O campo da mecatrônica é multidisciplinar e interdisciplinar, ocupando a intersecção de sistemas mecânicos, eletrônicos, controles e ciência da computação.
Engenheiros mecatrônicos trabalham em uma variedade de indústrias – da exploração espacial à fabricação de semicondutores e design de produtos – e se especializam no design e desenvolvimento integrados de sistemas inteligentes. Para alunos que desejam aprender mecatrônica, pode ser uma surpresa que uma das ferramentas de ensino mais poderosas disponíveis para o assunto seja simplesmente uma caneta e um pedaço de papel.
“Os alunos precisam ser capazes de resolver as coisas em um pedaço de papel, fazer esboços e anotar cálculos importantes para serem criativos”, diz o professor de engenharia mecânica do MIT David Trumper, que leciona a classe 2.737 (Mecatrônica) desde que se juntou ao corpo docente do Instituto no início dos anos 1990. O assunto é engenharia elétrica e mecânica combinadas, ele diz, mas mais do que qualquer outra coisa, é design.
“Se você só faz eletrônica, mas não tem ideia de como fazer as partes mecânicas funcionarem, não consegue encontrar soluções realmente criativas. Você tem que ver maneiras de resolver problemas em diferentes domínios”, diz Trumper. “Os alunos do MIT tendem a ter visto muita matemática e muita teoria. A parte prática é realmente crítica para construir esse conjunto de habilidades; com experiências práticas, eles serão mais capazes de imaginar como outras coisas podem funcionar quando estiverem projetando-as.”
Audrey Cui ’24, agora uma estudante de pós-graduação em engenharia elétrica e ciência da computação, confirma que Trumper “realmente enfatiza a capacidade de fazer cálculos de trás do guardanapo”. Essa simplicidade é por design, e o pensamento crítico que ela promove é essencial para designers iniciantes.
“Sentado atrás de um terminal de computador, você está usando alguma ferramenta existente no sistema de menu e não pensando criativamente”, diz Trumper. “Para ver as compensações e tirar a desordem do seu pensamento, ajuda trabalhar com uma ferramenta realmente simples – um pedaço de papel e, esperançosamente, canetas multicoloridas para codificar as coisas – você pode projetar muito mais criativamente do que se estivesse preso atrás de uma tela. A capacidade de esboçar coisas é muito importante.”
Trumper estuda mecatrônica de precisão, amplamente, com um interesse particular em sistemas mecatrônicos para resoluções exigentes. Exemplos incluem projetos que empregam levitação magnética, motores lineares para conduzir a fabricação de precisão para semicondutores e controle de atitude de espaçonaves. Seu trabalho também explora tornos, aplicações de fresamento e até plataformas de bioengenharia.
A aula 2.737, oferecida a cada dois anos, é baseada em laboratório. Esboços e conceitos ganham vida em experiências focadas, projetadas para expor os alunos aos princípios-chave de forma prática e são muito informadas pelo que Trumper considerou importante em sua pesquisa. As explorações de laboratório de duas semanas variam do controle de um motor à avaliação de balanças eletrônicas e sistemas de isolamento de vibração construídos em um alto-falante. Em um ano, os alunos construíram um microscópio de força atômica funcional.
“O toque e a sensação de como as coisas realmente funcionam são muito importantes”, diz Trumper. “Como designer, você precisa ser capaz de imaginar. Se você pensa em alguma nova configuração de um motor, precisa imaginar como ele funcionaria e vê-lo funcionando, para que possa fazer iterações de design em seu espaço imaginado – para tornar isso real, é necessário que você tenha experiência com a coisa real.”
Ele diz que seu antigo colega falecido, Woodie Flowers SM ’68, MEng ’71, PhD ’73, costumava chamar isso de “executar o filme”. Trumper explica: “uma vez que você tem a imagem em sua mente, você pode imaginar mais facilmente o que está acontecendo com o problema – o que está esquentando, onde está o estresse, o que eu gosto e não gosto neste design. Se você pode fazer isso com um pedaço de papel e sua imaginação, agora você projeta coisas novas de forma bastante criativa”.
Flowers era o Professor Emérito Pappalardo de Engenharia Mecânica na época de sua morte em outubro de 2019. Ele é lembrado por abordagens pioneiras à educação e foi fundamental na formação da abordagem prática do MIT para a educação em design de engenharia.
A classe 2.737 tende a atrair alunos que gostam de projetar e construir suas próprias coisas. “Quero pessoas que estão se tornando geeks de hardware”, diz Trumper, rindo. “E digo isso com amor”. Ele diz que seu objetivo mais importante para esta aula é que os alunos aprendam ferramentas reais que eles acharão úteis daqui a alguns anos em suas próprias pesquisas ou práticas de engenharia.
“Ser capaz de ver como várias peças se encaixam e criam um sistema de trabalho completo é realmente fortalecedor para mim como um aspirante a engenheiro”, diz Cui.
Para o colega da 2.737, Zach Francis, o curso ofereceu bases para o futuro junto com um vínculo significativo com o passado. “Esta aula me lembrou do que eu gosto na engenharia. Você olha para ela quando é criança e pensa ‘isso parece mágica!’ e então, como adulto, você pode fazer isso. É a coisa mais próxima que já estive de um mago, e eu gosto muito disso.”
Publicado em 06/09/2024 12h57
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