يمثل تغير المناخ مشكلة للمجتمعات في جميع أنحاء العالم. للمساعدة في إيجاد طرق لمعالجتها من خلال التكنولوجيا ، أطلقت EPICS في IEEE ، بالشراكة مع مؤسسة الهندسة المتحدة ، المسابقة البيئية العام الماضي.
وفقًا لمجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية ، يساهم تغير المناخ في الأحداث المناخية القاسية مثل الأعاصير والفيضانات والأعاصير ، فضلاً عن الجفاف طويل الأمد والظواهر الحرارية التي تحدث بانتظام في المناطق المناخية المعتدلة تقليديًا.
طلبت مسابقة EPICS من الطلاب وأعضاء هيئة التدريس في الجامعات والكليات الأمريكية استخدام مهاراتهم الهندسية والتقنية لتخفيف ومعالجة تأثير تغير المناخ في مجتمعاتهم. ومن بين المقترحات العشرين المقدمة من ثماني مؤسسات ، تمت الموافقة على 10 وتمويلها.
تقول ستيفاني جيليسبي ، العميد المشارك لكلية الهندسة بجامعة نيو هافن في كونيتيكت ، إن المسابقة “تسمح للطلاب بأخذ فكرة وشغف وتحويلها من نموذج أولي بسيط إلى حل منتشر بالكامل”. Gillespie هو EPICS الحالي في كرسي IEEE.
يوفر تعلم الخدمة تجربة حقيقية في العالم
اشتركت فرق الطلاب مع المنظمات غير الربحية لتعلم كيفية إحداث تأثيرات ملموسة من خلال تطوير الحلول التكنولوجية. تعمل بعض الفرق في مشاريعها كجزء من منهج هندسي أو مشروع تصميم كبير. يستخدم البعض الآخر فرع الطلاب IEEE لتنفيذ المشاريع.
يقول ميتسو ووكيفوكازاكي ، طالب مبتدئ يدرس علوم الكمبيوتر في جامعة ولاية أريزونا وعضو في المجموعة التي تعمل في مشروع محطة Hydration Station ، “كونك في فريق بمثل هذه المجموعة المتنوعة من التخصصات الهندسية يوفر حقًا تجربة هندسية جيدة” من المشاريع الفائزة. “لقد تعلمت أشياء كثيرة.”
كانت تجربة التعلم القيمة للطلاب هي الفرصة للعمل في فرق متعددة التخصصات والانخراط في أنشطة عملية لتطبيق ما يتم تدريسه في الفصل ، وفقًا لنتائج استطلاع رأي أجراه الطلاب حول التجربة. قال أكثر من 93 بالمائة أن برنامج EPICS الخاص بهم في مشروع IEEE ساهم في تطوير مهارات العمل الجماعي لديهم.
قدم روبوت لجمع القمامة وطائرات بدون طيار لاستشعار النيتروجين والمشاريع الأخرى التعلم العملي وخبرات المشاركة المجتمعية وساعدت الطلاب على تطوير المهارات المهنية.
فيما يلي أربعة من أصل 10 مشاريع.
مستشعرات مقاومة للماء لتتبع الفيضانات
كجزء من مشروع Sunny Day Flooding ، كاثرين أنارد ، الأستاذ المساعد في مجموعة الهندسة البيئية والموارد المائية والسواحل بجامعة ولاية كارولينا الشمالية [right] وباحث آخر يقوم بتركيب أجهزة استشعار منخفضة التكلفة لمستوى المياه في مصارف مياه الأمطار.توماس تيلين
تعتبر فيضانات المد والجزر مشكلة متزايدة بشكل مطرد تؤثر على الآلاف من الناس. غالبًا ما يكون مدى الفيضان غير معروف ، مما يترك لأفراد المجتمع القليل من التوجيه بشأن ما يمكن توقعه – مما يخلق مواقف خطيرة. ركز طلاب من جامعة ولاية كارولينا الشمالية ، في رالي ، مع اثنين من المتطوعين المجتمعيين ، على تزويد الجمهور بمعلومات مثل التأثيرات المكانية والمحتملة لفيضانات المد والجزر ، من خلال مزيد من البحث وكاميرا تعمل بالطاقة الذاتية.
يعمل فريق مشروع التصميم الأول للهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر مع أقسام الهندسة المدنية والبناء والهندسة البيئية والحيوية والزراعية بولاية نورث كارولينا لتنفيذ الحل. يخطط الفريق لوضع مئات من أجهزة الاستشعار المقاومة للماء في المدن الساحلية بالولاية. تم تصميم المستشعرات لنقل البيانات في الوقت الفعلي إلى بوابة آمنة عبر الإنترنت. الأمل هو توفير البيانات للمجتمعات.
تقول ناتالي نيلسون ، الأستاذة المساعدة في قسم الهندسة البيولوجية والزراعية: “نتصور أنه ستكون هناك في المستقبل شبكة من هذه الأنواع من الأدوات”. “أنها مجرد بداية.”
طائرة بدون طيار تكتشف النيتروجين
أعضاء طلاب IEEE يي وينت أونغ [left] و Shrawak Shakya من كلية Ohlone يعرضان نظام استشعار يعرض مستويات النيتروجين داخل التربة في الصندوق ومستويات ثاني أكسيد الكربون في الغرفة.شهير علم
أدى التركيز العالي من النيتروجين والغازات الأخرى إلى تقليل أنواع النباتات المحلية والتنوع البيولوجي العام في فريمونت بولاية كاليفورنيا وبيئاتها. يعمل سبعة طلاب من كلية Ohlone وهم جزء من نادي IEEE STEAM (STEM plus Arts) في فريمونت مع اثنين من المتطوعين المجتمعيين لتصميم حل. يستخدم مشروعهم DIANA طائرة بدون طيار للكشف عن تركيزات الغاز في الهواء.
يخطط الفريق لتقديم تقرير نهائي عن نتائجه إلى الصندوق العالمي للحياة البرية.
عندما سئل برياسي شاه ، نائب رئيس IEEE STEAM Club عن الفرق بين الدورات المدرسية ومشروع DIANA ، قال إن العمل المدرسي أقل تفاعلية بكثير.
يقول شاه: “لا تعلمنا دوراتنا عن التطبيقات الواقعية لما نتعلمه”. “عليك أن تخرج وتفعل ذلك بنفسك.”
نظام كهرباء بالطاقة الشمسية لحديقة مجتمعية
في حديقة تشارلز ماديسون نابريت التذكارية في كولومبوس بولاية أوهايو ، دامون نابريت [right] يوضح لأحد المشاركين كيف يعمل FarmBot. ديفيد أ. ديلين
يمثل الوصول إلى المنتجات الطازجة تحديًا في العديد من الأحياء ذات الدخل المنخفض. صمم 35 طالبًا والعديد من أعضاء هيئة التدريس من كلية الهندسة بجامعة ولاية أوهايو في كولومبوس حلاً صديقًا للبيئة. مشروع الحدائق الحضرية للتعليم والزراعة المستدامين عبارة عن حديقة مجتمعية مقاومة للمناخ وتنتج منتجات للمجتمع.
من خلال العمل مع حديقة نابريت التذكارية ومزارع ساوث سايد العائلية ، يستخدم الفريق الكهرباء الشمسية ومياه الأمطار لتقليل الوقت والمال الذي يتم إنفاقه في ري الحديقة.
يتضمن المشروع برنامجًا للتوعية بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) للمدارس المجاورة. للمساعدة في إشراك الطلاب ، كتب فريق ولاية أوهايو دليلًا إرشاديًا حول كيفية إنشاء نسخة طبق الأصل من FarmBot باستخدام مجموعة Lego Mindstorms EV3 القياسية. The FarmBot هو روبوت مفتوح المصدر يميل إلى الخضار. يمكنه زرع البذور والتقاط الأدوات وإزالة الأعشاب الضارة وسقي النباتات.
يقول جوش ويليامز ، أحد طلاب الجامعة العاملين في المشروع: “أثر هذا المشروع على المجتمع ، معظمهم على الأطفال”.
روبوت يزيل القمامة
غالبًا ما توجد القمامة في المسطحات المائية وبالقرب منها ، مما يهدد الحياة البرية وأفراد المجتمع والبيئة العامة. أنشأ ستة طلاب من جامعة ولاية أريزونا ، في تيمبي ، مشروع Lake Litter Solutions. يقوم الفريق ببناء روبوت يمكنه كشط المياه وجمع القمامة منه قبل أن يغرق الحطام. استخدم الفريق معدات النماذج الأولية السريعة لبناء إصدارات متعددة لـ Tempe ، ويأمل في توسيع الحل ليشمل مجتمعات أخرى في منطقة فينيكس.
تقول طالبة الهندسة الميكانيكية ، كيلين ورثينجتون ، إن المشروع منح الطلاب فرصة للعمل مع شريك مجتمعي و “الحصول حقًا على بعض الخبرة العملية”.
“نعتقد أنه يمكن للطلاب إحداث فرق ، وتؤثر هذه التجارب بشكل إيجابي على تعلمهم ، مما يجعل الجيل القادم من المهندسين أقوى وأكثر تعاطفًا وإدراكًا للتأثير الذي يمكن أن يحدثه من خلال التكنولوجيا.”
تقول جيسيكا ماشينو ، وهي تخصص هندسة ميكانيكية أخرى ، إن برنامج EPICS “يساعد في تطبيق الأشياء التي تتعلمها في الفصل الدراسي.”
“سيؤدي هذا المشروع إلى أنظف البحيرات وحدائق أنظف وملاعب غولف أنظف” ، تضيف داكوتا إدواردز ، وهي شركة هندسية ميكانيكية كبرى أخرى تعمل في المشروع.
الملاحم في تأثير IEEE
عمل أكثر من اثني عشر متطوعًا من IEEE مع ثماني جامعات و 132 طالبًا جامعيًا لإكمال EPICS في مشاريع مسابقة IEEE البيئية.
ومن المشاريع الأخرى في المسابقة أنظمة غذائية محلية ، ومحطة ترطيب ، وقياس مستويات النيتروجين في نهر محلي ، وطرق تهوية أفضل لمصايد الأسماك المجتمعية.
بمجرد نشر المشاريع العشرة ، من المتوقع أن يستفيد منها أكثر من 500000 شخص.
EPICS in IEEE هو برنامج يدعمه المانحون من خلال مؤسسة IEEE. يوفر البرنامج التمويل والدعم والإرشاد والرؤية للمشاريع الهندسية في أربع فئات أساسية لتحسين المجتمع: الوصول والقدرات ، والبيئة ، والتعليم والتوعية ، والخدمات البشرية. منذ عام 2009 ، أتاحت EPICS في IEEE لطلاب الجامعات والمدارس الثانوية فرصة العمل مع المهنيين الهندسيين والمنظمات غير الربحية لتطوير حلول مبتكرة تحول المجتمعات في جميع أنحاء العالم.
يقول جيليسبي: “نعتقد أن الطلاب يمكنهم إحداث فرق ، وتؤثر هذه التجارب بشكل إيجابي على تعلمهم ، وتجعل الجيل القادم من المهندسين أقوى وأكثر تعاطفًا ، وإدراكًا للتأثير الذي يمكن أن يحدثه من خلال التكنولوجيا”.
إذا كنت مهتمًا بتقديم اقتراح مشروع أو العمل كموجه ، فيمكنك معرفة المزيد على موقع EPICS في موقع IEEE. للبقاء على اطلاع دائم بكل ما يتعلق بـ EPICS ، قم بالتسجيل في القائمة البريدية الخاصة بها.
