研究所与研究

基于实验室的机器人

程序特点


正在开发和提供两门高级机器人课程; 机器人学-I 和机器人学-II。 一个 3 学分的 Robotics-I(见 Robotics-1 教学大纲) 由机械工程 (ME) 系在秋季学期提供,是 Robotics-II 的先决条件。 3 学分的 Robotics-II(见 Robotics-2 教学大纲) 由电气工程 (EE) 系在春季学期提供,是对之前涵盖的主题的补充。 EE 和 ME 部门都修改了他们的课程设置,将机器人课程作为选修课包括在内,ME 部门还修改了其现有的机器人课程内容,以确保其与该计划的兼容性。 除了 EE 和 ME 学生外,两门机器人课程可供来自不同工程学科和大学的所有感兴趣的学生作为选修课。  

 两门课程的机器人课程内容和开发阶段正在与 IEEE 5 区、美国西南部地区、学生机器人竞赛(IEEE-5 区竞赛)保持一致。 IEEE 第 5 区竞赛每年举行一次,涉及来自多个州的大学水平的学生(有关详细信息,请参阅支持文件)。 IEEE 第 5 区组织每年制定一套不同的规则、任务和相应的实际工程项目描述,并且通常在 5 月下旬公布这些指南。 比赛于 XNUMX 月下旬举行,每个参赛大学的最终作品都将举行。 不仅 IEEE Region XNUMX 竞赛很好地允许在秋季和春季学期开设这门两门机器人课程,而且它还为机器人学生提供了具有挑战性的现实生活设计项目,并增加了这门两门机器人课程对许多本科生的影响这些州的学生。 此外,该计划的高素质首席研究员开发和教授所有必需的课程材料和模块,满足工程课程的标准要求和每年竞赛任务的具体需求(见 表3表格4)。 如果竞赛任务或应用程序需要在课程中介绍新概念,项目调查人员将开发课程材料并在讲座和实验室中进行介绍。 

 Robotics-I 和 Robotics-II 课程都包括 2 小时的讲座(2 学分)和 3 小时的实验室(1 学分)课程。 讲座按照课程模块中的概述进行(见 表1表2)。 讲座安排在星期三,实验室安排在星期二; 每次讲座后都会布置各种与项目相关的作业,并将在下一次实验课开始时完成。 机器人学生被分成团队,每个团队独立于其他团队,根据 IEEE 5 区竞赛指南开发自己的设计并构建自己的机器人。 学生们讨论和阐述项目发现,并进行竞赛项目的组件设计。 要求学生和团队逐项列出/记录每周的活动。 项目调查人员将根据观察和文档仔细检查学生和团队的进度,并将设计进度反馈给每个学生或团队。 

两门课程的机器人学生通过为南德克萨斯地区的高中生开展同伴指导活动来获得教育经验并进行工程外展。 由 Coastal Bend Robotics, Inc. 支持的德克萨斯 A&M 大学-金斯维尔机器人竞赛 (TAMUK Robotics) 每年在德克萨斯 A&M 大学-金斯维尔校区举行,涉及至少 15-20 所南德克萨斯地区的初中和高中. TAMUK 机器人竞赛指南每年定义一套不同的任务和规范,为每所参赛学校提供相同的工具和组件,并要求每个团队根据规范设计和制造他们的机器人。 此外,TAMUK 机器人组织为每个高中机器人团队提供大学导师。 在 TAMUK 机器人领导层的支持和承诺下(参见承诺函的支持文件),两门课程的机器人本科生指导高中团队,即同伴指导,每月至少与团队会面和工作一次(在 TAMUK 机器人比赛准备期间更频繁)并在这些指导活动中利用他们的知识和经验。 这项活动既可以增加机器人学生的宝贵教育经验,又可以吸引更多西班牙裔人口进入 STEM 学科。 项目研究人员广泛参与了 TAMUK 机器人竞赛,并观察到在竞赛驱动的环境中进行动手机器人设计极大地激励了未来的大学生,给他们自信和学校自豪感,并吸引了具有广泛背景的学生。 

 两门课程机器人课程的影响正在扩展到所有学科的低水平本科生。 作为课程要求的一部分,机器人学生在校园内建立了机器人俱乐部,并与来自所有专业的大一、大二和大三学生互动,以促进机器人和相关工程领域的发展。 机器人俱乐部成员在学期中每隔一周见面,交流他们的教育和实践经验此外,至少在 5 月下旬的 IEEE 第 5 区比赛前一周,学生运营的机器人俱乐部组织了一场校园范围的外展活动,该活动是由项目研究者支持并由本项目赞助,在此期间,现有的机器人课程将提供给未来的学生,并在团队之间进行内部机器人课程竞赛,以选择将参加 IEEE Region XNUMX 比赛的获胜团队。 内部比赛结束后,正在利用优胜团队、教师和其他团队的反馈对项目产品进行必要的修改,优胜团队将准备参加XNUMX月最后一周的主要区域比赛。