Afogamento é o terceira principal causa de mortes acidentais globalmente, de acordo com a Organização Mundial de Saúde. As mortes impactam desproporcionalmente comunidades de baixa e média renda, cujas praias tendem a não ter salva-vidas devido a fundos limitados. No ano passado 104 afogamentos dos 120 registrados nos Estados Unidos ocorreu em praias sem funcionários.
Isso alimentou o projeto de drones de Angelina Kim. Kim é uma veterana em a escola do bispo em La Jolla, Califórnia. Ela Sistema de Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) Autônomo para Reconhecimento de Riscos Oceânicos e Resgate: Protótipo de VANT de Escoteiro e Resgate projeto foi apresentado em maio na Regeneron’s Feira Internacional de Ciência e Engenharia (ISEF) em Los Angeles.
O projeto Kim ficou em primeiro lugar na edição deste ano Bolsa de estudos do presidente do IEEE competição: um prêmio de US$ 10.000 pagável ao longo de quatro anos de estudo universitário de graduação. Fundação IEEE estabeleceu o prêmio para reconhecer um aluno merecedor cujo projeto demonstra uma compreensão de engenharia elétrica ou eletrônica, ciência da computação ou outro campo de interesse do IEEE. A bolsa é administrada por Atividades educacionais do IEEE.
Kim sempre foi motivada a ajudar os necessitados, especialmente depois que sua mãe ficou doente quando ela period criança.
“Estou determinada a encontrar maneiras de criar uma comunidade mais segura usando a tecnologia durante toda a minha vida”, diz ela. “Percebi que, à medida que me envolvia mais robótica que a tecnologia pode ser usada para proteger as pessoas da minha comunidade.”
Kim e os vencedores das bolsas de estudo que ficaram em segundo e terceiro lugares também receberam uma assinatura estudantil gratuita do IEEE.
Além disso, para marcar o quarto de século da bolsa, o IEEE estabeleceu uma Prêmio de 25º aniversário para homenagear um projeto que provavelmente fará a diferença. Também foi entregue no ISEF.
Drones que pode salvar vidas de nadadores
O sistema de drones autônomos de Angelina Kim, composto por um drone de reconhecimento e um de resgate, tem como objetivo evitar afogamentos em praias sem salva-vidas.Lynn Bowlby
O sistema autônomo de salva-vidas UAV consiste em dois tipos de drones: uma nave de reconhecimento e uma nave de resgate. O drone de reconhecimento inspeciona aproximadamente 1 quilômetro de litoral, tirando fotos e analisando-as para correntes de retornoque pode ser mortal para os nadadores.
O drone de reconhecimento “implementa uma nova versão de deslocamento diferencial de quadro e um novo modelo de risco de profundidade”, diz Kim. O deslocamento compara a imagem anterior com a próxima e observa em que direção uma onda está se movendo. O algoritmo detecta correntes de retorno e, usando o modelo de risco de profundidade, foca em correntes fortes na parte funda — que são mais perigosas. Se o drone de reconhecimento detectar um nadador preso em tal corrente, ele convoca o drone de resgate. Esse drone solta um dispositivo de flutuação equipado com uma corda de elevação e pode puxar o nadador em perigo para a costa, diz Kim.
Os drones de resgate operam com rotores de inclinação e rotação, permitindo que voem em qualquer direção e orientação necessárias.
Kim diz que ficou chocada e em êxtase ao receber o prêmio: “Parecia um sonho se tornando realidade porque o IEEE é a organização da qual sempre quis fazer parte.”
Ela apresentou seu projeto em dois encontros do IEEE este ano: o Conferência Internacional IEEE sobre Controle e Automação e o Conferência Internacional IEEE sobre Controle Automático e Sistemas Inteligentes.
Kim diz que alguns dos obstáculos que ela encontrou em seu projeto a tornaram uma engenheira melhor.
“Se tudo correr perfeitamente, então não haverá muito a aprender”, ela diz. “Mas se você falhar — como acidentalmente voar seu drone na casa dos seus pais, como eu fiz — você terá oportunidades de aprender.”
Ela planeja estudar engenharia elétrica ou mecânica na faculdade. Eventualmente, ela diz, ela gostaria de construir e produzir em massa tecnologias que ajudem comunidades a um baixo custo.
Detecção de dióxido de carbono no solo
O dispositivo Carboflux de Sahiti Bulusu mede e rastreia os níveis de carbono no solo para coletar dados para climatologistas. Lynn Bowlby
Excesso de dióxido de carbono é uma das principais causas do aquecimento world e mudança climáticade acordo com NASA. A queima de combustíveis fósseis é uma fonte importante de dióxido de carbono, mas ele também pode ser liberado do solo.
“As pessoas não contabilizam as grandes quantidades de CO2 que vêm do solo”, segundo colocado Sahiti Busulu diz. “O fluxo de carbono é a taxa na qual o CO2 é trocado entre o solo e a atmosfera e pode ser responsável por 80 por cento da troca líquida de carbono do ecossistema.”
Busulu é um veterano na Base Independente ensino médio em Fremont, Califórnia.
Troca de carbono do ecossistema é a transferência de dióxido de carbono entre a atmosfera e o ambiente físico. Como a troca não é frequentemente contabilizada, há uma lacuna nos dados. Para fornecer informações adicionais, Busula criou a Carboflux Community.
O nó do sensor foi projetado para medir o fluxo aprimorado de CO2 e adicionar ao Rede World de Monitoramento de Ecossistemas. O sistema contém três subunidades principais: uma câmara de fluxo, um conjunto de sensores subterrâneos e um microcontrolador com uma unidade de transmissão de dados. A câmara de fluxo fechada abriga sensores. Quando o CO2 acumula na câmara, o aumento linear na concentração de dióxido de carbono é usado para calcular o fluxo de carbono. A segunda subunidade usa o método do gradiente, que mede o fluxo usando a lei de Fick, observando o CO2 gradiente no solo, e multiplicando-o pelo coeficiente de difusividade do solo. Sensores são colocados no solo em diferentes profundidades para medir o gradiente.
“O Carboflux usa a concentração de gás entre as profundidades para prever qual seria o fluxo de carbono no solo”, diz Bulusu.
O sistema é automatizado e fornece dados em tempo actual por meio de microcontroladores e um modem. O dispositivo estuda o fluxo do solo, tanto acima quanto abaixo do solo, ela diz.
“Pode ser dimensionado native e globalmente”, diz ela, “ajudando a identificar fontes locais de carbono e sumidouros de carbono.” Os dados também podem dar aos cientistas uma perspectiva world em larga escala.
Bulusu teve sua ideia com a ajuda de mentores e professores Helen Dahlke e Elad Levintal.
“Eles me falaram sobre a falta de dados globais sobre o fluxo de carbono e a ideia de uma rede de CO2 sensores de fluxo”, diz Bulusu. “Esses dados são necessários para modelagem climática e estratégias de mitigação.
“Eu não pensei que seria tão apaixonado por um projeto. Eu amo ciência, mas nunca pensei que seria alguém que ficaria sentado na chuva e no frio por horas tentando descobrir um problema. Eu estava tão investido neste projeto, e ele chegou tão longe.”
Bulusu planeja cursar uma graduação em ciência da computação ou ciência ambiental. Seja qual for a área que escolher, ela diz que quer melhorar o meio ambiente com a tecnologia que cria.
Ela recebeu uma bolsa de estudos de US$ 600 por seu projeto.
Comunicação acessível para pacientes com ELA
O Gaze Hyperlink, desenvolvido pela Xiangzhou Solar, usa um aplicativo móvel, câmera e inteligência synthetic para ajudar pessoas com ELA a se comunicarem por meio dos movimentos dos olhos. Lynn Bowlby
Xiangzhou “Jonas” Solar tem se voluntariado para ajudar pessoas com esclerose lateral amiotróficatambém conhecida como doença de Lou Gehrig. Depois que Solar e sua família passaram um tempo ajudando pacientes de ELA e auxiliando cuidadores em Hong Kong e nos Estados Unidos, ele se inspirou para criar um aplicativo móvel para auxiliá-los. Ele é um veterano na Escola Webb da Califórniaem Claremont.
Enquanto period voluntário, ele percebeu que os pacientes com ELA tinham dificuldades de comunicação por causa da doença.
“A ELA danifica os neurônios no corpo, e os pacientes perdem gradualmente a capacidade de andar, mover as mãos e falar”, ele diz. “Meu objetivo com o Gaze Hyperlink period construir um aplicativo móvel que pudesse ajudar os pacientes com ELA a digitar frases usando apenas os olhos e sem assistência externa.”
O aplicativo de smartphone de baixo custo usa reconhecimento de gestos oculares, geração de frases por IA e recursos de conversão de texto em fala para permitir que pessoas com deficiências relacionadas à ELA usem a câmera frontal do telefone para se comunicar.
O Gaze Hyperlink agora funciona em três idiomas: inglês, mandarim e espanhol.
Os gestos oculares dos usuários são mapeados para palavras e pronúncias, e um recurso de previsão da próxima palavra da IA é incorporado.
A paixão de Solar por seu projeto é palpável.
“Meu momento favorito foi quando levei um protótipo do Gaze Hyperlink para um zelador do Associação ALSe eles ficaram muito felizes”, ele diz. “Aquele momento foi realmente emocionante para mim porque eu estava motivado por esses pacientes. Isso me deu uma enorme sensação de realização por finalmente poder ajudá-los.”
Solar recebeu uma bolsa de estudos de US$ 400 por ficar em terceiro lugar.
Ele diz que planeja usar seu conhecimento em engenharia para ajudar pessoas com deficiências. Ele é apaixonado por design e artes visuais também, e diz que espera combiná-los com suas habilidades em engenharia.
O Gaze Hyperlink está disponível através de Google Play.
Uma maneira inclusiva de codificar
O AuralStudio de Abhisek Shah oferece uma maneira para programadores com deficiência visible codificarem usando a linguagem Rattle que ele escreveu, que pode ser lida em voz alta.Lynn Bowlby
O prêmio do 25º aniversário, no valor de US$ 1.000, foi concedido a Abishek Shah, um veterano da Escola Secundária Nível Verdeem Cary, Carolina do Norte
Ano passado, Shah teve um problema temporário de visão, o que tornou olhar para uma tela de computador quase impossível, mesmo por um curto período. Depois disso, enquanto visitava a família na Índia, ele teve an opportunity de interagir com algumas alunas em uma escola para meninas cegas.
Durante suas interações com os alunos, ele diz, percebeu que eles eram determinados e motivados e queriam ser financeiramente independentes. Nenhum deles sequer havia considerado uma carreira em programação de computadores, no entanto, acreditando que isso estava fora dos limites por causa de sua deficiência visible, ele diz.
Ele se perguntou se havia uma solução que pudesse ajudar pessoas cegas a programar.
“Como podemos redesenhar e repensar a maneira como codificamos hoje?”, ele se perguntou antes de criar seu AuralStudio. Ele percebeu que poderia colocar sua paixão por codificação para bom uso e criou um aplicativo de software program para aqueles cujas deficiências visuais são permanentes.
Seu ambiente de desenvolvimento AuralStudio permite que programadores com deficiência visible escrevam, construam, executem e testem protótipos.
“Tudo isso foi criado para ajudar pessoas com deficiência a aprender a programar”, diz Shah.
Ele elimina a necessidade de um teclado e mouse em favor de um controle pad personalizado. Inclui uma opção somente de voz para aqueles que não podem usar as mãos.
O testbed usa Rattle, uma linguagem de programação que Shah criou para ser lida em voz alta, tanto do computador quanto do programador. O AuralStudio também usa dígrafos acíclicos para renderizar o código, tornando-o mais fácil e intuitivo. Shah escreveu um algoritmo de autocorreção de duas partes para evitar que homófonos e homônimos causassem erros. Isso foi feito integrando IA ao aplicativo.
Shah usou as linguagens de programação Ferrugem, C, JavaScripte Pitão. Raspberry Pi period o {hardware} primário.
Ele trabalhou com alunos com deficiência visible desde Escola Governador Morehead de Raleigh, Carolina do Norte, ensinando-lhes noções básicas de programação.
“Os alunos estavam tão ansiosos para aprender”, ele diz. “Ver a ânsia, a coragem e a natureza trabalhadora deles foi tão emocionante e provavelmente a melhor parte deste projeto.”
Shah diz que planeja estudar ciência da computação e negócios.
“Tudo o que eu construir terá como objetivo ultimate melhorar a vida de outras pessoas”, diz ele.