설계를 통한 문제 해결사

묶이지 않은 RoboBee

추가 날개 쌍, 액추에이터 및 변속비 개선 등 Robobee의 변경으로 차량의 효율성이 향상되었으며 태양전지와 전자 패널을 추가할 수 있게 되었습니다. 이 Robobee는 전원 코드 없이 비행한 최초의 차량이며, 지속 비행이 가능한 가장 가볍고, 묶이지 않은 차량입니다. (이미지 제공: Harvard Microrobotics Lab/Harvard SEAS)

캠퍼스의 쥐, 파괴적인 소음 공해, 비용이 많이 드는 심해 연구는 모두 엔지니어링 설계 접근 방식을 사용하여 해결할 수 있다는 점을 제외하면 공통점이 없는 것 같습니다.

Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences 과정 엔지니어링 문제 해결 및 설계 프로젝트(ES 96) 학생들은 실제 고객과 협력하여 엔지니어링 노하우를 적용하여 실행 가능한 솔루션을 고안했습니다. .

이 과정에서는 학생들이 과제를 광범위한 시스템으로 분석하고 사회적, 경제적, 윤리적, 기술적 및 지속 가능한 구성 요소를 식별하도록 요구합니다. 문제의 근본 원인을 파악하기 위해 시스템 피드백 및 강제 루프를 검사합니다. 응용물리학 수석 교수인 Kelly Miller와 공학부 객원 부교수인 Nabil Harfoush와 함께 이 과정을 공동 강의한 교육 및 연구 담당 학장인 Fawwaz Habbal은 도전 과제를 둘러싼 경계를 충족하는 다양한 솔루션을 조사하고 설계한다고 설명했습니다. 과학 및 공학 과학 강사 Peter Stark.

Habbal은 "이러한 독특하고 철저한 경험을 통해 학생들은 미래의 도전에 참여하고 리더십을 발휘하여 중요한 인간 문제를 해결하고 해결할 수 있는 준비를 더 잘하게 됩니다"라고 말했습니다. "올해 학생들은 세 가지 다른 문제의 근본 원인을 찾는 놀라운 일을 해냈고 함께 흥미로운 솔루션을 찾았습니다. 고객은 솔루션에 매우 기뻐했으며 그 중 일부를 구현할 것입니다. 학생들에게는 흥미로운 경험이었고, 학생들의 성장과 성숙을 관찰한 강사들에게도 보람을 느낍니다."

소음 공해 문제

HUDS(Harvard University Dining Services) 하역장에는 매일 25,000끼의 식사를 제공하는 데 사용되는 음식을 내리거나 픽업하기 위해 끊임없이 들어오고 나가는 트럭이 붐비는 곳입니다. 활동이 너무 많아서 대부분 이른 아침 시간에 이루어지기 때문에 하역장에 인접한 집에 사는 학생들(Eliot, Kirkland, Winthrop, Lowell)은 공부와 수면을 방해하는 소음에 대한 우려를 표명했습니다. ES 96 섹션 중 하나는 HUDS와 협력하여 운영에 부정적인 영향을 주지 않고 소음을 줄이는 방법을 식별했습니다.

학생들은 하역장 교통 및 소음 수준을 연구한 후 몇 가지 단기 및 장기 솔루션을 생각해 냈습니다. 장기적으로 그들은 주택 재개발 프로젝트와 함께 Eliot와 Kirkland 주택의 레이아웃을 변경하여 하역장을 향한 침실 창문의 수를 줄일 것을 제안했습니다. 그들은 또한 이중창을 설치한 후에도 폭풍우 창문을 제자리에 유지할 것을 제안했습니다. 학생들은 폭풍우창과 이중창 사이에 5인치 간격을 유지하면 소음이 거의 60% 감소하고 폭풍우창당 $200의 추가 비용이 발생한다는 사실을 발견했습니다.

단기적으로 학생들은 트럭이 하역장 데크에 부딪힐 때 소음을 줄이기 위해 트럭 침대의 코팅 플랩을 제안했습니다. 플랩 끝에 발포 고무 코팅을 추가하고 데크에 실리콘을 부어 부드러운 착륙 공간을 제공함으로써 학생들은 소음 수준을 100데시벨에서 86데시벨로 줄일 수 있었습니다. 또한 그들은 트럭의 백업 경보 장치 위에 배치하기 위해 음향 폼과 조밀한 사운드 패널이 포함된 내후성 상자를 개발하여 소음 수준을 102데시벨에서 88데시벨로 줄였습니다.

"우리가 직면한 가장 큰 과제는 프로젝트 과정에서 효율적이고 효과적으로 작업하는 방법을 배우는 것이었습니다."라고 생명공학 집중자인 SB '20인 Jessica Klusty는 말했습니다. 우리는 하나의 공통 목표를 위해 함께 일하는 11명으로 구성된 그룹이었지만 매주 바뀌는 변동적인 하위 그룹이 있었습니다. 이로 인해 처음에는 조정과 의사소통에 문제가 있었지만 장기적으로 볼 때 우리를 더 강하게 만들었다고 생각합니다. 이 프로젝트에서 가장 보람 있었던 부분은 결국 우리가 클라이언트에게 실제로 도움이 되었고 우리가 제안한 변경 사항이 즉시 적용되는 것을 확인했다는 것입니다."