Avancée En Technologie D'Assistance Du Projet De Classe

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Pour leur projet de conception principal, les étudiants en génie électrique de l'université george mason conçoivent un dispositif d'auto-alimentation pour un étudiant handicapé.

Cet article intitulé Behind the Scenes a été fourni à WordsSideKick.com en partenariat avec la National Science Foundation.

L'étudiante de premier cycle de l'Université George Mason, Salma Mahmoud, n'a pas tardé à dire qu'elle n'était pas une ingénieure en mécanique. En fait, tous les étudiants de son projet de conception senior - Madani, Jane Kambugu, Sidra Khan et Kamran Mohammadi - ont tendance à mentionner leur manque de compétences en ingénierie mécanique à un moment donné. Le fait qu’elles soient toutes des majeures du génie électrique a accentué la courbe d’apprentissage du projet de bio-ingénierie qu’elles ont entrepris, mais a rendu leur succès d'autant plus doux.

Lorsque le groupe s'est réuni à l'automne, ils étaient intéressés à développer quelque chose qui aiderait quelqu'un. La bioingénierie était l'une des concentrations disponibles pour eux. C'est Madani qui a suggéré un appareil susceptible d'aider son amie.

"Il est en fauteuil roulant et peut bouger les bras, mais cela lui prend beaucoup de temps pour compléter les mouvements de manger un repas", explique Madani. "Nous pensions que cet appareil pourrait l'aider à prendre un repas dans le même temps qu'il faudrait à l'un de nous pour manger."

Les membres du groupe ont clairement compris que le gain de temps et les avantages sociaux d'un tel dispositif pour un étudiant occupé étaient résolus. Ils ont donc décidé de procéder. Les projets de design seniors, exigences des majors en ingénierie dans les universités du pays, obligent les étudiants à passer un semestre à la recherche et à la planification, et le semestre suivant à la création de ce qu’ils se sont engagés à créer.

"C'était vraiment bien qu'ils aient cinq personnes dans ce groupe", a déclaré la conseillère du groupe, Nathalia Peixoto, chercheuse et professeure assistante à la Volgenau School of Engineering de Mason.

L’automne dernier, Mahmoud et son équipe ont étudié les types d’appareils déjà sur le marché et en ont appris davantage sur la mécanique des fauteuils roulants. Au fil du temps, ils ont défini des objectifs pour leur appareil: portable et discret, gagner du temps, minimiser les déversements, peser moins de cinq livres et fonctionner sur batterie à l'aide d'un chargeur rechargeable. batterie volt.

Ils l'ont conçu - sur papier - et ont présenté un budget. Mohammadi a même créé une version du "bras" pour la présentation de fin de semestre de l'équipe, à l'aide d'un kit Lego® Mindstorms®. En décembre, ils étaient prêts à passer à la deuxième phase et, avec la construction de l'appareil, le vrai travail a commencé.

"Au début, nous travaillions de manière assez linéaire", explique Mahmoud. "Une semaine, nous travaillerions sur un moteur, puis passerions à la suivante. Bientôt, il devint évident que nous ne finirions jamais."

Au début du processus, Salma Mahmoud et Sidra Khan, étudiantes en ingénierie chez Mason, ont travaillé sur le circuit qui fait fonctionner le dispositif.

Au début du processus, Salma Mahmoud et Sidra Khan, étudiantes en ingénierie chez Mason, ont travaillé sur le circuit qui fait fonctionner le dispositif.

Crédit: Evan Cantwell, Université George Mason

Ils se sont donc répartis les tâches, essayant de s’assurer que tout le monde travaillait sur quelque chose qui les intéressait. Le projet se divisait facilement en cinq parties: le bras robotique, la monture qui relie l’appareil au fauteuil roulant, la carte de circuit imprimé, le capteur et programmation.

Pour nombre de ces tâches, les étudiants ont dû commencer presque à zéro pour apprendre ce qu'ils devaient faire. "Tout a été une expérience d'apprentissage pour nous", déclare Madani.

En termes de fabrication de la monture et de la carte de circuit imprimé, cela incluait un logiciel d'apprentissage avec lequel ils pourraient concevoir la pièce avant la fabrication. Khan a supervisé la conception de la monture. Madani a travaillé sur le circuit imprimé.

«Trois mois», dit Madani en tenant l’un des petits circuits verts dans la paume de sa main. C'est le temps qu'il a fallu pour concevoir la pièce afin qu'elle puisse aller au fabricant. Quand les planches sont enfin arrivées, il y avait encore de la soudure à faire.

Y at-il eu le hoquet dans le processus? Tu paries. D'une part, il y avait un problème de communication entre l'équipe et la société en leur vendant un minuscule appareil photo qui devait être les "yeux" de l'appareil et aider la cuillère à trouver de la nourriture. À peine trois semaines après la date limite, ils ont dû élaborer un meilleur plan.

"Je ne connaissais rien aux capteurs, sauf qu'il en fallait un", explique Kambugu, qui a supervisé cette partie du projet. "J'ai donc fait une tonne de recherches pour déterminer quel type de capteur fonctionnerait le mieux pour nous. Ensuite, il devait être calibré pour cet usage."

Quelle aide leur peintre Peixoto at-il eue? "Beaucoup", dit Mahmoud avec emphase. "Au début, nous nous sommes retrouvés coincés sur quelque chose qui, à mon avis, est très élémentaire, mais nous avions passé une semaine à essayer de trouver une solution."

Sidra Khan (à l'extrême gauche), une étudiante du laboratoire de bio-ingénierie de GMU, présente le dispositif, encore à ses débuts. Kamran Mohammadi, membre de l'équipe, a construit le prototype à l'aide d'un kit Lego® Mindstorms®.

Sidra Khan (à l'extrême gauche), une étudiante du laboratoire de bio-ingénierie de GMU, présente le dispositif, encore à ses débuts. Kamran Mohammadi, membre de l'équipe, a construit le prototype à l'aide d'un kit Lego® Mindstorms®.

Crédit: Evan Cantwell, Université George Mason

Une simple suggestion de Peixoto leur a permis de surmonter le premier obstacle, et elle les a guidés tout au long du processus.

"Je sais qu'ils ont tiré plusieurs nuits blanches", a déclaré Peixoto. "J'ai reçu plusieurs courriels d'eux qui ont été écrits à des heures étranges de la nuit et qui disaient 'Nous avons besoin de ça…'"

En raison de la nature du projet du groupe, Peixoto a également été en mesure de fournir une assistance financière. Peixoto et Vasiliki Ikonomidou, professeure agrégée au Département de génie électrique et informatique de Mason, collaborent également à la recherche avec une subvention de la National Science Foundation spécialement conçue à cet effet, dans le cadre du soutien apporté à des recherches similaires. Ils ont demandé à NSF 100 000 dollars pour soutenir des groupes de concepteurs seniors qui développent des projets pour aider d'autres étudiants. Leur plan actuel est de financer un groupe par semestre avec la subvention, qui court jusqu'en 2016.

Au cours du semestre de printemps, le bras automatique dans ses différentes itérations servait Legos®, Cheerios® et autres petits articles. Ce n'est qu'en avril que le groupe a fait venir le propriétaire prévu du bras pour le tester avec de la vraie nourriture. L’essai a été un franc succès et l’équipe a finalement pu respirer un peu mieux.

Leur intention a toujours été que l’appareil achevé soit envoyé à l’élève pour qui il l’a développé. Ce qu'ils n'avaient pas prévu, c'est que le prototype pourrait avoir une vie plus longue.

Peixoto dit qu'elle et le groupe ont été en communication avec une entreprise de technologie d'assistance locale qui conçoit des fauteuils roulants personnalisés. La société est intéressée par l’offre éventuelle du bras automatique.

Mais pour le moment, les étudiants sont pour la plupart soulagés de pouvoir terminer leurs cours. Certains membres de l'équipe ont obtenu leur diplôme en mai 2012 et sont ensuite passés aux études supérieures ou à la recherche d'un emploi. d'autres ont encore des cours à suivre.

"Le travail des ingénieurs peut changer des vies, en particulier dans des domaines tels que les technologies d'assistance", déclare Peixoto. "Lorsque vous pouvez voir comment les autres bénéficient de quelque chose que vous avez créé, cela a un impact énorme sur vous. Ces étudiants de premier cycle l'ont compris."

Note de l'éditeur: Les chercheurs décrits dans les articles de Behind the Scenes ont été soutenus par la National Science Foundation, l'agence fédérale chargée de financer la recherche fondamentale et l'éducation dans tous les domaines de la science et de l'ingénierie. Les opinions, conclusions et conclusions ou recommandations exprimées dans ce document sont celles de l'auteur et ne reflètent pas nécessairement le point de vue de la National Science Foundation. Voir les archives de Behind the Scenes.


Supplément Vidéo: Ingénieurs en Mécatronique Assistance de véhicules.




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