmodi gebruiken, waarmee ze hem kunnen zien bewegen, obstakels kunnen detecteren en deze kunnen vermijden. Volgens Jorge A. Lizarraga, begeleidend docent van het project, « combineert het project mechanisch ontwerp, ingebedde systemen, regeltechniek, computervisie en AI in één enkel robotsysteem dat functioneert als een mobiel leerlaboratorium ».
Het team geeft aan dat jonge leerlingen geïnteresseerd zijn in technologie, programmeren en robotica, maar dat ze zelden de kans krijgen om aan systemen te werken die mechanica, elektronica, software en besturing combineren. Er zijn twee eenheden gebouwd, en een modulaire koppelarchitectuur wordt ontwikkeld om de mogelijkheden van het systeem uit te breiden voor onderzoek en demonstraties in de klas. Volgens het team zou dit ontwerp het mogelijk maken dat vier robots samenwerken.
Ontwerpuitdagingen
Het project stelde verschillende moeilijkheden. « Een van de belangrijkste uitdagingen betrof het structurele ontwerp van de robot, » legt Fernando Vidal Luna uit. « Het ging niet alleen om het bouwen van een chassis waar alle componenten in passen, met voldoende stabiliteit, stijfheid en gewichtsverdeling. We moesten ook de elektronica beschermen terwijl deze toegankelijk bleef voor onderhoud, tests en aanpassingen. »
José S. González, ook student mechatronica, benadrukt bovendien de moeilijkheid van het ontwerpen van een platform dat bruikbaar is voor leerlingen met verschillende ervaringsniveaus. Het team heeft het apparaat gevalideerd in de klas met de middelbare scholen CETI Colomos en Prepa ITESO. « We wilden dat de eerste interacties met de robot eenvoudig en intuïtief waren, zodat leerlingen de robot gewoon konden aanzetten, verbinding konden maken met zijn netwerk en ermee konden beginnen te werken, zonder software-installatie, geavanceerde configuratie of probleemoplossing te hoeven beheren, » verduidelijkt hij.
Een opleiding gericht op sociale impact
Een deel van de deelnemers kwam uit het programma voor toegepaste professionele projecten van de ITESO. Zij kregen zo praktische training in projectmanagement, systeemintegratie en gebruikersgericht ontwerp. In mei presenteerde het team een onderzoeksartikel en een poster op het Ingenieurscongres van het jezuïet-universiteitssysteem.
« Het zien van een ontwerp dat van een digitaal model naar een fysiek systeem gaat, was van onschatbare waarde, » zegt José S. González. « Samenwerken met studenten met uiteenlopende achtergronden heeft ons geleerd naar eindgebruikers te luisteren en te ontwerpen voor hun werkelijke behoeften. » Luis Fernando Luque-Vega, IEEE-lid en projectleider, zegt te hopen dat het initiatief als model kan dienen voor het onderwijs in engineering. « Ik hoop dat RoboMeshA wordt geadopteerd door scholen, universiteiten en IEEE-studentenafdelingen in Mexico en internationaal, als een model voor de integratie van technische innovatie en gemeenschapsbetrokkenheid, » zegt hij.
