Worcester Polytechnic Institute

Fondato nel 1865 per creare e diffondere le più recenti conoscenze scientifiche e tecniche nei modi più utili per la società, il WPI (Worcester Polytechnic Institute) è oggi uno degli istituti universitari più prestigiosi del mondo, in particolare nei campi della scienza, della tecnologia, della formazione e della ricerca ingegneristica. Per supportare il suo compito, il WPI ha creato il Programma di ingegneria robotica.

Secondo il suo direttore, Michael A. Gennert, questo programma (il primo degli Stati Uniti a proporre un corso di laurea in Ingegneria robotica nel 2007) ha due finalità: contribuire a preparare gli ingegneri robotici del futuro e promuovere la ricerca robotica presso il WPI con l'obiettivo di favorire sviluppo e innovazioni in questo campo.

"La progettazione e l'ingegnerizzazione di robot richiedono agli studenti del nostro corso di guardare oltre i limiti dell'ingegneria tradizionale, per sintetizzare discipline diverse", spiega Gennert. "Non potendo unire tre lauree di ingegneria in un programma quadriennale, i nostri studenti seguono una selezione di corsi multidisciplinari di ingegneria, che includono informatica e ingegneria informatica, ingegneria elettrica, ingegneria meccanica, con particolare attenzione ai progetti degli studenti e all'esperienza nel mondo reale dell'ingegneria robotica".

Per supportare i progetti di ingegneria robotica, il WPI mette a disposizione degli studenti una serie di programmi software di ingegneria e progettazione meccanica 3D. Tuttavia, il più utilizzato per lo sviluppo di robot qui al WPI è il software SOLIDWORKS® Education Edition. "Anche se per seguire i corsi di robotica non è necessario imparare a usare un sistema CAD, gli studenti sono incoraggiati ad apprenderne l'utilizzo per supportare il progetto a livelli superiori", dichiara Gennert. "SOLIDWORKS è sicuramente il pacchetto software più utilizzato dagli studenti del WPI per progettare robot e realizzare i progetti correlati al programma".

PROGETTAZIONE E SIMULAZIONE DI ROBOT

La ragione per cui gli studenti del WPI preferiscono il software SOLIDWORKS Education Edition per i progetti di robotica non è solo la facilità di apprendimento e di utilizzo, ma anche l'accesso alle funzionalità di progettazione meccanica e analisi degli elementi finiti (FEA), entrambe fondamentali per lo sviluppo di robot funzionali. "Per il lavoro dei progetti di robotica, gli studenti definiscono il proprio set di requisiti e necessitano di feedback sul funzionamento dei sistemi meccanici e di controllo senza dover ricorrere a una serie infinita di prototipi", spiega Gennert.

"Gli studenti devono poter accedere a valide funzionalità di progettazione e analisi per riuscire a realizzare progetti di robotica, in particolare nel caso dei lavori finali dei laureandi", prosegue Gennert. "Poiché possono realizzare un lavoro completo di progettazione e analisi più facilmente con il software SOLIDWORKS, questo software viene spesso preferito dagli studenti. SOLIDWORKS permette loro di concentrarsi sulla robotica anziché sullo strumento. Oltre a utilizzare SOLIDWORKS per i corsi e i progetti degli studenti, lo usiamo anche per svolgere il nostro lavoro di ricerca".

Da quando è stato istituito il Programma di ingegneria robotica, il WPI ha visto un aumento dei progetti innovativi degli studenti che riescono a unire scienza, tecnologia e società. Ad esempio, il laureando T.J. Watson ha lavorato con un gruppo di cinque persone per sviluppare il robot WALRUS (Water and Land Remote Unmanned Search, robot di ricerca e soccorso teleguidati subacquei e terrestri), dopo essere venuto a conoscenza delle difficoltà delle ricerche in seguito agli attacchi terroristi dell'11 settembre 2001 grazie ai contatti con gli esperti del settore. Si tratta di un robot creato per svolgere operazioni anfibie di ricerca e soccorso in caso di disastri.

"Sebbene esistano già robot di ricerca e scoperta terrestre e subacquea, non esiste nulla per i terreni misti, caratterizzati da terra, acqua e fango profondo", spiega Watson. "Il WALRUS è stato progettato proprio per colmare questa lacuna".

"Uso il software SOLIDWORKS perché consente di accedere alla base più estesa di funzionalità. Nel caso del WALRUS, sono state particolarmente utili le capacità di analisi strutturale e di risposta degli elementi transitori", aggiunge Watson. "Ho svolto l'analisi degli elementi finiti sul sistema della frizione e ho anche verificato la possibilità di poter di immergere il WALRUS in una vasca di disinfettante per la sterilizzazione".

PROMOZIONE DELLA FORMAZIONE ROBOTICA CON IL CONCORSO FIRST

Oltre che per i progetti di robotica, gli studenti del WPI utilizzano il software SOLIDWORKS per portare la robotica nella comunità e stimolare l'interesse verso questo settore tra gli studenti più giovani. Ad esempio, la studentessa Gabrielle Fanzini ha utilizzato il software SOLIDWORKS per creare oltre 300 modelli di componenti e assiemi meccanici ed elettrici inseriti nei kit usati dagli studenti delle superiori per il concorso FIRST Robotics Competition.

"Il concorso FIRST Robotics Competition viene promosso come "varsity sport for the mind™ (lo sport universitario per la mente) e offre agli studenti delle scuole medie e superiori la possibilità di gareggiare imparando a progettare e costruire robot", spiega Fanzini. "I partecipanti al FIRST ora possono scaricare i modelli che ho creato per i kit dal sito web di SOLIDWORKS www.solidworks.com/FIRST e usare questi modelli per progettare il loro robot con SOLIDWORKS prima della produzione e dell'assemblaggio, traendo un'esperienza preziosa dal metodo di lavoro simile a quello degli ingegneri robotici".