Решатели проблем по дизайну

Непривязанная Робоби

Изменения в Robobee, включая дополнительную пару крыльев и улучшения приводов и передаточного числа, сделали автомобиль более эффективным и позволили добавить солнечные элементы и панель электроники. Этот Робоби является первым, кто летает без шнура питания, и самым легким, непривязным транспортным средством, способным достичь продолжительного полета. (Изображение предоставлено Гарвардской лабораторией микроробототехники/Harvard SEAS)

Крысы в ​​кампусе, разрушительное шумовое загрязнение и дорогостоящие глубоководные исследования, похоже, не имеют ничего общего, за исключением того, что все эти проблемы можно решить с помощью подхода инженерного проектирования.

Студенты Гарвардской школы инженерии и прикладных наук Джона А. Полсона по курсу «Решение инженерных задач и проектирование» (ES 96) сделали именно это, применив свои инженерные ноу-хау в сотрудничестве с реальными клиентами, чтобы найти действенные решения. .

Курс требует от студентов проанализировать проблему как широкую систему и определить социальные, экономические, этические, технические и устойчивые компоненты; изучить обратную связь с системами и обеспечить соблюдение циклов, чтобы определить коренные причины проблем; а также исследовать и разрабатывать различные решения, которые удовлетворяют границам, окружающим проблему, — объяснил Фавваз Хаббал, исполнительный декан по образованию и исследованиям, который преподавал курс совместно с Келли Миллер, старшим преподавателем прикладной физики, Набилем Харфушем, приглашенным доцентом инженерных наук. наук, и Питер Старк, преподаватель технических наук.

«Благодаря такому уникальному и обширному опыту студенты становятся более подготовленными к решению будущих задач и проявляют свои лидерские качества для решения и, возможно, решения важных человеческих проблем», — сказал Хаббал. «В этом году студенты проделали потрясающую работу, обнаружив коренные причины трех различных проблем, и вместе нашли интересные решения. Клиенты были в восторге от решений и будут реализовывать некоторые из них. Это был захватывающий опыт для студентов, вознагражденный за клиентов и вознаграждение преподавателей, которые наблюдали за ростом и зрелостью студентов».

Проблема шумового загрязнения

Погрузочный причал столовой службы Гарвардского университета (HUDS) — оживленное место, сюда въезжает и уезжает непрерывный поток грузовиков, чтобы выгрузить или забрать еду, которая используется для подачи 25 000 обедов каждый день. Из-за такой большой активности, большая часть которой приходится на ранние утренние часы, студенты, живущие в домах, прилегающих к погрузочной платформе, — Элиот, Киркланд, Уинтроп и Лоуэлл — выражают обеспокоенность по поводу шума, который мешает им учиться и спать. Одна секция ES 96 работала с HUDS, выявляя способы снижения шума без негативного влияния на работу.

Изучив движение погрузочной платформы и уровень шума, студенты предложили несколько краткосрочных и долгосрочных решений. В долгосрочной перспективе они предложили изменить планировку дома Элиота и Киркланда в связи с проектом обновления дома, чтобы меньше окон в спальнях выходило на погрузочную платформу. Они также предложили оставить форточки на месте даже после установки окон с двойным остеклением. Студенты обнаружили, что поддержание пятидюймового зазора между ливневым окном и окнами с двойным остеклением снижает шум почти на 60 процентов при дополнительных затратах в 200 долларов за ливневое окно.

В краткосрочной перспективе студенты предложили покрыть створки кузовов грузовиков, чтобы уменьшить шум, когда они ударяются о платформу погрузочной платформы. Добавив покрытие из пенопласта на конец закрылка и залив палубу силиконом, чтобы обеспечить мягкое пространство для приземления, студенты смогли снизить уровень шума со 100 до 86 децибел. Они также разработали защищенный от атмосферных воздействий короб, содержащий акустическую пену и плотные звуковые панели, который можно разместить над сигнализацией заднего хода грузовика, что снизило уровень шума со 102 до 88 децибел.

«Самая большая проблема, с которой мы столкнулись, заключалась в том, чтобы научиться эффективно и результативно работать в ходе проекта», — сказала Джессика Класти, SB '20, обогатитель биоинженерии. Мы представляли собой группу из 11 человек, работавших вместе для достижения одной общей цели, но существовали меняющиеся подгруппы, которые менялись каждую неделю. Поначалу это создавало проблемы с координацией и коммуникацией, но я считаю, что в долгосрочной перспективе это сделало нас сильнее. Самой приятной частью этого проекта было то, что, в конце концов, мы действительно помогли нашему клиенту, и предложенные нами изменения немедленно вступили в силу».