تعد منصة RoboMeshA المحمولة خطوة مبتكرة نحو تعزيز التعليم الهندسي في المدارس الثانوية في المكسيك، حيث توفر تجارب تعليمية غنية في مجالات الروبوتات والذكاء الاصطناعي.
منصة تعليمية محمولة
في غوادالاخارا، المكسيك، يوجد العديد من المدارس الثانوية التي تضم معلمين متحمسين وطلاب موهوبين مهتمين بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، لكنهم يفتقرون إلى الوصول إلى أدوات متقدمة مثل مختبرات الروبوتات. يحد نقص الموارد من فرص الطلاب في التعلم العملي على التطبيقات المتطورة.
يعمل فريق من جامعة ITESO، الجامعة اليسوعية في غوادالاخارا، على تغيير ذلك. من خلال مبادرة EPICS في IEEE، طور مجموعة متعددة التخصصات مكونة من 15 طالب هندسة ومستشارين أكاديميين ومتطوعين من قسم IEEE في غوادالاخارا منصة RoboMeshA. توفر هذه المنصة التعليمية المحمولة والمستقلة تجارب في الروبوتات والذكاء الاصطناعي داخل الفصول الدراسية.
تدار EPICS من قبل أنشطة التعليم في IEEE وتدعمها جمعية IEEE للروبوتات والأتمتة.
مختبر متنقل
بدلاً من الحاجة إلى بناء مختبر كمبيوتر مخصص أو تثبيت برامج معقدة، تعمل RoboMeshA كشبكة تعليمية متنقلة شاملة.
يقول عضو الفريق فرناندو فيدال لونا، وهو عضو طلابي في IEEE ويدرس هندسة الميكاترونكس في ITESO: “تجلب RoboMeshA الروبوتات والذكاء الاصطناعي للطلاب الذين لا يتوفر لهم الوصول إلى مرافق متخصصة أو برامج مثبتة مسبقًا”.
يتصل الطلاب مباشرة بالمنصة من متصفح ويب سهل الاستخدام. يمكنهم التفاعل مع الروبوت يدويًا أو استخدام أوضاع التحكم لمشاهدته يتحرك ويتجنب العقبات.
يقول المستشار الأكاديمي خورخي أ. ليزاراغا: “يجمع المشروع بين التصميم الميكانيكي، والأنظمة المدمجة، وهندسة التحكم، ورؤية الكمبيوتر، والذكاء الاصطناعي في نظام روبوتي واحد يعمل كمختبر تعليمي متنقل”.
يقول الفريق إن الطلاب الصغار مهتمون بالتكنولوجيا والبرمجة والروبوتات لكنهم لا يحصلون على فرصة للعمل مع أنظمة تجمع بين الميكانيكا والإلكترونيات والبرمجيات والتحكم.
يقول عضو الفريق خوسيه س. غونزاليس، الذي يدرس أيضًا هندسة الميكاترونكس: “تسمح RoboMeshA للطلاب برؤية كيف تعمل جميع هذه التخصصات معًا بطريقة ملموسة ومفهومة”.
بنى الفريق وحدتين ويعمل على تطوير إطار توصيل معياري لتوسيع قدرات النظام للأبحاث والعروض في الفصول الدراسية. يربط نهج تصميم النظام المنظم المكونات البرمجية المستقلة مع تقليل الاعتماد الداخلي، مما يمكّن أربعة روبوتات من RoboMeshA من العمل معًا.
تجاوز تحديات التصميم
واجه الفريق عقبات كبيرة أثناء تصميم المشروع.
يقول لونا: “كان أحد التحديات الرئيسية يتعلق بتصميم الهيكل للروبوت”. “لم يكن الأمر يتعلق فقط بإنشاء هيكل يناسب جميع المكونات ويكون التصميم مستقرًا وذو صلابة وتوزيع وزن كافٍ، بل كان أيضًا عن ضمان حماية الإلكترونيات مع الحفاظ على إمكانية الوصول للصيانة والاختبار والتعديلات”.
يضيف غونزاليس: “كان من الصعب أيضًا تصميم منصة يمكن استخدامها من قبل طلاب بمستويات خبرة مختلفة”.
“عندما يدرك الطلاب أن التكنولوجيا التي يطورونها يمكن أن تلهم الآخرين وتحسن الحياة، تصبح الهندسة أكثر معنى”. — لويس فرناندو لوكي-فيغا
تعاون الفريق مع مدارس CETI كولوموس ومدرسة Prepa ITESO للتحقق من المنصة في بيئات الفصول الدراسية.
يقول غونزاليس: “أردنا أن تكون التفاعلات الأولى مع الروبوت بسيطة وبديهية”، مضيفًا: “بحيث يتمكن الطلاب من تشغيل الروبوت، الاتصال بشبكته، وبدء التفاعل معه، بدلاً من الاضطرار للتعامل مع تثبيت البرمجيات، أو التكوين المعقد، أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها”.
الهندسة مع تأثير اجتماعي
كان العديد من الطلاب الذين شاركوا من برنامج المشاريع المهنية التطبيقية في ITESO. قدمت لهم هذه التجربة تدريبًا عمليًا في إدارة المشاريع، ودمج الأنظمة، وتصميم موجه نحو المستخدم.
قدم الفريق أيضًا ورقة بحثية وملصق مشروع في مايو في مؤتمر الهندسة لنظام الجامعات اليسوعية.
يقول غونزاليس: “كان من القيم أن نرى التصميم ينتقل من نموذج رقمي إلى نظام مادي”. “عملنا مع طلاب من خلفيات مختلفة علمنا أن نستمع إلى المستخدمين النهائيين ونصمم وفقًا لاحتياجاتهم الفعلية”.
يقول قائد المشروع لويس فرناندو لوكي-فيغا، وهو عضو في IEEE، إنه يأمل أن تكون هذه المبادرة نموذجًا لتعليم الهندسة.
يقول لوكي-فيغا: “آمل أن يتم اعتماد RoboMeshA من قبل المدارس والجامعات وفروع IEEE الطلابية في جميع أنحاء المكسيك ودوليًا كنموذج لدمج الابتكار التقني مع المشاركة المجتمعية”.
من خلال الجمع بين المواهب الهندسية وخدمة المجتمع، تُظهر مبادرات مثل EPICS في IEEE كيف يمكن أن يتحول الدعم المستهدف إلى حلول واقعية للمفاهيم الأكاديمية.
يقول لوكي-فيغا: “عندما يدرك الطلاب أن التكنولوجيا التي يطورونها يمكن أن تلهم الآخرين وتحسن الحياة، تصبح الهندسة أكثر معنى”.
للمزيد من المعلومات حول فرص التعلم الخدمي، قم بزيارة موقع EPICS.
تسعى RoboMeshA إلى تغيير طريقة تعلم الطلاب وتعزيز فهمهم للتكنولوجيا من خلال تجارب تعليمية عملية ومبتكرة، مما يجعل الهندسة أكثر قربًا وواقعية.
