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卡耐基·梅隆大學“飛躍”暑期項目2015

來源:aaa作者:北美購房網(wǎng)時間:2015/3/4

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“飛躍”項目教學生些什么呢?
 
學生在設(shè)計和搭建機器人過程中可以學習數(shù)學、自然科學、工程設(shè)計和物理學。學生在使用工業(yè)標準的軟件和硬件時,將涉及數(shù)學、物理、化學、幾何學、三角學、電子學、規(guī)劃設(shè)計、計算機控制、工程機械、工業(yè)設(shè)計等科學知識。他們在團隊合作學會妥協(xié)。他們懂得了管理時間和資源的重要性。他們還將引入系統(tǒng)和系統(tǒng)分析的概念。機器人創(chuàng)新教育開發(fā)了學生與工作相關(guān)的以下能力:時間管理;資源分配;團隊合作;信息采集;系統(tǒng)分析;設(shè)計與工程。
 
 
卡耐基·梅隆大學是NASA航空航天科研任務的主要承制單位之一,機器人研究所從事過自動駛車、月球探測步行機器人,單輪陀螺式滾動探測機器人,無人地面戰(zhàn)車(UGCV),空間機器人等的研究。
 
 
機器人技術(shù)為什么重要呢?
 
我們?nèi)粘I钪袘玫募夹g(shù)都在過去的十年里發(fā)展起來的。唯一不變的是變化,呈指數(shù)的變化改變著我們周圍的世界。如果你象我們一樣相信是科學家和技術(shù)專家擁有對你未來生活最大的影響,你將發(fā)現(xiàn)機器人教育正好可以做到這些。女孩子們象男孩子一樣發(fā)現(xiàn)在設(shè)計、搭建機器人和給機器人編程中的快樂。機器人技術(shù)使學生感受到現(xiàn)代技術(shù)的魅力。我們希望我們所激發(fā)影響的學生能創(chuàng)造出我們未來生活所必需的技術(shù)。
 
 
 
卡耐基·梅隆大學(Carnegie Mellon University),簡稱CMU,坐落在賓夕法尼亞州的匹茲堡(Pittsburgh),是一所享譽世界的私立頂級研究型大學,由鋼鐵大王兼慈善家安德魯·卡耐基于1990年創(chuàng)建,該校擁有全美頂級計算機學院和戲劇學校,其藝術(shù)學校、商學院、工學院以及公共管理學院也都在全美名列前茅。該校吸引了來自全美50個州以及世界各國的人才,共有18名諾貝爾獎獲得者、11名圖靈獎獲得者、94名艾美獎獲得者、3名奧斯卡獎獲得者以及4名托尼獎獲得者?突·梅隆大學尤其在計算機科學專業(yè)排名全美第一,機器人領(lǐng)域處于公認的世界領(lǐng)先地位,是美國最早授予機器人方向博士學位的大學。該校扎起空間機器人方面的研究有很長的歷史,是美國航空航天局(NASA)科研任務的主要研發(fā)單位之一,其計算機學院下屬的機器人研究所從事過自動駕駛、月球探測步行機器人、單輪陀螺式滾動探測機器人等的研究。同時,卡耐基·梅隆大學還被公認為是將機器人應用于教育的先驅(qū)。
 
卡耐基·梅隆大學計算機學院的飛躍(Leap)項目始于1991年,每年夏季為高中生以及優(yōu)秀初中生提供計算機和機器人方面的暑期培訓課程,旨在通過上課以及教師演講,引導學生發(fā)現(xiàn)計算機科學的激動人心之處及其帶來的無限可能。學生們可以接觸到計算機研究領(lǐng)域的最前沿知識,使自己對此專業(yè)的理解向前“飛躍”,還能在活動期間制作自己的機器人項目。通過暑期項目,學生可以和世界頂級知名科學家進行探討和互動,同時動手打造屬于自己的機器人項目。自2013年起,卡耐基梅隆大學專門為中國學生量身打造了為期2周的飛躍課程項目(Robotics Feiyue)。學習,食宿都在大學校園內(nèi),使學生能體會原汁原味的美國名校課堂和大學生活。表現(xiàn)優(yōu)異的學生還將獲得美方教授親自撰寫的推薦信,為將來申請美國大學添色。課程能讓學生深入了解計算機和機器人領(lǐng)域的最新動態(tài),明確自己今后的學習目標和方向。相信你一定會和往屆學生一樣,在卡耐基·梅隆大學度過一個難忘的夏天。
 
 
David Kohanbash   機器人研究所高級研究程序員
 
研究方向:控制、場地和太空機器人、系統(tǒng)工程學、傳感器、發(fā)表的學術(shù)論文包括《用于監(jiān)控和灌溉的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計》、《下一代監(jiān)控和控制硬件開發(fā)》、《小型NFT系統(tǒng)的自動機器人》等。
 
George A.Kantor     機器人研究所系統(tǒng)科學家、飛躍項目主管
 
喬治·坎特先生從美國馬里蘭大學獲得博士學位之后,一直在卡耐基·梅隆大學機器人研究所從事科研和教學工作,并致力于針對青少年的機器人培訓,擔任卡耐基·梅隆大學所輔導的匹茲堡女子中學生FIRST機器人比賽團隊的負責人。他目前的研究領(lǐng)域?qū)W⒂陂_發(fā)能夠駕駛、平衡和游泳的機器人,應用于農(nóng)業(yè)、采礦和勘探。他的研究重心是系統(tǒng)的控制和估測,使用數(shù)學方法來理解特定系統(tǒng)的物理表現(xiàn),并由此生成用于控制或估測的算法,比如解決不穩(wěn)定機器人的平衡問題、估測無人駕駛車輛的位置等。
 
Alex Long   機器人研究所工程師   
 
研究方向:模擬火星環(huán)境中的機器人活動、用于小型營養(yǎng)膜技術(shù)的自動機器人、利用定位成像反饋系統(tǒng)機器人實現(xiàn)水培裝置的自動化。
 
 
SYLLABUS
 
1.機器人制作班(暫定2015年7月20-31日):學習如何使用常用技術(shù)和材料來制作機器人并對其進行編程。課程將從設(shè)計、編程、電子學等幾個方面來介紹機器人制作的核心原理。機械領(lǐng)域:學習如何使用Solidworks(3DCAD)進行機械設(shè)計,掌握如何在激光切割機上根據(jù)繪圖制作塑料模具,并學會組裝馬達和傳感器。電子學領(lǐng)域:學習基本電路理論、基本傳感器(如編碼器、電位計、距離傳感器、色彩傳感器、聲音傳感器、攝像頭等)的物理學原理,以及線路連接以實現(xiàn)供電和運算。編程領(lǐng)域:講授編程原理、ArduinoC以及如果編寫程序來解讀傳感器并驅(qū)動馬達。最后每4-5名學生組成一個小組,綜合運用這些知識制作小型機器人,解決制定任務。兩周的課程包括每天上午的理論授課和下午在CMU機器人研究所實驗室中進行的動手操作環(huán)節(jié)。課程第二周,各組將設(shè)計并制作機器人在最后一天進行比賽。參加本課程無需機器人制作經(jīng)驗,不過如果在編程和CAD繪圖方面有一定背景知識將有所幫助。
 
2.高級機器人班(暫定2015年7月20-31日):這是一個機器人概念和規(guī)劃課程,學習高級機器人編程技能,尤其是如何編寫程序用于行動機器人的自動控制,并在真正的機器人平臺上植入程序來完成任務。在機器人觀念方面,將講授在平地上使用Kinect等傳感器(攝像頭和距離圖像)探測并繪制障礙物地圖的算法。在規(guī)劃方面,將講授在特定障礙物地圖下規(guī)劃無障礙路勁的算法。學生還將學習ROS框架并用它來整合概念和規(guī)劃,讓一個真正的機器人能夠執(zhí)行動作。兩周課程由上午的理論學習和下午在CMU計算機房以及機器人實驗室中的操作環(huán)節(jié)組成。第一周:在計算機房操作并在機器人模擬器上實踐;第二周;在CMU機器人實驗室中給真正的機器人植入程序。學生將和導師一起定義機器人的任務。第二周的大部分時間將用于編寫任務代碼并對機器人進行測試。最后一天,學生將提交報告并進行演示。本課程為高級班,需要有全面的C++和面向目標編程知識。
 
 
4.FRC(FIRST  Robotics Competition)高級課程項目(暫定2015年7月20-31日):本班是FIRST機器人競賽FRC的速成課程,針對FRC賽隊的學生以及想要深入了解該賽事的教師。授課內(nèi)容既有技術(shù)方面的,也包括非技術(shù)性的其他知識。在技術(shù)層面,講講授如何連接FRC控制系統(tǒng)、如何使用Java對其進行編程;機器人架構(gòu)方法和動力傳動系統(tǒng)、變速箱的機械制作模塊及其固定;FRC常用傳感器的操作原理,包括慣性傳感器、攝像頭、編碼器、限位開關(guān)等。學生將從本課程中學習到如何編寫程序來從這些傳感器中收集數(shù)據(jù),并將其用于機器人的操作。在非技術(shù)層面,講討論成功執(zhí)行團隊項目的要素,包括FRC機器人競賽的目標設(shè)定、組織、項目管理、有效溝通等。學生將和來自匹茲堡當?shù)氐拿绹袑W生FRC賽對一起學習和交流。在課程第二周,每組學生將制作一個機器人,并在賽場內(nèi)和其他FRC機器人進行比賽。
 
鋼鐵女孩FRC女子中學生機器人賽隊(FIRST Team 3504)“鋼鐵女孩”(Girls of Steel)女子中學生機器人賽隊于2010年成立,24名隊員來自匹茲堡市15所中學,在卡耐基·梅隆大學機器人研究所的指導下開展活動并參加FIRST比賽。該隊首次參加FIRST FRC系列比賽,就贏得了匹茲堡賽區(qū)和華盛頓賽區(qū)的全明星新賽隊大獎,并闖入在圣·路易斯舉行的決賽。之后兩年,該隊都連續(xù)贏得地區(qū)賽、獲得多個獎項并闖入決賽。
 
 
 
 
SUMMARY AND HIGHLIGHTS
 
項目時間(暫定):學習時間為每工作日早晨9點至下午5點,周末及晚間安排課余活動
 
1.     機器人制作班(2015年7月20日-7月31日)
 
2.     高級機器人制作班(2015年7月20日-7月31日)
 
3.     FRC高級班(2015年7月20日-7月31日)
 
 
 
l 上午:授課內(nèi)容包括數(shù)學理論和計算機科學的方方面面
 
l 中午:學生有90分鐘午餐和休息時間,可以進行游戲和社交
 
l 下午:學生分組就機器人的設(shè)計、機械、電子、編程等各司其職制作機器人。每個小組都配有專門老師和美國大學生助理,同時將和匹茲堡本地中學生機器人小組成員一起活動。
 
l 在課程的最后,每3-4名學生組成一個小組,分頭設(shè)計并建造一個小型機器人來解決一個任務,并在各組的機器人之間進行競賽。
 
l 課余:美方組織了豐富的校園活動,包括觀看棒球比賽、郊游遠足、公園燒烤、露天電影、冰激凌派對等活動,和美國同齡人充分交流接觸。
 
項目特色:
 
l 學生在美國計算機專業(yè)排名第一的卡耐基·梅隆大學計算機學院課堂學習
 
l 由卡耐基·梅隆大學計算機學院教授親自授課
 
l 理論與實踐相結(jié)合,學生將在教授指導下學習機器人理論并動手制造機器人
 
l 食宿都在卡耐基梅隆大學宿舍,體會原汁原味的名校生活
 
l 課程能讓學生深入了解計算機和機器人領(lǐng)域的最新動態(tài),明確自己今后的學習目標和方向
 
 
 
就學步驟指南
 
我們將會:
 
n       協(xié)助你獲得課程就讀資格并申請赴美簽證
 
n       設(shè)置您的課程安排,幫助您入住學校宿舍
 
n       為您介紹卡耐基梅隆大學、機器人實驗室、各種活動和令人激動的匹茲堡市
 
項目時間:2015年7月-8月
 
項目費用:人民幣48000元,包括往返飛機票,卡耐基梅隆大學授課費、機器人課程制作費用、材料費,在美期間的食宿和交通瀏覽費、保險費、簽證費。不包括中國國內(nèi)段的旅游費用和學生額外消費的支出。
 
申請步驟:
 
步驟一:提交預報名申請表格,發(fā)郵件到Info@CMUFeiyue.org索取表格
 
步驟二:申請者在收到“飛躍”項目委員會發(fā)出的錄取通知書及項目協(xié)議書的十個工作日內(nèi)交付全額項目費用,我們將代預約美領(lǐng)館簽證申請及辦理流程。(如果因為簽證拒簽,或者因不可抗力原因?qū)е聦W員無法參加,在接到通知后五日內(nèi)全額退還項目費)
 
步驟三:申請交納項目費用后,應進行面簽資料準備。我們會通知你面簽所需的文件資料
 
步驟四:申請者取得簽證后,應進行赴美出行前準備,閱讀“飛躍”項目相關(guān)資料及學校通知

 

 

 

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