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工程在机器人和飞行中的职业生涯

经过Leslie Langnau.|5月5日,2021年

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几年前,1979年,Ella Atkins是第一批参加约翰霍普金斯大学SMPY计划的学生之一,该计划于1971年开始。在这个计划中,她将研究数学。来自约翰霍普金斯的毕业生被分配给她作为导师。

阿特金斯说:“在我们之间进行的非常非正式的通信中,他提供了一些资料,让我有机会探索各种选择。”有些作业是关于数学和科学,有些是关于工程,包括航空航天。当我读到这些时,我喜欢飞机的外观。”

阿特金斯在西弗吉尼亚州的一个小型农村社区长大,在她的房子里有一个战斗机训练。她喜欢看飞机飞过头顶。她也受美国国家航空航天局空间计划的影响。

“我不知道我是否真的把宇航员列为我职业生涯的第一名。我更感兴趣的是设计宇宙飞船,让别人驾驶它们,”她说。

Atkins现在是密歇根大学航空航天工程教授 - 也是机器人学院教师的核心成员。目前,她正处于一岁的休假,作为柯林斯航天的技术研究员,现在是雷神的一部分。她是IEEE和AIAA,航空和航天集团的高级会员。

她的本科和硕士学位是麻省理工学院的AeroAstro(航空航天)。在她的硕士研究中,她从事空间机器人的研究。然后她进入航空航天行业工作了三年。

“你在太空机器人中学的一件事,”她说:“是电子产品和软件是你正在做的事情的巨大部分。机械系统支持电子产品和软件。这样知识让我想要更多的计算机科学基础知识。“

所以,她在密歇根大学的计算机科学和工程中获得了博士学位。

把东西拆开
曾经好奇,阿特金斯倾向于将事情分开,看看他们是如何工作的。一件事特别脱颖而出:炸弹芭比娃娃。

“我不在乎他们的看法,我关心他们的双腿如何连接。所以,我会把所有的碎片和零件从它们中拿走,我斩首它们并取下手臂和腿。这让我的家人感到沮丧;他们以为我是非常破坏性的。我试图向他们解释我是弄清楚他们的工作原理。“

然而,这种经验导致她研究机器人,特别是在太空中使用的机器人臂。

“零重力是一个大问题。如果您有重力,那么当您向侧面抬起手臂时,在机器人的每个接头中需要一定量的强度以抵抗每个件的重量。在太空中,你不需要。If you look at a robot arm on Earth (NASA Goddard might have one that emulates what was on the space shuttle in the space station) you’ll find that they have to put pulleys and counterweights on the arm because it can’t hold itself up, but that’s not the goal,” she said.

“在空间中存在额外的挑战 - 例如,当一部分移动时,整个单位移动。因此,如果机器人手臂正在为卫星提供服务,则当您移动手臂时,航天器在响应中移动,因为没有接地。[加],空间的条件是如此苛刻。真空,寒冷,温度变化从阳光下变成地球的阴影,例如,轨道时。而且你必须携带所有的能量,没有塞到墙壁中以充电它,“阿特金斯说。

工程挑战
作为问题解决者,工程师们喜欢挑战,因为这是一个学习新东西的机会。阿特金斯对问题一旦解决,就“完蛋”的观念提出了挑战

在学术界,许多工程挑战的学生或教授写作并不总是这样做。解释了阿特金斯,这很难被“完成”作为研究人员。您可能已经开发了一个证明,分析或算法,您写了它,但您没有完成。

阿特金斯给出的一个例子涉及无人机的自主性。阿特金斯和她的一些学生一直致力于自主飞行,分析如何使用多架四轮直升机来保持有效载荷。其中一个目标是让一个人通过推动有效载荷来引导它。

“如果您在人类旁边携带的有效载荷,则这是一个自然的触觉界面。在波多黎各飓风灾难之后,我们开始了这个项目。我们看到坐在码头上的供应,因为道路被封锁,“她说。“人们正在喝水污染水,他们没有足够的食物或药物,等等。用医学,有效载荷通常很小。用水,你实际上需要携带一个非常沉重的有效载荷,以便到你想要去的地方。“

“我们看着携带某些东西的概念,这可能是某个24包的塑料水瓶。我们看看我们是否可以拥有许多Quadcopters并将它们连接到有效载荷,而不是有大型螺旋桨的大型车辆。有了这个,你有冗余,一个Quadcopter可能会失败,其余的仍然可以携带它并拖动它,它不会崩溃。

“我们寻找一种方法来指导直升机,无需查看手机或笔记本电脑。因为现实是,你不希望紧急服务工作者用他们的头看着一台笔记本电脑。因此,我们探讨了推Quadcopters的想法。您可以指导一个,直到它离开拥挤的区域,然后它可以自行移动到所需的区域。我认为无人驾驶飞机的下一个大事将是小版本。与最佳的小无人机,机动性和稳定性相结合了最佳机器人。

阿特金斯和她的一个学生一起做一个最近的项目。

“If you think about any particular domain and ask the question, such as lifting something that’s relatively small off the ground and carry it somewhere, the functions of cutting, grasping, releasing, attaching, carrying a tool, and so on are the same problems we had many years ago with space robotics. The ability to do something dexterous with manipulation in space is now appearing with unmanned aircraft.”

急什么?
由于工程师知道,当谈到产品设计时,您通常可以实现至少两个的三个因素:您可以快速拥有它,您可以廉价,或者您可以拥有高质量。大多数工程师发现他们的老板挑选 - 快速上市。因此,工程师必须处理急救产品到市场的压力。有时匆忙几乎没有后果。其他时候,匆忙的产品变成了新闻报道。

“在软件领域,我们提供测试版软件。很多时候,软件进入了社区,他们大多学会了接受软件的问题,因为我们想要最新的东西。好吧,如果这是一个测试版的电子游戏,谁在乎呢?对吗?失败是令人兴奋的。

“如果它在特斯拉车辆的自动化中的软件,那就不幸的是,我们看到崩溃,因为在它实际证明自己之前,该软件已经赶到车辆。这是一个beta版本。我不是说特斯拉比很多新公司都更糟糕。我只是说他们是一个选择将早期软件系统置于乘用车中的公司的一个例子,以便他们可以从中收集数据。他们有手册,说'警告,这不是测试良好的软件。不要相信自动驾驶仪。总是坐在那里随着警惕,用手转过轮子,准备好了。“但人们并不总是倾听这些指示。他们并不总是阅读这些指示。

“所以,这是一个问题'那么好吗?'Tesla应该能够在路上把这样的产品置吗?我们有不同的政府标准 - 现实是,安全不卖。我一直如此沮丧。在我的整个职业生涯中,我想做研究,试图让事情更安全。自主权,不要使Wiz-Bang小玩意更高效或更凉爽,但要使它更加安全。而现实是,客户不买安全,他们买酷东西。如果政府设定最低标准,那么公司和客户在那些最低标准之后。这是一种感知,即该水平就足够了。

“这里有两个问题。一个是,有急于市场问题吗?在这种情况下,你无法真正推动一个人是完美的。我们犯了错误。因此,需要足够的人,足够的时间,并且足够的测试来找到这些错误。公司的政策是什么并不重要,必须有那个时间和努力。

“另一方面,这些急于上市的事情之所以会发生,其中一个原因是我们的运行速度快于我们能够赶上的标准。例如,我不会为波音公司辩护。737MAX显然有一些问题,但我们也把波音公司放在了聚光灯下。而不知何故,许多其他公司都在顺势而过,却从未真正为这些十字准星而发挥作用。我并不是说一家公司比另一家好,而是很多公司都争相上市。”

处理多样性
在过去几年中,多样性问题已经达到了公司讨论的最前沿。作为教授,阿特金斯仍然经常在课堂上看到多样性挑战。但她也看到了进步。

“今天,我们仍然在教室和实验室里遇到女学生和少数民族学生的问题。代表性不足的学生往往被忽视。作为一名教师,你必须努力工作,确保你为那些学生辩护,你顺道说,‘我认为这个学生有一个好主意。我听说了一些事情。“然后你和他们谈话,每个人都会说,‘好吧,教授在和他们谈话,所以也许我们应该听听。’

“我很高兴看到大学在学生领导的群体中提高了大学的活动水平。密歇根州有一群学生,称为黑人研究生。他们不仅相互支持,而且他们在与搜索委员会的教师一起参与院长,在院长委员会等等,他们正在发挥更积极的作用。

“我认为这对一个通常可能无意中被边缘化的团体真的很好,以便在他们有足够的权威的位置,难以使他们不符合他们。我们还有在过去几年中形成的航空和航天组织的妇女,而不仅仅是在密歇根州,而且是许多其他地方。在会议上,我会说15%到20%的技术参加者是女性。很高兴看到一个足够有信心的小组。

说到自信,以及多样性,女工程师们仍在与社会对她们的期望作斗争。阿特金斯讲述了她如何处理期望的故事。

当阿特金斯年轻时,她“丢失了积分”而不是穿着社会对一个年轻女性应该如何看待的期望。所以,她进行了实验。

“我第一次玩游戏时,我在采访麻省理工学院时。所以,这是我玩的游戏。我实际上知道如何佩戴化妆。我会修理我的头发,穿着化妆和花哨的衣服。

“当我掌握硕士学位时,我正在接受工作岗位,我有超过八个采访。我非常有信心我要至少得到几件事。其中一半,我展示了化妆和花式头发和漂亮的衣服和高跟鞋。另一半,我看起来像是今天看起来,头发勉强梳理,休闲,也许不太休闲,但不花幻觉。我收到了对我没有'打扮'的每个职位的采访,但是当我化妆时没有收到任何现场面试或工作。那个经历教会了我一些事情 - 这对花时间看起来很好看起来很好看,我从来没有在我的职业生涯中佩戴化妆,因为它更容易,“她说。

正如阿特金斯所说,女性工程师不需要遵从某些关于女性工程师是什么的观念。他们只需要做自己,专注于对工程的热爱。


申请依据:工程女性


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