ロボットは学生を科学技術分野のキャリアへと導くことができるのでしょうか？メリッサ・ジャワハルラルさんはそう考え、それを証明するためにロボットキットを製作しました。
中学1年生の頃からロボット作りをしてきた21歳の機械エンジニアは、19歳の妹ラバニャと一緒にこのキットを開発した。シャーシがギリシャ文字の「パイ」の形をしていることから、二人はこのキットを「Pi-Bot」と名付けた。
ロサンゼルスの南カリフォルニア大学卒業生のジャワハルラルさんによると、学生時代にロボットを作ったことで、エンジニアとしてのキャリアを追求するために必要な問題解決能力と批判的思考力を身につけたという。
ジャワハルラールさんは、Pi-Botを通じて、より多くの学生が科学、技術、工学、数学の分野でのキャリアを考えるきっかけを作ろうとしています。姉妹はKickstarterキャンペーンを開始し、Pi-Botキットを製造して学校向けに販売するために7万ドルの資金を集めています。姉妹はカリフォルニア州ポモナでロボット教育会社「STEM Center USA」を経営しています。
「ロボット工学は、これらすべてを結びつける素晴らしい方法です」と、ジャワハルラル氏は、ロボットを使うことで生徒が身につけられるスキルについて語った。「Pi-Botは手頃な価格で、個別対応でき、そして何よりも、生徒にとって組み立ててプログラミングするのが楽しいのです。」
大手IT企業もロボット工学への投資を開始しています。Googleは最近、複数のロボット企業を買収し、AmazonはKiva Systemsを7億7500万ドルで買収しました。また、CEOのジェフ・ベゾス氏は、空飛ぶドローンを使って荷物を配達するというアイデアを提唱しました。
こうした動きは、大きな公共政策の推進によりSTEM（科学、技術、工学、数学）教育が前面に押し出されたのと同時に起きている。
インテルの戦略イニシアチブおよび計画担当ディレクターのバーバラ・マカリスター氏は、ロボット工学のような実践的な科学プログラムは、高校卒業後もずっとSTEM分野の学問を追求する生徒に良い影響を与えることができると述べた。
「素晴らしいアイデアだと思いますし、彼らの大成功を心から願っています。生徒たちに創作や制作の機会を与えると、魔法のようなことが起こります。生徒たちは本来好奇心旺盛です。彼らの興味を引き出せば、教育は必ず実現するのです」とマカリスター氏は語った。
試験機関ACTが今月初めに発表した調査によると、米国の高校卒業生のうち、STEM関連の職業に興味を示したのは10人に1人だけだった。
STEM分野で活躍する女性ロールモデルを募集
ローラースケートロボット「パソスボット」を開発したニューヨークのハードウェア開発者アリシア・ギブ氏は、STEM分野では女性の割合が低いため、男性中心の分野で女性のロールモデルが現れれば大きな影響が出るだろうと述べた。
フリッカー パトスボット
「ロボットを作ったりエンジニアになれるロールモデルとして尊敬できる女性が教室にいることは本当に重要です」とギブ氏は語った。
フォレスター・リサーチのシニアアナリスト、アンソニー・マレン氏は、教室で物理的なコンピューティング体験を提供することで、生徒たちは今後10年間でコンピューティングとインターネットサービスがいかに普及していくかに対応できる準備ができるだろうと述べた。
「このプログラムは、自動化の可能性について生徒たちの想像力を刺激し、人間と機械の関係についての見解を養い、卒業後に需要が高まるであろう『新しいエンジニアリング』の実践的な経験を彼らに与えるでしょう」とマレン氏は述べた。
Pi-Bot を使う学生は、距離センサーや光センサーの助けを借りて直線的に移動したり、自律的に迷路を進んだりするロボットを作ることができるようになる、とこのキットを使っているカリフォルニア州立工科大学ポモナ校の機械工学教授、ジョン・キャフリー氏は言う。
「Pi-Botをプログラムして、光の検知、音への反応、モーターの速度制御など、やりたいことを実行できるようになると、子どもたちはとてもワクワクします」と彼は言います。「こうした創造性が芽生えれば、数学や科学を学ぶ意欲も湧いてくるでしょう。」
ジャワハルラールズSTEMセンターは、過去2年間、米国とインドで数千人の学生にロボット工学の教育を提供してきました。Pi-Botのプロトタイプは授業での使用を想定して開発されました。これらのロボットは、インタラクティブな電子オブジェクトや環境を構築するためのハードウェアとソフトウェアで構成されるオープンソースの電子プロトタイピングプラットフォームであるArduinoを使って学生によって作成されています。
動く価格
Kickstarterキャンペーンで全額の資金調達に成功すれば、Pi-Botキットの価格は100ドル未満になる予定で、これはVexの学校向けキット（399.99ドルから）や、レゴのTetrix Education Base Set（599.95ドルから）といった有名メーカーのキットよりも安価です。ジャワハルラール一家は、十分な資金を調達することを決意しています。
レゴ レゴの Tetrix 教育基本セット。
「キックスターターが成功しなかった場合は、引き続き資金調達をするつもりです」とメリッサ・ジャワハルラール氏は語った。
Arduino や Arduino 派生製品を使用した Pi-Bot に似た基本的なロボットキットは存在するが、提案されている価格は競争力があるとギブ氏は述べた。
「価格の高騰は、多くの学生や学区をロボット市場から締め出しています。現在入手可能なものよりも安価なものは、経済状況に関わらずより多くの子供たちがロボットを作れるようにするために、画期的で重要なのです」とギブ氏は述べた。
Pi-Botキットには、アクリル製シャーシ、マイクロコントローラー搭載ボード、USBケーブル、ホイール、ギアボックス、センサー、LED、抵抗器、ジャンパー、ワイヤーセット、単三電池4本ホルダーなどの部品が含まれています。最初のキットは6月に出荷される予定です。
アーティストのアディー・ワーゲンクネヒト氏は、Pi-Bot を、彼女が共同開発したオープンソースのハードウェア カッター Lasersaur に例えました。Lasersaur は、現在入手可能な代替品の数分の 1 のコストで開発されました。
「学生だった私たちは、法外に高価なマシンを使いたかったんです。だから、他の人も使えるように自分たちでマシンを作ったんです」とワーゲンクネヒトさんは言います。
Pi-Bot で Arduino を使用するのは良い動きで、使用と複製が簡単になる、と Wagenknecht 氏は言う。
「学生たちと仕事をする中で、最も成功するプロジェクトは、少なくとも基礎を学んでいる段階では、部品が最小限でプログラミングが簡単であることが必要だと分かりました」とワーゲンクネヒト氏は語った。
Pi-Botは基本的な入門キットとして開発されているとジャワハルラール氏は述べた。ロボットはスナップオン式のロボットアームを使って電球を点灯させるようにプログラムできるが、若い生徒にとっては多層的なコードを書くのが難しいだろうとジャワハルラール氏は述べた。
「導入時は、カメラとロボットアームを備えたロボットに500ドルを費やすかどうか迷います。私たちはこれを製品ラインにまで拡大していく予定です」とジャワハルラル氏は述べた。
