一年级学生设计真实世界的解决方案

在秋季学期的第一周,四个工程系一年级的学生,肖恩·伯勒尔,提亚·埃文斯,亚当·克雷默和埃洛伊丝·辛威尔,进行了一次头脑风暴,以决定如何为残疾儿童设计一套理疗楼梯。他们的目标是构建一个通过奖励来提供动力的东西,有可变的步高,并且能够在身体上支持学生。

埃文斯解释说:“他们之前用的那个没有扶手,孩子们感觉很不稳定。”


的梯亚·埃文斯正在她的团队设计和建造的楼梯上行走。每一步,灯箱都会显示不同的颜色。

这个团队非常成功,他们设计的楼梯达到了客户理疗师设定的所有目标。它通过彩色灯箱提供动力,包括一个额外的小步骤,可以拉出来调整步高,有一个扶手来支持学生的身体,甚至可以被拆下来方便运输。

这是所有普拉特学院学生必修的工程101课程的一部分。团队与一个真实的客户配对,在整个学期一起工作,设计并创建一个可交付的解决方案来解决他们遇到的问题。在学期末,他们会在我参加的一个海报展示会上展示他们的产品。看到大学一年级的学生在短短几个月内就能做出这么多东西,真是令人难以置信。

我看到的下一张海报的重点是设计一种稳定手颤抖的装置。该团队的客户凯特(Kate)患有共济失调症,这是一种神经系统疾病,导致她的手臂和双手无法控制地颤抖。她想要一个能让她独立使用iPad的设备,因为她目前需要一个护工来稳定她的手臂。这个团队,Mohanapriya Cumaran, Richard Sheng, Jolie Mason和Tess Foote,需要设计一些东西,让凯特能够在稳定震动的同时进入整个屏幕,舒适,容易设置和持久。

该团队通过开发一种设备来完成这项任务,该设备可以让凯特通过握住3D打印的车把来稳定她的颤抖。然后把车把固定在弹簧上的两根杆子上,弹簧可以做垂直运动,而抽屉滑动可以做水平运动。

“我们让她(凯特)在iPad的所有区域都安装了触摸应用程序,她可以做到。”富特说。“未来的计划是让它更舒适。”

该团队计划通过在车把上增加一个泡沫手柄,在食指上安装一个球窝连接,并在木片上增加一层防水层来改进产品。

我访问的上一个项目创建了一个“翻转装置”。C. Fischer、E. Song、L. Tarman和S. Gorbaly组成的团队与杜克大学生物系的Mohamed Noor实验室合作,作为他们的客户。

塔尔曼解释说:“我们被要求设计一个装置,加快果蝇从一个瓶子转移到另一个瓶子的过程。”

Noor实验室经常用果蝇来研究遗传学,目前翻转果蝇只能用手来做,这要花很多时间。他们的目标是通过创造一种可以使用一年以上的设备来提高实验室实验的效率,这种设备可以避免损坏小瓶或苍蝇,而且是便携式的,适合放在办公桌上。

这个团队提出了50多个关于如何完成这个任务的想法,并将其缩小到一个他们将构建的想法。他们创造的产品包括两个手臂,由PVC管支撑在木制底座上。手臂上的“袖子”是3D打印的,用来装苍蝇的瓶子。为了有效地翻转苍蝇,一只手臂绕轴移动,允许多个小瓶被翻转,而通常需要一个小瓶的时间。这个团队非常成功,他们的发明将为重要的基因研究做出贡献。

苍蝇翻转装置

这是令人兴奋的,看看一年级学生能够创造杜克大学在他们的头几个月,我认为这是一个伟大的概念开始学生通过实践教育工程设计过程,让他们开发一个解决一个问题,把它从概念到实现。我很期待其他EGR 101的学生将来会设计什么。

,作者安娜·格茨金德

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/01/21/first-year-students-designing-real-world-solutions/

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