Es ist den Menschen gelungen, den Planeten zu dominieren, weil sie Werkzeuge verwenden konnten. Werkzeuge, die von einem innovativen Ansatz für reale Probleme inspiriert waren, führten zur Technologie, und bald konnten wir gigantische Aufgaben schneller und mit hoher Präzision erledigen.
STEM war die Grundlage dafür. Die Welt ist mit modernen Kommunikationssystemen und dem Internet in Reichweite. Die Nanotechnologie, der 3D-Druck und die künstliche Intelligenz haben unsere Welt so viel komfortabler, sicherer und bequemer gemacht.
Unter Hunderttausenden von Menschen, die unermüdlich daran arbeiten, die Technologie weiterzuentwickeln, präsentieren wir hier 13 wegweisende Studenten und ihre Beiträge, die darauf abzielen, diese Welt zu einem besseren Ort zu machen.
Tyler Gragg - 3D-gedruckte Roboterhand
Die diesjährige Honors Learning Experience der Kennesaw State University wurde durch die Präsentation von a 3D gedruckte Roboterhand das die Aktion der Hand des Benutzers nachahmt. Die Roboterhand wurde von einem wegweisenden Ingenieurstudenten Tyler Gragg entworfen und entwickelt, der im Mechatronik-Haupt- und Ehrenprogramm eingeschrieben ist.
Tyler verwendete eine scheinbar einfache Konfiguration von Arduino-Mikrocontroller und Flex-Sensoren die Servomotoren in einer 3D-gedruckten Hand anweisen, die Bewegung des Benutzers widerzuspiegeln.
Gragg interessiert sich auch für autonome Unterwasserfahrzeuge und hat eine Position im AUV-Team des College inne. Er strebt an, Forschungsprofessor zu werden und sein Studium auf dem Gebiet der Mechatronik fortzusetzen.
Team CERO-Tool für Weltraumspaziergänge
Ryan Gomez führte Team CERO entwarf einen Prototyp eines Kabelbinders als Teil von Micro-g NExT-Herausforderungen der NASA .
Team CERO ein Akronym - Cutting, Extraction and Retention Operations - basierend auf dem Werkzeugdesign hat ein stiftförmiges Gerät entwickelt, mit dem Kabelbinder geschnitten und aufbewahrt werden können. Das Gerät ist mit sperrigen Handschuhen kompatibel und arbeitet mit der manuellen Kraft einer Hand. Das Gerät ist für die Verwendung auf Weltraumspaziergängen durch Astronauten vorgesehen.
Die anderen Mitglieder des Teams sind Daniel Vasek, Maria Gonzalez, Sean Palmer, Francesca Liso und James Philippi. Kabelbinder befindet sich in der Testphase und wenn alles gut läuft, kann das Tool in zukünftigen NASA-Missionen verwendet werden.
Skylar Jordan - Maschine zum Extrahieren von Wasser vom Mars
NASA-Wissenschaftler erforschen den Mars für die Besiedlung durch Menschen und ein Team junger Ingenieurstudenten der University of Tennessee hilft ihnen beim Graben des unterirdischen Eises.
UT's 'Dies ist kein Drill'-Team ist Finalist bei der NASA und NIA hat die Mars Ice Challenge von RASC-AL organisiert. Sie hatten die Möglichkeit, eine Sonde zum Bohren und Schmelzen von Eis auf dem Mars zu entwickeln. Das wegweisende Ingenieurteam unter der Leitung von Skylar Jordan besteht hauptsächlich aus Luft- und Raumfahrt sowie MaschinenbauStudenten, die eines Tages Teil der NASA sein möchten.
Das Team löst eine echte technische Anwendung und ihre Lösung kann Teil der Eroberung des Mars durch die NASA sein.
Ondřej Vocílka - 3D-gedruckte Augenprothese
Die weltweit hergestellten Augenprothesen bestehen aus Glas oder Acryl und sehen nicht annähernd echt aus. Außerdem sind sie recht teuer und brauchen Stunden, um hergestellt zu werden.
Ondřej Vocílka Ein wegweisender Maschinenbauingenieur, der in VUT Brno studiert, revolutionierte den Prozess, indem er 3D-Drucker zur Entwicklung von Augenprothesen verwendete. Vocilka selbst leidet an einer Augenbehinderung.
Er scannte vorhandene Prothesen und druckte sie mit Fotopolymermaterial. Er verwendete die PolyJet-Technologie, um Prothesenfarben und -texturen zu verleihen.
Die 3D gedruckte Prothese ist kostengünstig und sogar einfach herzustellen. Ondřej Vocílka wurde geehrt mit Bosch Award für seine Leistung .
Jonathan Claussen - Waschbare Elektronik
Jonathan Claussen, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der Iowa State University, und sein Forscherteam haben mit der Produktion einen Durchbruch in der Nanotechnologie erzielt wasserabweisende Elektronik .
Claussen und sein Team verwendeten Graphen - einen starken Wärme- und Stromleiter - als Tinte, um Schaltkreise über flexible Druckoberflächen zu drucken. Sie entwickelten einen Schnellpulslaser zur Behandlung von Graphen und ließen die Druckoberfläche unversehrt.
Ziel ist es, tragbare und waschbare Elektronik herzustellen, die gegen Biofouling und Flecken resistent ist. Claussen ist auch an der Entwicklung beteiligt. nanostrukturierte Materialien für medizinische Anwendungen.
Shriya Srinivasan-Amputationschirurgie für Prothetik
Der junge Doktorand am Harvard-MIT Health Sciences & Technology konzentriert sich auf die Entdeckung neuer Techniken für Amputationschirurgie Dies hilft Patienten, ihre Prothese mit nativen neuronalen Signalen zu steuern.
Shriya erforscht auch Techniken zur Beschleunigung und Verbesserung der neuralen Regeneration. Sie hat die Wirksamkeit von Chemotherapeutika auch während ihres Bachelor-Studiums untersucht.
Shriya wurde mit dem Presidential Fellowship und vielen anderen Auszeichnungen für ihren wegweisenden Beitrag auf dem Gebiet der Medizintechnik ausgezeichnet.
Andrey Vyatskikh - 3D-Druck von nanoskaligen Metallstrukturen
Die jüngste Leistung von Julia Greer und ihrem Schüler Andrey Vyatskikh bei Caltech kann als einer der größten Durchbrüche in der additiven Fertigung bezeichnet werden.
Verschiedene Arten von Polymeren und anderen Materialien wurden lange Zeit in 3D gedruckt, bei Metallstrukturen jedoch nicht. Die Größe von nanoskaliger Metalldruck wurde auf etwa 60 Mikrometer beschränkt.
Andrey band organische Liganden an Metall und bildete mit Metall ein dichtes flüssiges Harz. Dieses Harz erzeugte bei Behandlung mit einem Laser nanoskalige Metallstrukturen.
Diese Technologie kann dazu beitragen, sehr kleine Strukturen zu schaffen, die eine verbesserte mechanische Elastizität, Lichteinfang und andere faszinierende Eigenschaften aufweisen.
Avishek Biswas - Spezialchip für KI auf Smartphones
Die Implementierung neuronaler Netzwerksysteme in Smartphones war aufgrund des hohen Stromverbrauchs ineffizient. Die Spracherkennungs- und Gesichtserkennungsprogramme sind die Hauptursache für den erhöhten Stromverbrauch in Ihren Smartphones.
Ein wegweisender Ingenieurstudent vom MIT Avishek Biswas nahm die Herausforderung an und entwickelte eine innovative Lösung. Er implementierte Punktproduktfunktionalität im Speicher, um die vorherrschende Methode der Datenübertragung in Chips zu transformieren.
Dies führte zu einer höheren Rechengeschwindigkeit und sehr geringer Stromverbrauch . Biswas 'Design wurde von Technologiegiganten wie IBM gelobt.
Marjorie Pickard - SmartShirt zur Regulierung von schwerem Heben
Student der Universität von Rhode Island Marjorie Pickard und ihr Team hat ein SmartShirt entwickelt, um eine falsche Hubhaltung zu erkennen. Das SmartShirt ist eine eng anliegende Baumwollmischung, die mit Sensoren ausgestattet ist, die die Bewegung von Wirbelsäule und Schulter anzeigen.
Die Sensoren senden Signale an einen Mikrocontroller, die die Bewegung analysieren und das Ergebnis einer Smartphone-Anwendung anzeigen. Die Smartshirt soll von Gewichthebern und Fabrikarbeitern verwendet werden, um das Verletzungsrisiko zu verringern.
Das SmartShirt wurde für die Weiterentwicklung der Verwendung von tragbarer Elektronik und IoT gelobt.
Koray Aydin-Inverse Designed Broadband Metadevices
Ein Team von Studenten und Professoren der Northwestern University für Elektrotechnik und Informatik schlug eine revolutionäre Technologie vor, die weitreichende Auswirkungen auf Telekommunikation, Verteidigung, Konsumgüter und viele andere Bereiche haben kann.
Das Team hat sich beworben Prinzipien des inversen Designs für den 3D-Druck und die Erstellung hocheffizienter Breitband-Metadevices bei Millimeterwellenfrequenzen. Das Team behauptet, dass ihre Technologie die nächste große Sache bei der Herstellung elektromagnetischer Geräte ist.
Maria Gerardi - 3D-gedruckte Handprothese
Hailey Dawson, ein 7-jähriges Mädchen, hatte die Möglichkeit, das Eröffnungsfeld der World Series auch ohne rechte Hand zu werfen. Dies wurde von Maria Gerardi, einer UNLV-Studentin, ermöglicht, die eine 3D-gedruckte Prothese für das kleine Mädchen.
Die von Maria entwickelte Prothese verwendet keine Elektronik, sondern arbeitet mit dem bloßen Biegen und Zusammenziehen der unentwickelten Hand des Benutzers. Die Handprothese kann leicht Gegenstände greifen und halten.
Maria plant, die Hand anspruchsvoller zu machen, damit sie komplexere Aufgaben wie das Schreiben ausführen kann.
Tianli Zhou - Design von Vehicle Sharing Networks
Zhou arbeitet daran, ein besseres zu entwerfen Vehicle-Sharing-Netzwerk für ein nachhaltiges Verkehrssystem. Er sieht ein Fahrzeug-Sharing-Netzwerk vor, das das öffentliche Verkehrssystem ersetzen und auch zu einem Rückgang von Autos in Privatbesitz führen kann.
Er ist Doktorand in Bau- und Umweltingenieurwesen am MIT. Zhou sammelte die Daten zur Fahrzeugfreigabe mit Hilfe von Zipcar ein führender Carsharing-Dienst und entwickelte Algorithmen, um die gemeinsame Nutzung von Fahrzeugen komfortabler zu gestalten.
Er behauptet, dass optimierte Carsharing-Dienste nicht nur dazu beitragen, dass Menschen schneller und sicherer pendeln, sondern auch den Umweltschutz fördern.
Michael Strano-Glowing Nanobionic Plants
Ein MIT-Professor Michael Strano zusammen mit seinem Team ließ Pflanzen leuchten. In einer sehr charmanten Demonstration präsentierte Strano beleuchtete Brunnenkresse-Pflanzen. Er implantierte Luciferase Das Enzym Glühwürmchen leuchtet mit Hilfe von Millionen von Nanopartikeln, die den Pflanzen zugeführt werden, in Pflanzen.
Strano erklärt, dass Pflanzen ein Energiekraftwerk sind und diese Energie das Enzym antreibt und zum Leuchten bringt. Diese Technik kann bei jeder Art von Pflanze angewendet werden und mit der richtigen Partikelkonzentration kann eine erhebliche Menge Licht erzeugt werden. Strano stellt sich das Leuchten vorPflanzen als Quelle für Innen- und Straßenbeleuchtung in naher Zukunft.