Chad Rose, lisans öğrencilerine dokunsal küreğin çalışmasını gösteriyor.
Doğru araçlarla yapıldığında, uygulamalı öğrenme, özellikle mühendislik alanlarında, öğrencilerin verilen müfredatı anlamalarına yardımcı olmanın en iyi yolu olabilir. 2006'da geliştirilmesinden bu yana haptik kürek, Rice Üniversitesi'nde Dr. Marcia O'Malley tarafından verilen Dinamik Sistemlerin Modellenmesi dersinin temel unsurlarından biri haline gelmiştir. Haptik kürek, ileri geri döndürülebilen hareketli bir sapa sahip basit, tek serbestlik dereceli bir cihazdır. Manyetik sensörler sapın konumunu gerçek zamanlı olarak izleyebiliyor. Cihazın alt kısmında, sapın tabanına temas eden sürtünme tahrikli bir DC motor bulunmaktadır. Üçüncü sınıf makine mühendisliği öğrencileri, derslerde sunulan materyallere ilişkin kavrayışlarını pekiştirmek ve genişletmek amacıyla gerçek dinamik sistemlerle deneyler yapmak için laboratuvarda haptik küreği kullanıyor.
2006, 2012 ve 2014 yıllarına ait dokunsal kürek versiyonları.
Yüksek lisans öğrencileri tarafından verilen Dinamik Sistemlerin Modellenmesi dersinin tüm laboratuvar kısmı dokunsal kürek etrafında yapılandırılmıştır. İlk alıştırma öğrencilere cihazı tanıtmakta ve deneysel verilerine dayanarak raketin eylemsizliğini ve motorun tork sabitini hesaplamalarını sağlamaktadır. Daha sonraki alıştırmalar işlemsel yükselteçleri tanıtmayı, birinci ve ikinci dereceden adım tepkilerini analiz etmeyi ve motor sönümlemesini belirlemeyi içerir. Laboratuvar, öğrencilerin birbirine bağlı iki sistemle teleoperasyon gerçekleştirdiği son alıştırmaya kadar ilerler.
Küreğin bir öğrenme aracı olarak etkinliği kurs müfredatının ötesine bile geçmiştir; öğrenciler bunu farklı geçmişlere sahip K-12 öğrencilerini robotik ve genel olarak mühendisliğe dahil etmek için tasarlanmış çeşitli sosyal yardım programlarında kullanmaktadır. Ayrıca, Dr. O'Malley ve öğrencileri Chad Rose ve James French, cihazı National Instruments tarafından yapılan bir sunumda göstermişlerdir. Cihaz ilk bakışta basit görünse de, öğrencilerin eğitimini zenginleştirme yeteneği sınırsız görünüyor.
Kürek tabanına bağlı top ve kiriş modülü.
Rice Üniversitesi, ilk çıkışından bu yana küreğin birkaç yinelemesini gördü. Yüksek lisans öğrencisi Chad Rose ilk olarak ADVANCED Eylül 2015'te Motion Controls. O ve diğer yüksek lisans öğrencisi Craig McDonald, Dr. O'Malley ile birlikte küreğin motor kontrolünü basitleştirmek için çalışıyorlardı, böylece öğrencilerin motorun elektrik dinamiklerini modellemekle ilgilenmelerine gerek kalmayacaktı. Bunu başarmak için akım kontrollü bir servo sürücüye ihtiyaçları vardı. AMC ekibe indirimli bir 12A8M sürücü ve iki adet ücretsiz 10A8 sürücü sağladı. O zamandan beri Dr. O'Malley ve Chad Haptic Paddle üzerinde çalışmaya devam ediyor ve daha fazla ünite inşa etmek veya laboratuvarı genişletmek istediklerinde her zaman AMC ile iletişime geçiyorlar.
Küreğin en son yeniden tasarımı Dr. O'Malley, Chad ve Nathan Bucki tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu üçlü, cihaza daha karmaşık mekanik sistemlerin analizine olanak tanıyan bir bilye ve kiriş modülü oluşturdu. Kürek tabanına değiştirilebilir modüllerin eklenmesi, hepsini görmek için sabırsızlandığımız yeni bir olasılıklar alanı açıyor. Neyse ki, haptik kürek üzerinde çalışan parlak beyinler projenin uzun yıllar devam etmesini bekliyor. Sırada ne olduğunu görmek için sabırsızlanıyoruz, ancak o zamana kadar Rice Üniversitesi'ndeki yetenekli öğrencilere ve profesörlere bu harika uygulamalı öğrenme deneyimini geliştirdikleri için şapka çıkarıyoruz.
Güç kaynağı ve AMC 12A8 amplifikatör ile dokunsal kürek.
"AMC'nin Üniversite Sosyal Yardım Programı, DC motorların kontrolünü basitleştiren kaynaklara erişmemizi sağlayarak öğrencilerin temel dinamikleri ve kontrol kavramlarını öğrenmeye odaklanmalarına olanak tanıdı. Ayrıca, sponsorluk sayesinde laboratuvar istasyonlarının sayısını artırabildik, öğrencilerin haptik küreklerle 'uygulamalı' zamanını çok düşük maliyetle artırabildik ve sosyal yardım etkinliklerinde gösteriler için veya diğer derslerde prototip olarak kullanabileceğimiz haptik küreklere sahip olduk."
- Chad Rose
