Tämä kulissien takaa koskeva artikkeli toimitettiin WordsSideKick.comille yhteistyössä National Science Foundationin kanssa.
George Mason -yliopiston perustutkinnon suorittanut Salma Mahmoud huomauttaa nopeasti, ettei hän ole mekaaninen insinööri. Itse asiassa kaikki vanhempiin suunnitteluprojekteihinsa - Madani, Jane Kambugu, Sidra Khan ja Kamran Mohammadi - pystyvät mainitsemaan koneenkoulutuksen puutteensa jossain vaiheessa. Se, että he ovat kaikki sähkötekniikan suuryrityksiä, jyrkkivät oppimiskäyrää biotekniikkahankkeesta, jonka he sitoutuivat, mutta tekivät menestyksensä makeeremmaksi.
Kun ryhmä kokoontui syksyllä, heillä oli kiinnostusta kehittää jotain, joka auttaisi jotakuta. Bioengineering oli yksi niiden käytettävissä olevista pitoisuuksista. Se oli Madani, joka ehdotti laitetta, joka voisi auttaa häntä ystävää.
"Hän on pyörätuolissa ja voi liikuttaa käsiään, mutta kestää kauan sen, että hän voi suorittaa aterian," sanoo Madani. "Ajattelimme, että tämä laite voisi auttaa häntä nauttimaan aterian samasta määrästä, jolloin joku meistä syömään."
Aikaa säästävät ja sosiaaliset hyödyt tällaiselle laitteelle kiireiselle opiskelijalle olivat selkeitä ryhmälle, joten he päättivät jatkaa. Vanhemmat suunnitteluprojektit, korkeakouluopintojen vaatimukset yliopistoissa eri puolilla maata vaativat opiskelijoilta yhden puolivuotiskauden tekemistä tutkimus- ja suunnittelutoiminnasta ja seuraavan puolivuotiskauden rakentamisesta riippumatta siitä, mitä he ovat sitoutuneet luomaan.
"Oli todella hyvä, että heillä oli viisi ihmistä tässä ryhmässä", kertoo ryhmän neuvonantaja Nathalia Peixoto, tutkija ja apulaisprofessori Masonin Volgenaun teknillisessä korkeakoulussa.
Mahmoud ja hänen tiimimme viettäneet viime syksynä selvittää, millaisia laitteita oli jo markkinoilla ja oppia lisää pyörätuolien mekaniikasta. Ajan myötä he keksivät tavoitteita laitteelleen: sen pitää olla kannettava ja huomaamaton, sen on säästettävä aikaa ja minimoida vuotojen, sen piti painaa alle viisi kiloa, ja se joutui käyttämään akkuvirtaa ladattavalla 6- voltin akku.
He suunnittelivat sen - paperilla - ja heittivät budjetin. Mohammadi rakensi myös version "käsivarresta" tiimin puoliväliin esittelyyn käyttäen Lego® Mindstorms®-pakettia. Joulukuun loppuun mennessä he olivat valmiita siirtymään toiseen vaiheeseen, ja laitteen rakentamisen myötä todellinen työ alkoi.
"Alussa olimme työskennelleet melko lineaarisesti", sanoo Mahmoud. "Viikon kuluttua työskentelemme yhdessä moottorissa ja siirrymme seuraavaan. Pian tuli ilmeiseksi, ettemme lopettaisi koskaan."
Joten he jakoivat tehtävät, yrittäen varmistaa, että jokainen työskenteli jotain, josta he olivat kiinnostuneita. Hanke hajosi helposti viiteen osaan: robottikäsivarsi, kiinnitin, joka yhdistää laitteen pyörätuolille, painettu piirilevy, anturi ja ohjelmointi.
Monien näistä tehtävistä opiskelijoiden oli lähdettävä lähes tyhjästä oppimaan, mitä heidän oli tehtävä. "Kaikki oli meille oppimiskokemus", sanoo Madani.
Asennuksen ja piirilevyn valmistuksessa tämä sisälsi oppimisohjelmiston, jolla ne suunnittelisivat kappaleen ennen valmistusta. Khan valvoi telineen suunnittelua. Madani työskenteli piirilevyllä.
"Kolme kuukautta", Madani sanoo, kun hänellä on yksi pienistä vihreistä piirilevyistä kättensä kämmenessä. Niin kauan se kesti, että pala olisi suunniteltu niin, että se voisi mennä valmistajalle. Kun levyt lopulta saapuivat, juotos oli vielä tekemättä.
Oliko hikkaita prosessissa? Sinä veto. Yhdessä joukkue ja yritys myytiin heille pienikokoista kameraa, joka oli laitteen silmät ja auttaa lusikka löytää ruokaa. Vain kolme viikkoa niiden määräajasta heidän oli tehtävä parempi suunnitelma.
"En tiennyt mitään sensoreista, paitsi että tarvitsemme yhden", sanoo Kambugu, joka valvoi kyseisen osan projektista. "Joten tein paljon tutkimusta selvittääksesi millainen anturi toimisi parhaiten meille. Sitten se oli kalibroitava tätä käyttöä varten."
Kuinka paljon apua oli heidän mentori Peixoto? "Paljon," sanoo Mahmoud painokkaasti. "Aluksi saatiin jumissa jotain, mitä ymmärrän, on hyvin yksinkertainen, mutta olimme viettäneet viikon yrittäessä ratkaista ratkaisua."
Peixoton yksinkertainen ehdotus sai heidät ohittamaan tämän ensimmäisen este, ja hän on ohjannut heitä koko prosessin ajan.
"Tiedän, että he vetivät monia yöpäiviä", sanoo Peixoto. "Sain useita sähköpostiviestejä niistä, jotka oli kirjoitettu epätodellisissa yönä, sanomalla:" Tarvitsemme tätä... "
Ryhmän hankkeen luonteen vuoksi Peixoto pystyi myös antamaan taloudellista tukea.Masonin sähkö- ja tietotekniikan osastosta vastaava apulaisprofessori Peixoto ja Vasiliki Ikonomidou ovat pääasiassa tutkijoita kansallisen tiedesäätiön apurahasta, joka on erityisesti suunniteltu tähän tarkoitukseen - osa vastaavanlaista tutkimustukea. He pyysivät NSF: tä 100 000 dollaria tukemaan vanhempia suunnitteluryhmiä, jotka kehittävät hankkeita auttaakseen muita opiskelijoita. Heidän nykyinen suunnitelma on rahoittaa yksi ryhmä lukukautta kohti avustuksella, joka jatkuu vuoteen 2016 saakka.
Kevään puolivälin aikana automaattinen varsi sen eri iteroinnissa palveli Legos®, Cheerios® ja muita pieniä esineitä. Vasta huhtikuussa ryhmällä oli käsivarren haluttu omistaja tulemaan koettamaan tosi ruokaa. Testi oli suuri menestys, ja joukkue voisi vihdoin hengittää hieman helpompaa.
Aina oli, että valmis laite menisi opiskelijalle, jolle he olivat kehittäneet. Mitä he eivät ennakoineet oli, että se voisi olla elämä prototyypin ulkopuolella.
Peixoto sanoo, että hän ja ryhmä ovat olleet yhteydessä paikalliseen avustavaan teknologiayritykseen, joka suunnittelee mukautettuja pyörätuoleja. Yhtiö on kiinnostunut mahdollisesti tarjoamaan automaattisen varren ominaisuudeksi.
Mutta nyt opiskelijat ovat pääosin helpottuneita tekemään luokilla. Jotkut tiimin jäsenet valmistui toukokuussa 2012 ja siirtyivät jatko-opintoihin tai työnhakuun; toisilla on vielä luokkia.
"Insinöörien työ voi muuttaa elämää etenkin apuvälineiden kaltaisilla aloilla", Peixoto sanoo. "Kun näet, miten muut hyötyvät luoduistasi, sillä on valtava vaikutus sinuun."
Toimittajan huomautus: Kulissien takana kuvattujen tutkijoiden artikkeleita on tukenut kansallisen tiedesäätiön, jonka tehtävänä on rahoittaa perustutkimusta ja koulutusta kaikilla tieteen ja tekniikan aloilla. Tässä aineistossa esitetyt mielipiteet, havainnot, päätelmät tai suositukset ovat tekijän kirjoituksia eivätkä ne välttämättä kuvasta National Science Foundationin näkemyksiä. Katso kohtausten takana oleva arkisto.
Vanhemman suunnittelutyönsä puolesta george mason -yliopiston sähkötekniikan opiskelijat suunnittelevat itsetarkkailulaitteen vammaisille opiskelijoille.