Ingenieros por la Exploración: Empujando las Barreras de Investigación de Campo por el Mundo-Entero
San Diego, CA, June 28, 2012 — "Es una escena graciosa ver un enorme globo moviendose por la calle atado a tierra con un pequeño carrito de control remoto, en momentos parece que éste va a ser izado por los aires por el enorme globo."
Descrito por el Dr. Albert Yu-Min Lin, del programa UC San Diego, National Geographic Society, Engineers for Exploration, este enorme globo no es decoración para una fiesta. Lleva consigo una cámara en una plataforma áerea auto-estabilizadora, capaz de tomar fotografías compuestas de alta-resolución cubriendo una milla o más. La Cámara Globo, junto con el Quad-Copter, el Vehículo Terrestre y la Cámara-Trampa, fueron concebidas, diseñadas y construidas por los estudiantes de ingeniería de UC San Diego que participan en el programa de Ingenieros por la Exploración.
Forjando una asociación única en su tipo entre UC San Diego y la National Geographic Society, le brinda a los estudiantes la oportunidad de ampliar las fronteras en la investigación de campo y exploración por el mundo-entero. Desde la captura de tomas de primates en Camerún, al estudio de las cuencas hidrológicas de San Diego desde el cielo; los estudiantes participan en cada uno de los procesos.
"Este programa fue diseñado como un esfuerzo para unir las habilidades de los estudiantes de ingeniería de UCSD y el talento de aplicaciones no-convencionales en la exploración en el campo," dice Lin. "Y hasta ahorita, hemos tenido un increíble éxito."
Lin es investigador-científico en el Center of Interdisciplinary Science for Art, Architecture, and Archaeology (CISA3), que es una asociación con el UC San Diego Division del California Institute for Telecommunications and Information Technology (Calit2), y la Escuela Jacobs de Ingeniería de la Universidad, y la Division of Arts and Humanities. También es Explorador Emergente de la National Geographic Society. Durante los dos últimos años, ha trabajado en la creación y dirección del programa Engineers for Exploration en conjunto con Ryan Kastner, profesor asociador de Computer Science and Engineering.
Mientras que Lin, Kastner y el investigador-científico fellow Curt Churgers dirigen el programa, el peso del trabajo es hecho por los estudiantes de licenciatura. "Todos los aspecto del programa, son manejados por los estudiantes," dice Lin. "Incluso el website del programa, las filmaciones; someten incluso sus propios presupuestos."
"Si alguien viene con una idea, adelante con ella," explica el estudiante de tercer-año de ingeniería mecánica Radley Angelo, líder del proyecto Quad-Copter. "Cualquier visión que tengamos, la tratamos de llevar a cabo. Albert [Lin] y Ryan [Kastner] son verdaderamente 'manos a la obra.'"
Angelo y su equipo, están diseñando el Quad-Copter, un helicóptero de ocho-hélices equipado para fotografía áerea. Como cualquier otro vehículo diseñado por estudiantes, El Quad-Copter debe ser suficientemente versátil para ser transportado, accionado y operado facilmente en forma remota.
"No es nada más pura teoría -- construimos cosas que luego llevamos al campo," dice Angelo. "Llevamos el helicópter a la mitad-de-la-nada a Mongolia. Estuvimos tres semanas ahí, y todo se despedazó, Pero aún así todavía volaba, aun todo hecho pedazos," nota Angelo.
Las video-conferencias cada tercer semana entre estudiantes e ingenieros de National Geographic en Washington, D.C se llevaban a cabo normalmente. Ahí se discutían cuestiones sobre el diseño y fechas límite, que los estudiantes debían cumplir, obligandolos a trabajar las 24 hrs. del día. Creo que nunca dejamos de cumplir con una de estas fechas. En ocasiones no dormiamos. Este helicóptero es nuestro bebe.
Chris Ward, otro estudiante de ingeniería de tercer-año en UC San Diego, es líder del proyecto de la Cámara con Trampa Inteligente. Ward recuerda como sus trabajos iniciales en la Trampa, lo sacaron de su zona de comfort.
"Se requería de mucha construcción, yo estaba fuera de mi campo, tuve que pasar mucho tiempo en el garage haciendo cosas. Fue una experiencia muy interesante."
Igual que cualquier otro estudiante, Riley Yeakle, estudiante de segundo-grado de ingeniería eléctrica, colabora con Ward, le gusta enfrentar el reto de empezar con nada. "Todo el programa, es sobre construcción de prototipos, y luego hacerlos funcionar. Estoy interesado en el producto-final, donde ves trabajar tu idea inicial."
La Cámara-Trampa, es un sistema de fotografía inteligente de baja-potencia, la cual puede identificar y capturar imágenes de alta-calidad y videos de comportamiento natural de animales en sus habitats.
El equipo, compitió recientemente en la Cornell Cup USA, la cual es una competencia de diseño entre universidades de todo-el-mundo patrocinada por la Corporación Intel, para fomentar la sigueinte generación de inventores de tecnologías insertas. Aunque la Trampa quedó corta de ser uno de los tres finalistas entre un total de 22 equipo; a Ward y a Yeakle se les otorgó una Mención Honorífica por innovación.
La Cámara-Trampa, se ha topado con muchos retos ingenieriles. "Cuando comenzé, estabamos utilizando engranes directos para mover la cámara," recuerda Ward. "Hacía mucho ruido, sonaba como el graznido de cisnes. Esto no funcionaría en el campo ya que iba a ahuyentar a los animales," dice. El equipo decidió utilizar mejor accionar la cámara mediante poleas que la hizó más silenciosa.
Un día, la Cámara Trampa pudiera ser utilizada para observar mamíferos marinos y aves acuatícas en Antártíca. "El Cambio Global está impactando el comportamiento de éstas especies mientras que se adaptan a él, y nos gustaría utilizar nuestro equipo para monitorearlas," dice Ward.
James Strawson, estudiante de ingeniería de cuarto-año en UCSD, liderea el proyecto Engineers' Terrestrial Vehicle. Strawson y su equipo estan bien ocupados construyendo el vehículo autónomo de control-remoto para fotografía terrestre.
Strawson y su equipo deben superar sus propios obstáculos ingenieriles, como el reto de la estabilización de ésta. Inicialmente intentaron activas la suspensión para remover las vibraciones tanto de baja como de alta-frecuencia, pero demandaba mucha energía. Se abocaron luego a un atenuador de vibración que no necesitase tanta energía.
"Los requerimientos de potencia son un asunto principal," dice Strawson. "Tienes que tener un sistema de potencia con muy alta-respuesta, baja inercia y actuador de fuerza-alta. Dado lo pequeño de la escala, es muy difícil cumplir con estas limitaciones.
Cada equipo se aseguar de que su dispositivo sea fácil de operar incluso por novatos. "Amigable al usuario, es algo que siempre cuidamos," remarca Strawson. "Estos son productos de a de veras que van a utilizarse, no solamente vehículos para diversión como hobby en un laboratorio."
Thomas Goehring, estudiante de ingeniería mecánica senior, está a cargo del proyecto de la Cámara Globo, y acaba de regresar de una reunión con los ingenieros de National Geographic. Durante ésta, Goehring presentó los avances de su equipo, mostrando las imágenes con mega-paneo de la líneas de costa de La Jolla.
National Geographic quedó muy impresionado. "Y dijieron: 'No esperabamos que un grupo de estudiantes de ingeniería fueran más allá de nuestras expectativas," dijo Goehring.
Goehring, al igual que otros ingenieros en el programa, describieron "stumbling" como algo muy espontáneo. "El año pasado yo deseaba algo diferente, estaba viviendo con un grupo de amigos, y uno de ellos dijo, 'Oigan, necesitamos un ingeniero mecánico en nuestro proyecto.' Fue un schock porque no tenía idea de algo práctico de ingeniería, pero me dijieron: "Sabes qué? puedes aprender. Estás en el equipo."
Una desventaja de un grupo de desarrollo de ingenierá que trabaja de manera orgánica y espontánea, es la dificultad de encontrar miembros para el equipo dedicados y confiables. "No ayuda cuando alguien se une al proyecto y tres semanas después te encuentras conque no ha hecho nada," dice Goehring.
No obstante, Goehring enfatiza que la dedicación de aquellos miembros que se quedan. "Muchas personas se filtran, pero los que se quedaron , formaron un equipo increíble, han sido terríficos y confiables," dijo.
"Si alguien esta muy emocionado -- aunque no sepa nada -- pero con dedicación y aprendizaje, yo le enseñare," añade Goehring, quien está buscando un líder del equipo que tome la batuta cuando se gradue. "Algunas veces tienes que romperte la cabeza con la computadora, pero te enseña a concentrarte y pensar de forma independiente. Tienes que encontrarle porque no tienes a donde más ir por una respuesta.'
Aquellos estudiantes de ingeniería de UCSD, pueden encontras más detalles sobre el programa de Engineers for Exploration en program website, y se les invita a que asistan a nuestras reuniones semanales en el laboratorio (en el sitio está el calendario.)
By Claire Discenza