MITの教育用水中ドローン「SeaPerch」シリーズ、深海採掘や熱水噴出孔のデータ収集できる

水中ドローンSeaPerchは、5年生から12年生の生徒に人気の教育ツールだ。水中ドローンSeaPerchの構築と操縦には、さまざまな手作業による製作プロセス、電子工学技術、STEM 概念が関係しする。SeaPerchプログラムを通じて、教育者と生徒は構造、電子工学、水中の力学について学ぶという。

IT SeaGrant教育管理者であり機械工学科 (MechE) の上級講師であるAndrew Bennett氏は次のようにコメントする。

オリジナルのSeaPerchプロジェクトは、 2003年にMIT Sea Grantによって開始された。その後数十年で、このプロジェクトは急速に国内および海外に広がり、活気のあるビルダーコミュニティが生まれた。

現在、RoboNationのリーダーシップの下、SeaPerchは世界中でコンテストを開催し、盛況を続けている。これらのコンテストでは、現実世界の問題に挑戦し、創造的なソリューションを育むのが目的だ。最近のトピックには、深海採掘や熱水噴出孔のデータ収集などがあるという。

2021年からMIT Sea Grantで開発が進められているSeaPerch IIは、ロボット工学と海洋・気候科学の要素を追加することで、元のプログラムを基に構築されている。

中学生や高校生でも達成可能な目標を掲げた「DIY」メーカープロジェクトである。Bennett氏は、SeaPerch IIがセンサー、ロボット工学、気候科学などについてより詳しく学ぶためのわかりやすい道筋を提供することで、さらに大きな影響を与えることを期待しているという。

MITエドガートン・センターのK-12メーカー・チームリーダーで、MIT SeaPerchイニシアチブをBennett氏とともに率いるDiane Brancazio氏は、次のようにコメントする。

SeaPerch IIは、学生や教育者が特定の要望や要件に合わせて教育アドベンチャーを作成できるようにするモジュールファミリだ。

提供されるモジュールには、単独で使用できる圧力および温度感知モジュール、学生がSeaPerchのクローズドループ自動深度制御システムを構築するために使用できる自律モジュール、およびグリッパー、距離センサー、およびバンプセンサーとして構成できるソフトロボット「フィンガー」のレッスンモジュールが含まれている。

基本的なSeaPerchは、3つのモーターとスイッチボックスへのテザーを備えたPVCパイプ構造だ。構築プロセスを通じて、学生は浮力、構造設計、手作業による製作、電気回路について学ぶことができる。

SeaPerch IIは、SeaPerchが最初に考案されたときよりも、より高度で、より安価で、より入手しやすい技術を活用している。Bennett氏によると、SeaPerch IIは、既存のシステムを一切無効にすることなく、元のSeaPerchプログラムを拡張することが目的だという。

機械工学科3年生のティーガン・サリバン氏は、2023年1月にMIT Sea Grantとの学部生研究機会プログラムプロジェクトを通じて初めてこのプロジェクトに参加した。

当初はプロジェクトのソフトロボティクス部分の開発を続けていたが、その後はより一般的な焦点に切り替え、SeaPerch IIのフレーム設計に取り組み、コンポーネントが収まり、安定性が維持されることを確認しました。

その後、彼女はアウトリーチプログラムの運営に協力し、一緒に働いた学生からのフィードバックを受けて設計を修正し、「より頑丈で子供に優しい」ものにしたという。

チームのビジョンは、若者が本物の科学調査やエンジニアリングの課題に取り組む機会を作り、エンジニアリング、科学、水生環境への情熱を育むことだ。MIT Sea Grantは、陸水間通信、塩分および溶存酸素センサー、蛍光計を組み込んだ新しいSeaPerch IIモジュールの開発を続けている。

サリバン氏は、このプログラムがより多くの学生に届き、次世代の問題解決者になるために必要なスキルを教えながら、エンジニアリングに興味を持つきっかけになればと期待しているという。

Brancazio氏は、このプロジェクトが若者に刺激を与え、気候変動問題に取り組む準備を整えることを望んでいると語る。

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