Forscher der UT und der US-Armee replizieren die Realität

Ein MINT-Anreicherungscamp an der University of Texas in Austin brachte kürzlich Mittelschüler mit technischen Mentoren aus der Gemeinde sowie Forschern der Universität und der US-Armee zusammen, die komplexe nationale Sicherheitsprobleme lösen. Sie lernten durch eine hochmoderne Robotikdemonstration etwas über die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, programmierten kleine Fahrzeuge für eine autonome Navigationsherausforderung und bauten und testeten Drohnenprototypen.

Zwei Kohorten von Schülern der 7. bis 9. Klasse aus ganz Zentral-Texas besuchten das Camp „Gains in the Education of Mathematics and Science“ (GEMS) auf dem JJ Pickle Research Campus der UT in Nord-Austin, um zu erfahren, wie es wäre, eine Karriere in einem MINT-Bereich anzustreben. Den Schülern wurden technische Grundlagen mit Schwerpunkt auf KI und additiver Fertigung vermittelt und sie arbeiteten an Teamprojekten unter der Leitung eines örtlichen MINT-Pädagogen und High-School-Mentoren.

Spotlight-Präsentationen von Fachexperten der Universität und der Armee wurden durch erlebnisorientierte Aktivitäten wie eine Demonstration modernster Technologie ergänzt, an der Forscher der UT und der Armee gemeinsam arbeiten. Darüber hinaus stellte das Girl Scouts FIRST Robotics Competition Team, The Lady Cans, Robotertechnologie vor, die es für einen nationalen Wettbewerb entwickelt hatte.

GEMS ist ein von der US-Armee gesponsertes Sommerprogramm zur Vertiefung der MINT-Fächer für Schüler der Mittel- und Oberstufe, das in teilnehmenden Forschungslaboren und Ingenieurzentren der US-Armee stattfindet. Unter der Leitung des US Army Combat Capabilities Development Command Army Research Laboratory South (DEVCOM ARLSouth) und des Army Futures Command besteht die Mission des Programms darin, junge Menschen früh genug für MINT-Berufe zu interessieren, damit sie die entsprechende akademische Ausbildung erhalten können. Das gebührenfreie Programm richtet sich an Studierende mit historisch unterversorgten und unterrepräsentierten Hintergründen im Hochschulbereich.

Das GEMS-Programm basiert auf einem multidisziplinären Lehrplan, der sich auf alters- und klassengerechte praktische MINT-Aktivitäten in Bereichen wie Naturwissenschaften, Ingenieurwesen, Mathematik, Informatik, biomedizinische Wissenschaften, Chemie und Biologie konzentriert.

„GEMS ist nicht nur ein MINT-Camp – es ist eine transformative Erfahrung, und wir streben danach, die nächste Generation von Innovatoren und Veränderern zu inspirieren“, sagte Corine Romero, Leiterin des GEMS-Sommercamps. „Durch praktische Experimente und spannende Aktivitäten tauchen unsere Camper in eine Welt voller Entdeckungen und kritischem Denken ein.“

In der ersten Woche des Camps programmierten die Schüler mithilfe der Python-Sprache ihre eigenen selbstfahrenden AutoAuto-Autos und beobachteten den Betrieb eines großen autonomen Fahrzeugs. Nach der Teilnahme an einem Sicherheitstraining versammelten sich die Camper im Freien, wo Forscher von Texas Robotics, dem Zentrum für Robotikaktivitäten an der UT, eine Demonstration mit einem robusten 6×6-Fuß-Roboter, dem Hunter WOLF, vorführten. Sie erfuhren von den realen Herausforderungen, die mit KI-Fahrzeugen verbunden sind, und von der Leistung, die für den Betrieb eines unbemannten Fahrzeugs erforderlich ist. Die Forscher ermutigten die Mittelschüler, die Komplexität technologischer Kompromisse zu berücksichtigen und Fragen zum Fahrzeug und seinem Betrieb zu stellen.

„Ich bin froh, dass wir die Gelegenheit hatten, das immense Potenzial dieser jungen Studenten kennenzulernen“, sagte Blake Anderson, Forscher und Demoleiter bei Texas Robotics. „Durch die Weitergabe der bahnbrechenden Forschungsergebnisse unserer Universität hoffen wir, sie zu einer MINT-Ausbildung und letztendlich zu einer Karriere in der wissenschaftlichen Forschung zu inspirieren. Wenn sie einen Einblick in unsere Forschung und die spannenden Kooperationsprojekte erhalten, die wir mit Institutionen wie der US-Armee durchführen, bekommen sie ein Gefühl dafür, wie ihre Leidenschaft für die Wissenschaft in reale Anwendungen und wirkungsvolle Beiträge für die Gesellschaft umgesetzt werden kann.“

In der zweiten Woche des Camps konzentrierten sich die Studenten auf additive Fertigung, Physik und den Einsatz von Ingenieurssoftware und 3D-Druckern, um sie beim Projektdesign von Minikatapulten zu unterstützen. Später arbeiteten sie in Teams an der Entwicklung maßgeschneiderter Drohnensysteme, unterstützt von Maschinenbauingenieuren von eVe Vehicles. Beim Zusammenbau der Drohnen-Prototypen lernten die Schüler aus erster Hand, wie alle Teile eines Quadrocopters mit vier Propellern zusammenarbeiten und wie sie für den Flug kalibriert sind. Nachdem sie viele Stunden mit der Fehlersuche verbracht hatten, waren ihre Quadrocopter endlich in der Luft, gesteuert von technischen Mentoren, die Branchentipps und -tricks weitergaben.

Ein weiteres Ziel des GEMS-Sommerprogramms besteht darin, ehrenamtlichen Lehrern Tools zur Verfügung zu stellen, die ihre Lehrpläne im Klassenzimmer verbessern und die Camp-Teilnehmer für MINT-Fächer zu begeistern und so eine Reihe von Bildungs- und Karrieremöglichkeiten zu schaffen. Ehemalige GEMS-Camper können als Oberstufenschüler zu Near-Peer-Mentoren werden. In diesem Jahr kehrten vier Camp-Alumni aus ganz Texas zurück, um als Mentoren zu fungieren und Unterricht und Unterstützung zu geben, was dazu beitrug, ihre eigene Sicht auf MINT-Karrieren zu erweitern.

„Die MINT-Gemeinschaft an der Universität und darüber hinaus denkt ständig darüber nach, ihre Reichweite zu erweitern, um noch mehr Studenten für technische Berufe zu gewinnen“, sagte Shannon Strank, stellvertretende Direktorin des Center for Electromechanics der UT und Leiterin des GEMS-Sommercamps. Strank ist außerdem ARL South Deputy und überwacht die gemeinsamen Forschungsbemühungen in der Region.

„Ich bin stolz auf das, was wir in den letzten Jahren im GEMS-Camp erreicht haben und wie unser Outreach-Netzwerk wächst“, sagte Strank. „Wir nutzen Ressourcen, indem wir mit Organisationen in Austin zusammenarbeiten und die Arbeit der Armee und unserer erstklassigen Forschungsuniversität teilen können. Es gibt nichts Schöneres, als zuzusehen, wie zukünftige Innovatoren ein Gefühl dafür bekommen, wie es ist, in einem technischen Team zu arbeiten und gemeinsam Probleme zu lösen.“

Medienkontakt

UniversitätskommunikationE-Mail: [email protected] Telefon: (512) 471-3151