Οι μαθητές χρησιμοποιούν το Διαδίκτυο των Πραγμάτων για να συνδεθούν και να εμπνεύσουν

By | March 3, 2024

Έξι εβδομάδες μετά το μάθημα στο Internet of Things (IoT), ο καθηγητής Max Zhang διοργανώνει μια τελετή αποφοίτησης, με μουσική, πιστοποιητικά και φωτογραφίες – γιατί μετά από ένα τρακαρισμένο μάθημα για τον τρόπο κατασκευής, κωδικοποίησης και εξαγωγής δεδομένων από αισθητήρες, οι μαθητές είναι έτοιμοι. για τον επόμενο στόχο του μαθήματος: βοήθεια στην κοινότητα.

«Το μάθημα ζητά από τους μαθητές να κατανοήσουν πώς να χρησιμοποιούν το IoT για να κατανοήσουν την κοινωνία, έτσι ώστε η δουλειά που κάνουν να έχει κοινωνικό αντίκτυπο», δήλωσε ο Zhang, ο καθηγητής της Εκκλησίας Irving Porter στη Σχολή Μηχανολόγων και Αεροδιαστημικής Μηχανικής Sibley στο Cornell Engineering και η Kathy Dwyer Marble. . και Curt Marble, διευθυντής σχολής στο Cornell Atkinson Centre for Sustainability. «Τα προγράμματα σπουδών Μηχανικών συνήθως επικεντρώνονται στα αποτελέσματα – οι βαθμοί σας εξαρτώνται από τα αποτελέσματα – και δεν δίνουμε σημασία στις σχέσεις, στο πώς να οικοδομήσουμε μια αμοιβαία σχέση, πώς να οικοδομήσουμε εμπιστοσύνη. Το μάθημα ζητά από τους μαθητές να κάνουν και τα δύο.

Ο Chase Collins ’23, ένας κύριος μηχανολόγος μηχανικός στην Cornell Engineering, εργάζεται σε μια συσκευή που μετρά τις θερμοκρασίες της επιφάνειας του δρόμου, για ένα έργο σε συνεργασία με το τμήμα αυτοκινητοδρόμων της κομητείας Tompkins.

Το μάθημα είναι μέρος ενός μεγαλύτερου έργου, που χρηματοδοτείται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, για το σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός δικτύου IoT σε όλη τη Νέα Υόρκη, χρησιμοποιώντας μια μορφή ραδιοφώνου χαμηλής συχνότητας για την παροχή υπηρεσιών σε περιοχές χωρίς πρόσβαση κινητής τηλεφωνίας ή ευρυζωνική πρόσβαση, βοηθώντας στη γεφύρωση του ψηφιακό χάσμα. Το μάθημα του Zhang, το οποίο αρχικά χρηματοδοτήθηκε από το Κέντρο Κοινοτικής Δέσμευσης του Ντέιβιντ Μ. Άινχορν του Cornell, βάζει τους μαθητές σε έναν πρακτικό ρόλο.

Ο Zhang έλαβε επίσης υποστήριξη από το Shen Fund for Social Impact της Cornell Engineering για τη δημιουργία μιας ομάδας φοιτητικού έργου, EngagedIoT, για να υποστηρίξει τις προσπάθειες δέσμευσης της κοινότητας.

Μία από τις έξι ομάδες στο μάθημα, σε συνεργασία με τους συνεργάτες του Cayuga Health System, αναπτύσσει μια συσκευή που παρακολουθεί την αρτηριακή πίεση και στέλνει δεδομένα απευθείας σε παρόχους υγειονομικής περίθαλψης σε περιοχές χωρίς πρόσβαση στο διαδίκτυο – κάτι που, σύμφωνα με την Cayuga Health, θα μπορούσε να βοηθήσει 4.000 άτομα. Μια άλλη ομάδα κατασκεύασε έναν αισθητήρα που μετρά τη θέση και το βάθος των λακκούβων για να βοηθήσει το Τμήμα Δημοσίων Έργων Ιθάκης. Μια τρίτη ομάδα μαθητών ενσωματώνει την τεχνολογία IoT στις τάξεις του Γυμνασίου της Γενεύης, με στόχο τη μείωση των φραγμών στις σταδιοδρομίες STEM.

Από αριστερά, οι Sruti Yanamandra ’22, Ini Adeleye ’23 και Nathaniel Garcia ’23 παρουσιάζουν στους μαθητές του Λυκείου της Γενεύης στο Διαδίκτυο των πραγμάτων στις 11 Μαΐου.

Ο Cornell επηρεάζει την Πολιτεία της Νέας Υόρκης

Άλλα έργα περιλαμβάνουν την ανάπτυξη αισθητήρων για την παρακολούθηση των καιρικών συνθηκών και των συνθηκών του εδάφους σε ένα οινοποιείο της Γενεύης, ένα ντουλάπι τροφίμων που μπορεί να ειδοποιεί την Mutual Aid Tompkins όταν χρειάζεται ανεφοδιασμό και ένα πρωτότυπο που παρακολουθεί τις συνθήκες του δρόμου για το τμήμα αυτοκινητοδρόμων της κομητείας Tompkins.

«Το IoT είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να κάνετε πίσω και να δείτε πώς η μηχανική μπορεί πραγματικά να κάνει μια θετική αλλαγή στον κόσμο», δήλωσε ο Sruti Yanamandra ’22, φοιτητής μεταπτυχιακού στη μηχανολογία. «Σε πάει πίσω στο γιατί ήθελες να γίνεις μηχανικός εξαρχής. Αυτό το μάθημα με βοήθησε να το βιώσω.

Η Yanamandra θέλει να φέρει αυτό το συναίσθημα ενθουσιασμού και απήχησης σε μια νεότερη γενιά στο Γυμνάσιο της Γενεύης, για να τη βοηθήσει να λύσει ένα πρόβλημα που είδε στη ζωή της: είδε πολλούς από τους συνομηλίκους της – ειδικά τις συντρόφους της – να απομακρύνονται από τις ειδικότητες ή την καριέρα στο STEM.

«Είτε πρόκειται για έλλειψη αυτοπεποίθησης είτε έλλειψη πόρων, είτε προκαταλήψεις ότι πρέπει να φτάσεις σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο ή να πάρεις ένα συγκεκριμένο πτυχίο, κάτι κρατάει τους ανθρώπους πίσω», είπε η Yanamandra .

Όταν η ομάδα της Yanamandra συναντήθηκε με τους διαχειριστές και τους δασκάλους του Λυκείου της Γενεύης, επανέλαβαν τις ανησυχίες της: Αγωνίστηκαν να βοηθήσουν τους μαθητές να ξεπεράσουν πραγματικά ή αντιληπτά εμπόδια στα πεδία STEM.

Το IoT, πίστευε η ομάδα, θα μπορούσε να είναι η ιδανική πύλη.

«Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα θερμοκρασίας, έναν αισθητήρα υγρασίας, έναν αισθητήρα εδάφους και στη συνέχεια να αναλύσετε τα δεδομένα, να δημιουργήσετε γραφήματα. είναι παγκόσμιο», είπε η Yanamandra. “Αλλά δεν χρειάζεστε πολλές προηγούμενες γνώσεις για να αρχίσετε να το χρησιμοποιείτε.”

Αφού μοίρασαν μια έρευνα στους μαθητές, η Yanamandra και η ομάδα της ανέπτυξαν ένα πιλοτικό μάθημα για μια περιβαλλοντική ομάδα μαθητών γυμνασίου, την Green Club. Η ομάδα των μαθητών έμαθε για δύο τύπους αισθητήρων θερμοκρασίας και συζήτησε πιθανές εφαρμογές για έργα εντός και εκτός του Green Club, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης των αισθητήρων για τη δημιουργία ενός κήπου.

«Όλοι οι αισθητήρες που χρησιμοποιούμε είναι αναπόσπαστοι για τους τύπους έργων στα οποία αρέσει να δουλεύουν αυτά τα παιδιά», δήλωσε η Ini Adeleye ’23, πτυχιούχος μηχανολόγος μηχανικός από το Cornell Engineering. «Έτσι, αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι δεν παίρνουμε απλώς μια αυθαίρετη πτυχή του STEM, αλλά κάτι που ισχύει άμεσα για τα πράγματα για τα οποία είναι ήδη παθιασμένοι».

«Το οργάνωσαν με τρόπο που έδωσε φωνή στους μαθητές μας», είπε η καθηγήτρια χημείας στο Γυμνάσιο της Γενεύης, Kirsten Abbott. «Αυτό είναι το νόημα της εκπαίδευσης: να ανακαλύψεις πού βρίσκονται οι άνθρωποι και πού πρέπει να βρίσκονται. Τώρα, μέσα σε λίγες εβδομάδες, παρακολουθούν και βεβαιώνονται ότι η τεχνολογία βρίσκεται στα χέρια των μαθητών. Είναι πολύ επιδραστικό.

Σε άλλα έργα, η προσβασιμότητα του IoT επέτρεψε την άμεση εφαρμογή – με τους μαθητές να αναπτύσσουν ή να βελτιώνουν συσκευές και να επιτυγχάνουν γρήγορα αποτελέσματα. Ο Jason Manning, ένας διδακτορικός φοιτητής στη βιοϊατρική μηχανική, συμμετείχε στο έργο, νέο αυτό το εξάμηνο, σχετικά με την παρακολούθηση των λακκούβων – και είπε ότι ήταν αναζωογονητικό να κατασκευάζω μια συσκευή και να την αναπτύσσω αμέσως.

Οι Hunter Delor ’23 και Chase Collins ’23 εγκαθιστούν μια πειραματική συσκευή μέτρησης θερμοκρασίας πεζοδρομίου στην οροφή του Upson Hall.

«Σχεδόν ποτέ δεν πρόκειται να πάρετε μια ιατρική συσκευή σε ένα μάθημα βιοϊατρικής μηχανικής και να μπορέσετε να κάνετε κάτι που εφαρμόζεται με αυτήν λόγω όλων των κανονισμών», είπε ο Manning. «Ήταν πραγματικά διαφορετικό να το εφαρμόσεις πολύ άμεσα και να λάβεις σχόλια για το σχεδιασμό από το Τμήμα Δημοσίων Έργων τόσο γρήγορα».

Η ομάδα του Manning ανέπτυξε ένα πρωτότυπο που κάθεται μέσα σε ένα όχημα και μετρά την επιτάχυνση και την τοποθεσία, επιτρέποντάς του να ανιχνεύει πότε και πού το αυτοκίνητο χτυπά σε μια λακκούβα. Όταν το δοκίμασαν στους δρόμους της Ιθάκης, κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν χάρτη με λακκούβες, ταξινομημένο ως προς τη σοβαρότητα. Αν και βρίσκονται ακόμη σε αρχικό στάδιο, αυτές οι συσκευές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε δημοτικά οχήματα, φορτηγά απορριμμάτων ή ανακύκλωσης ή εκχιονιστικά μηχανήματα, που ταξιδεύουν σε όλους τους δρόμους της πόλης, για να δώσουν στην πόλη έναν λεπτομερή χάρτη χωρίς πρόσθετες προσπάθειες παρακολούθησης.

Για πολλούς φοιτητές, το μάθημα IoT ήταν η πρώτη τους ευκαιρία να εργαστούν με κοινοτικούς εταίρους – και πολλοί παρατήρησαν ότι η συνεχής φύση των έργων από εξάμηνο σε εξάμηνο επέτρεψε πραγματικό, μακροπρόθεσμο αντίκτυπο.

«Είναι ένα πολύ ολιστικό μάθημα με την έννοια ότι μαθαίνεις τις τεχνικές πτυχές καθώς και μια γενική επισκόπηση του συστήματος», είπε ο Merrill Shen, φοιτητής μεταπτυχιακού στην επιστήμη των υπολογιστών που εργάστηκε στα όργανα παρακολούθησης της αρτηριακής πίεσης. «Αλλά νομίζω ότι αυτό που είναι πολύ πιο διακριτικό είναι ότι έχετε αυτή τη μαλακή πλευρά, όπου αλληλεπιδράτε με την κοινότητα καθώς και με τους αποφοίτους που εργάστηκαν σε αυτό, φροντίζοντας να κάνετε τις σωστές ερωτήσεις».

Η εργασία με πραγματικά ζητήματα στην κοινότητα απαιτούσε επίσης από τους μαθητές να προσαρμοστούν. Η ομάδα του Shen απομακρύνθηκε από το έργο των προηγούμενων ομάδων που ανέπτυξαν ένα γλυκόμετρο όταν οι συνεργάτες τους στην Cayuga Health είπαν ότι ένα πιεσόμετρο θα ήταν πιο χρήσιμο.

«Ήταν μια πραγματικά καλή ευκαιρία να κατανοήσουμε τι σημαίνει να εργάζεσαι ως ομάδα, με πραγματικούς ενδιαφερόμενους φορείς, με μέλη της κοινότητας που θα ωφεληθούν πραγματικά», είπε ο Shen.

Οι μαθητές είπαν ότι το πάθος του Zhang για τον αντίκτυπο και τη συμμετοχή της κοινότητας ήταν ένα εμπνευσμένο πρότυπο.

«Μας δίδαξε ότι η επιτυχία δεν σημαίνει ότι τα πράγματα πάνε πάντα όπως τα σχεδίαζαν», είπε ο Nathaniel Garcia ’23, ανώτερος τεχνικός μηχανολογίας στην Cornell Engineering και μέλος της ομάδας STEM Outreach. «Αν έχουμε δημιουργήσει μια ισχυρή σχέση, αυτός είναι ένας τρόπος για να μετρήσουμε την επιτυχία. »

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *