Reinventar una clase de diseño icónico | Noticias del MIT


Durante los últimos 50 años, los estudiantes de ingeniería mecánica del MIT se han reunido en el campus para una frenética competencia de robots. Desde la década de 1970, cuando el fallecido profesor emérito Woodie Flowers desafió por primera vez a los estudiantes a construir una máquina usando un 'kit de basura', los estudiantes de la clase 2.007 (Diseño y Fabricación I) diseñaron y construyeron sus propios robots para participar en el último robot de la clase. . competencia. Para muchos estudiantes, la clase y la competencia son un factor importante en su decisión de inscribirse en el MIT.

“Cada año, los estudiantes nos dicen que vinieron al MIT específicamente para tomar 2.007 y participar en el caos de crear estos robots y esta divertida competencia”, dice Amos Winter, profesor asociado de ingeniería mecánica y co-instructor 2.007.

Este fue el caso de Julianna Rodríguez, una estudiante de último año que estudia ingeniería mecánica. “Para mí, la clase 2.007 fue la clase que más esperaba en el MIT. Sirve como un puente entre los cursos técnicos que he tomado y la oportunidad de construir algo tangible ”, dice Rodríguez.

Al igual que con muchos cursos prácticos, en marzo de 2020, el personal docente y docente de 2007 tuvo que abandonar los planes para los artículos en persona, incluida la icónica competencia final de robots. Si bien el equipo pasó rápidamente a una versión del curso que se centró en el diseño asistido por computadora (CAD) y el análisis, muchos, incluido Winter, estaban desconsolados porque los estudiantes no pudieron construir y competir con su robot como lo habían hecho. esperado.

“Realmente se sintió como si los estudiantes hubieran perdido esa conexión física con la ingeniería mecánica que viene con el trabajo práctico. No han aprendido todas estas lecciones importantes sobre cómo construir algo en el mundo real, hacer que falle y luego descubrir cómo solucionarlo ”, dice Winter.

Winter y el instructor co-líder de 2.007, Sangbae Kim, profesor de ingeniería mecánica, inmediatamente comenzaron a imaginar cómo serían 2.007 en la primavera de 2021.

“Como educador, fue una gran oportunidad de aprendizaje. Los desafíos nos obligaron a pensar de manera diferente y ser más creativos ”, agrega Kim.

Sabiendo que habría muchos desafíos asociados con brindar a los estudiantes la experiencia práctica y de fomento de la confianza que generalmente ofrece 2.007, Winter lideró un esfuerzo para volver a imaginar el aula y adaptarse a cualquier eventualidad. Consiguió recursos del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, incluida la contratación de Antoni Soledad's 21, quien participó en el Programa de Oportunidades de Investigación de Pregrado (UROP) bajo la dirección de Winter. Winter sacó el semestre de otoño de la enseñanza para poder concentrarse en desarrollar un nuevo plan de estudios 2.007 que mantendría los conceptos básicos del aula, incluida la forma en que el equipo podría organizar una competencia de robots remotos en vivo, uno a uno.

Una entrega de 130 libras

El equipo desarrolló una lista de "imprescindibles" al realizar una lluvia de ideas sobre cómo reinventar 2.007. Primero, se trataba de mantener el elemento de confianza de los estudiantes al crear su propio diseño y construirlo con sus propias manos, mientras aprenden los conceptos básicos de la ingeniería mecánica.

"Fue esencial para el curso de este año que proporcionáramos toda la magia y el aprendizaje profundo de ingeniería que viene con nuestra experiencia práctica normal, pero hacerlo en un entorno remoto", agrega Winter.

La equidad fue fundamental para los objetivos de todos los profesores. Con algunos estudiantes probablemente participando de forma totalmente remota, el equipo de enseñanza tuvo que encontrar soluciones justas para todos, ya sea que vivan en un dormitorio, apartamento o en la casa de su familia al otro lado del país.

La solución del equipo fue enviar un kit de materiales a los 130 estudiantes de la clase. La primera generación del kit fue desarrollada el verano pasado por Soledad. En el otoño, Winter y Soledad se unieron a la asistente de enseñanza Georgia Van de Zande y otros cuatro UROP para continuar iterando el kit.

“Debido a que los estudiantes no pudieron venir al laboratorio de Pappalardo, decidimos enviarlos al laboratorio de Pappalardo”, explica Van de Zande.

El equipo pensó mucho en el tamaño, el peso y la composición de estos kits de 'Pappalardo-in-a-Box'. El resultado fue un kit de 130 libras lleno de herramientas y materiales que los estudiantes podían usar para construir sus propios robots desde casa durante todo el semestre. Había suficiente variedad en el material para asegurar que cada estudiante pudiera crear su propio diseño único y creativo.

"Es realmente emocionante que estos estudiantes estén comenzando su viaje de ingeniería mecánica con una caja de herramientas real llena de herramientas que usarán a lo largo de sus carreras", agrega Van de Zande.

El equipo también identificó un tema apropiado para la competencia de este año: "Solo en casa: juntos". El tema fue un guiño a la clásica película navideña y al hecho de que los estudiantes diseñan, construyen y compiten principalmente desde casa durante todo el semestre.

Un semestre híbrido

Con los kits entregados a los estudiantes, Winter, Kim y su equipo se enfocaron en cómo enseñar a los estudiantes los conceptos básicos del diseño y la fabricación sin importar dónde se encuentren.

Todos los ejercicios formales de laboratorio se realizaron virtualmente. Los estudiantes a menudo se reunían uno a uno con los instructores y el personal del laboratorio a través de Zoom. Esta configuración remota en realidad aumentó la cantidad de atención individual que cada estudiante recibió del personal.

“En muchos casos, lo virtual ha sido mejor que nuestro formato normal”, dice Winter. “Tenemos reuniones personales realmente significativas con los estudiantes durante nuestras secciones de laboratorio porque no hay distracciones como las que habría en el laboratorio físico. "

La clase también tenía un elemento opcional en persona abierto a los estudiantes que tenían acceso al campus. Estos estudiantes visitarían el laboratorio de Pappalardo en grupos pequeños para interactuar con el personal del laboratorio. El personal de la tienda Pappalardo instaló estaciones de trabajo a distancia social donde los estudiantes podían trabajar de manera segura en el laboratorio y recibir comentarios del personal. Estas estaciones de trabajo presentaban exactamente las mismas herramientas y materiales que todos los estudiantes tenían en casa. El personal se aseguró de que fueran igualmente accesibles a través de Zoom para los estudiantes que no podían venir al campus.

Una característica nueva de la clase de este año fue “Bill & # 39; s Build Demos”, una serie de videos dirigida por Bill Cormier, técnico de proyectos en el Pappalardo Lab, y producida por el personal del taller. Estos videos demostraron los elementos comunes del diseño robótico y los matices involucrados en la fabricación y el ensamblaje. Las demostraciones resultaron ser cruciales para profundizar la comprensión de los estudiantes sobre el diseño de mecanismos; esto se reflejó en la calidad y confiabilidad de los robots que produjeron para la competencia final.

La atención individual y la dedicación que el equipo docente de 2.007 demostró a lo largo del semestre tuvo un impacto tangible en los estudiantes.

"En mi opinión, el personal de 2.007 ha sido uno de los profesores más estimulantes y comprensivos que he conocido", dice Megan Ngo, una estudiante de tercer año en formación que estudia ingeniería mecánica. "He aprendido mucho: la física detrás de la fabricación de una pieza, cómo iniciar un proyecto de principio a fin y lo genial que puede ser la ingeniería mecánica en el mundo real".

La primera competencia de robots virtuales del MIT

Los estudiantes ponen a prueba las habilidades aprendidas a lo largo del semestre. Armados con su diseño de robot único, su propio tablero de juego y una cámara, los estudiantes estaban listos para participar en la primera competencia de robots físicos del mundo en vivo, cara a cara y desde la distancia.

El escenario de la competición fue variado. Ben Owen Block y su compañero de cuarto que también tomó el curso organizaron su dormitorio en torno a la competencia. Julianna Rodríguez, estudiante de último año, construyó su robot en un apartamento en West Roxbury, Massachusetts. John Malloy comenzó el semestre en Colorado antes de mudarse a Florida, donde construyó su robot en el dormitorio de su infancia.

Vestidos como los villanos de 'Solo en casa' Harry y Marv, Winter y Kim animaron la competencia mientras los estudiantes robots se enfrentaban en una serie de rondas eliminatorias. Como cada robot compitió desde una ubicación diferente, los dos competidores por ronda corrieron al mismo tiempo con sus transmisiones de video mezcladas en un webcast en vivo. Los robots realizaban tareas en un tablero de juego, inspirado en la casa atrapada de McCallister en la película. El robot con más puntos sobrevivirá a la siguiente ronda.

Al final, el de Jordan Ambrosio robot se ha convertido en el campeón. Pero según Winter, todo el mundo fue un ganador este año.

"Para salir de este semestre, para ver lo que los estudiantes han logrado y saber que la experiencia de enseñanza en el aula se ha conservado, te sientes triunfante", dice Winter.

Para Kim, una mejora clave este año ha sido la facilidad con la que los estudiantes tienen acceso a sus robots. En lugar de simplemente trabajar en sus robots en el laboratorio, los estudiantes pudieron jugar con sus robots en su tiempo libre.

"Descubrimos que los estudiantes podían administrar mejor su tiempo cuando tenían sus herramientas y materiales en sus aulas", explica Kim.

Si bien se espera que la Competencia de Robots 2022 regrese a la pista de hielo Johnson, el Equipo de Maestros 2.007 planea incorporar muchos cambios positivos hechos en respuesta a la pandemia en los semestres futuros.

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