光鹽行者的博客

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水下機器人

(2024-03-10 08:21:40) 下一個

在學校帶過不少大學生的畢業設計,對美國學生的動手能力印象非常深刻。
中國學生一般來說在數學、工程方麵的理論上的能力比較強,而且擅長於考試解題。而美國學生在理論方麵相對來說差一些,但是動手能力、創新能力很強。當然我自己在國內上大學是40年以前的事了,現在的學生做什麽樣的畢業設計肯定跟我們那時候很不一樣了。
有一個學期我帶了四個大學生做畢業設計,他們的任務是設計一個水下機器人。這個機器人必須完全防水,能夠潛到水下十幾米,可以上下左右各個方向自由行動。機器人前方有一個燈,還有攝像機。機器人可以用有線傳輸的方式把水下的圖像傳到岸上。這種水下機器人的主要用途是用來檢測水下建築物的安全性。比如看橋墩,碼頭,船體上有沒有裂縫。四個學生經過9個月的設計,做成了一個樣本機。

先在岸上測試。在控製機器人的電腦上發出前進後退上下左右轉彎各種指令以後,可以清楚地看到機器人上的各個馬達都在正確的時候和方向驅動推進器。

https://youtu.be/jrfU2RyxOl4

最後的測試是到學校的體育館的遊泳池裏做。事先跟體育館的有關部門聯係好了。有兩個救生員為我們的學生提供服務。測試一開始就遇到了一個挑戰。因為學生們在測試前一天做了一些設計上的臨時改動,這使得機器人的重量有一點變化,但他們忘了調整浮力設計。這樣在機器人馬達沒有開動的情況下,浮力沒有基本上達到中性。本來重力和浮力應該基本上是抵消掉的,這樣機器人才可以用馬達很輕鬆地進行下潛上升。經過簡短的討論,學生們想出了一個臨時解決的辦法:在水下機器人邊上綁了兩個水瓶子,調整水瓶子裏裝的水就可以調整整個機器人的浮力。雖然這是一個臨時的解決辦法,但是卻是一個可以在以後的正式產品裏應用的一個非常巧妙的設計。

浮力調整好以後,畢業設計的最後測試就開始了。機器人在水下操練了各種動作,前進後退轉彎下沉上浮,一切都按設計要求成功完成。水下攝影在控製電腦上可以清楚的看到攝像頭照到的影像。

https://youtu.be/GwwlrMRWWfo


工學院的學生以男生居多。我帶的這一組學生就是四個男生。體育館派來協助我們測試的是兩個女大學生,都是學文科的。看到我們的學生設計水下機器人在水下進行各種不同的操作,她們大呼小叫非常驚訝,覺得很酷。我跟她們開玩笑:想不想轉到我們係來學工程啊?在女孩子麵前露了一手,讓我們的學生們很得意。

我帶的這幾個學生,平常考試成績都很一般。但是到了畢業設計,很快發現他們頭腦靈活,手很巧。很多東西他們會在網上搜索,學到很多課堂上沒有教過的東西。這樣的畢業設計的經曆對他們來說是一種非常好的鍛煉。我在40年前上大學時做的畢業設計跟他們這個一比簡直太小兒科了。不知道國內現在大學的畢業設計是個什麽水平。希望也能跟美國這些大學生差不多,這樣才是與時俱進。光靠考試出成績真的是不行了。 

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光鹽行者 回複 悄悄話 回複 'helen_xu1111' 的評論 : 謝謝你的點評。歡迎常來。
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