Мексиканские студенты создали RoboMeshA — мобильную лабораторию робототехники и ИИ

В мексиканском Гвадалахаре многие старшие школы могут похвастаться мотивированными учителями и талантливыми учениками, интересующимися наукой, технологиями, инженерией и математикой. Однако у них нет доступа к продвинутым инструментам вроде робототехнических лабораторий. Нехватка ресурсов ограничивает возможности школьников учиться на практике и работать с передовыми приложениями. Команда из Ибероамериканского университета ITESO в Гвадалахаре решила изменить ситуацию. В рамках инициативы EPICS in IEEE, которую курирует образовательное подразделение IEEE при финансовой поддержке Общества робототехники и автоматизации IEEE, междисциплинарная группа из 15 студентов-инженеров, преподавателей-наставников и волонтёров местного отделения IEEE разработала платформу RoboMeshA. Это портативная автономная образовательная система, которая приносит робототехнику и искусственный интеллект прямо в классы.

Вместо того чтобы требовать от школы создания отдельного компьютерного класса или установки сложного программного обеспечения, RoboMeshA работает как универсальная мобильная учебная сеть. «RoboMeshA приносит робототехнику и ИИ тем ученикам, у которых нет доступа к специализированным помещениям или предустановленному софту», — объясняет участник команды Фернандо Видаль Луна, студент IEEE и будущий инженер-мехатроник в ITESO. Школьники подключаются к платформе напрямую через удобный веб-браузер. Они могут взаимодействовать с роботом вручную или задействовать режимы управления, чтобы наблюдать за его движением, обнаружением и обходом препятствий.

«Проект объединяет механическое проектирование, встраиваемые системы, инженерию управления, компьютерное зрение и искусственный интеллект в единую роботизированную систему, которая работает как мобильная учебная лаборатория», — говорит научный руководитель Хорхе А. Лисаррага. По словам команды, младшие школьники интересуются технологиями, программированием и робототехникой, но у них нет возможности работать с системами, сочетающими механику, электронику, программное обеспечение и управление. «RoboMeshA позволяет ученикам увидеть, как все эти дисциплины взаимодействуют друг с другом наглядно и понятно», — добавляет участник команды Хосе С. Гонсалес, который также изучает мехатронику.

Команда собрала два рабочих экземпляра и сейчас разрабатывает модульную систему сопряжения, чтобы расширить возможности платформы для исследований и демонстраций в классах. Структурированный подход к проектированию связывает независимые программные компоненты, минимизируя внутренние зависимости, что позволяет четырём роботам RoboMeshA работать совместно.

При создании проекта команда столкнулась с серьёзными трудностями. «Одной из ключевых проблем стало конструктивное исполнение робота, — рассказывает Луна. — Нужно было не просто сделать шасси, где помещаются все компоненты и которое обладает достаточной устойчивостью, жёсткостью и правильным распределением веса. Требовалось также защитить электронику, сохранив к ней доступ для обслуживания, тестирования и модификаций». «Было непросто спроектировать платформу, которой смогут пользоваться ученики с разным уровнем подготовки», — добавляет Гонсалес. Чтобы проверить систему в реальных классах, команда заключила партнёрство со старшими школами CETI Colomos и Prepa ITESO. «Мы хотели, чтобы первые контакты с роботом были простыми и интуитивными, — говорит Гонсалес. — Чтобы ученик просто включал робота, подключался к его сети и начинал взаимодействие, а не возился с установкой софта, долгой настройкой или устранением неполадок».

Многие из участвовавших студентов проходили программу прикладных профессиональных проектов ITESO. Этот опыт дал им практическую подготовку в управлении проектами, системной интеграции и проектировании с ориентацией на пользователя. В мае команда представила научную статью и постер проекта на Инженерном конгрессе системы иезуитских университетов. «Увидеть, как проект переходит от цифровой модели к физической системе, было бесценно, — говорит Гонсалес. — Работа со студентами из разных слоёв научила нас слушать конечных пользователей и проектировать под их реальные потребности».

Руководитель проекта Луис Фернандо Луке-Вега, член IEEE, надеется, что начинание станет образцом для инженерного образования. «Я хочу, чтобы RoboMeshA перенимали школы, университеты и студенческие отделения IEEE по всей Мексике и за её пределами как модель интеграции технологических инноваций с участием в жизни сообщества», — говорит он. Сочетая инженерный талант с общественно полезной работой, инициативы вроде EPICS in IEEE показывают, как адресная поддержка превращает академические концепции в реальные решения. «Когда студенты понимают, что созданная ими технология может вдохновлять других и улучшать жизнь, инженерия обретает гораздо более глубокий смысл», — подытоживает Луке-Вега.