Вустерский политехнический институт

Вустерский политехнический институт (WPI), основанный в 1865 году для освоения и практического применения современных научно-технических знаний, сейчас является одним из ведущих мировых центров образования и исследований в сфере точных и инженерных наук и технологий. В соответствии со стратегией развития института была создана программа по разработке робототехнических систем (Robotics Engineering Program).

В рамках этой программы в 2007 году впервые в США в учебный план была включена программа бакалавриата по специальности "Разработка робототехнических систем". Как рассказывает директор программы Майкл А. Дженнерт (Michael A. Gennert), программа преследует две цели: подготовку молодых специалистов по робототехнике и расширение исследовательских работ по робототехники в WPI для освоения новых рубежей робототехники.

"При проектировании роботов студенты должны выходить за рамки традиционного проектирования, применяя навыки и знания из нескольких дисциплин, — объясняет Дженнерт. — Поскольку невозможно пройти программы трех инженерных специальностей за четыре года, наши студенты выбирают и посещают курсы из разных дисциплин, включая информатику, электротехнику и машиностроение. При этом главный акцент делается на собственных проектах студентов и на приобретение практических навыков в области робототехники".

Чтобы помочь студентам в реализации проектов по робототехнике, институт предоставляет им ряд программ для 3D-проектирования механических систем. Но из всех программ для создания роботов самой большой популярностью среди студентов WPI пользуется программа SOLIDWORKS® Education Edition. "Хотя освоение CAD-системы не является обязательным для курсов по робототехнике, студентам рекомендуется ее освоить для ведения проектных работ на более высоком уровне, — отмечает директор программы. — SOLIDWORKS — это, безусловно, самый популярный пакет программ среди студентов WPI для проектирования роботов и выполнения проектов в рамках этой программы".

РАЗРАБОТКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ РОБОТОВ

Студенты WPI выбирают SOLIDWORKS Education Edition для проектов по робототехнике, потому что это простое в освоении программное обеспечение предоставляет доступ к проектированию механических систем и выполнению анализа МКЭ, что критически важно для успешной разработки роботов. "В проектах по робототехнике студенты устанавливают собственные требования, и им нужно получать обратную связь о работе механических и контрольных систем, не прибегая к бесконечным циклам создания прототипов", — отмечает Дженнерт.

"Студентам нужны полноценные функции конструирования и анализа для успешного выполнения проектов по робототехнике, особенно когда они делают курсовые работы на старших курсах. В SOLIDWORKS проще выполнять полный объем работы по проектированию и анализу, и поэтому они выбирают эту программу для своих проектов. Благодаря SOLIDWORKS студенты полностью сконцентрированы на целях проекта, а не на инструментах. Помимо студенческих проектов SOLIDWORKS помогает сотрудникам института в исследовательских работах", — добавляет директор программы.

С момента запуска программы по разработке робототехнических систем студенты WPI создали множество инновационных проектов. Например, студент последнего курса Ти Джей Уотсон вместе с командой из пяти человек разработал проект вездехода Water and Land Remote Unmanned Search (сокращенно WALRUS). К реализации проекта его подтолкнули обсуждения ограниченных возможностей поисково-спасательных команд и аппаратов после терактов 11 сентября 2001 г. Область применения вездехода — подводные и наземные поисковые и спасательные операции после стихийных бедствий.

"Существующие роботы для наземного и подводного поиска не способны работать в условиях смешанного рельефа, где одновременно присутствуют земля, вода и глубокая грязь, — поясняет Уотсон. — Проект WALRUS призван заполнить этот пробел".

"Весь проект мы делаем в SOLIDWORKS, так как это решение предоставляет самые широкие возможности. В случае с вездеходом WALRUS мне особенно помог структурный анализ и анализ переходных процессов, — добавляет Уотсон. — "Я проанализировал систему захвата по методу конечных элементов и убедился, что WALRUS можно погружать в емкость с хлорным раствором для стерилизации".

СОТРУДНИЧЕСТВО С FIRST И РАННЕЕ ОБУЧЕНИЕ РОБОТОТЕХНИКЕ

Наряду с разработкой роботов студенты WPI используют SOLIDWORKS для подготовки общественных мероприятий и повышения интереса к робототехнике среди школьников и студентов младших курсов. Например, студентка Габриэль Фанзини создала в программе SOLIDWORKS более 300 моделей механических и электрических компонентов и сборок для комплектов, используемых участниками конкурса FIRST Robotics Competition.

"Конкурс FIRST Robotics Competition проводится под лозунгом "varsity sport for the mind™" ("университетский интеллектуальный чемпионат"). Школьники и студенты соревнуются друг с другом и учатся проектировать и собирать роботов, — говорит Фанзини. — "Теперь участники конкурса FIRST могут свободно скачать созданные мной модели. Они доступны на сайте SOLIDWORKS www.solidworks.com/FIRST, и их можно использовать для проектирования роботов в SOLIDWORKS. Благодаря этому юные робототехники могут почувствовать себя настоящими инженерами".