يأخذ تعليم الروبوتات الشامل منهجًا عمليًا

بصفتها طالبة هندسة كهربائية في الثمانينيات والتسعينيات، مرت كارلوتا بيري بتجربتين ساعدتا في تشكيل مستقبلها كمعلمة.

أولاً، أثناء دراستها للروبوتات، لم يُسمح لها بالتفاعل معهم. يتذكر بيري قائلاً: “كانت الروبوتات باهظة الثمن، لذلك لم يتمكن الطلاب الجامعيون من لمسها”. “قلت لنفسي، سأقوم بتدريس الهندسة يومًا ما، ولكن بطريقة تمكن الطلاب من لمس الروبوت وبرمجته.”

وقد دفع هذا بيري إلى العمل على التغلب على التفرد الاقتصادي للروبوتات. لكن تجربتها الجامعية التكوينية الثانية تضمنت نوعًا مختلفًا من الإقصاء: كانت بيري واحدة من طلاب الهندسة القلائل الذين كانوا من الإناث أو السود. يقول بيري: “قد تكون في بعض الأحيان تجربة وحيدة”. “التمثيل مهم.”

تعمل بيري الآن أستاذة في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في معهد روز هولمان للتكنولوجيا، حيث يتعلم طلابها عن التفاعلات بين الإنسان والروبوت والروبوتات المتنقلة باستخدام الروبوتات الفعلية.

تعمل بيري على أول روبوت نموذجي مفتوح المصدر ومطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد، LilyBot، مع طلاب هندسة روز هولمان، موراري سرينيفاسان (يسار) وجوشيا ماكجي (يمين). بريان كانتويل / معهد روز هولمان للتكنولوجيا

تعمل أيضًا على دعم الأشخاص الملونين في الهندسة. بعد ما يقرب من ثلاثة عقود من تخرجها، أدركت بيري أنه لم يتم إحراز تقدم يذكر عندما سمعت طلاب الدراسات العليا من النساء السود يصفون شعورهم بالعزلة والتهميش خلال مؤتمر هندسي عبر الإنترنت في عام 2020. وتقول بيري: “كان هذا بالضبط ما شعرت به قبل 30 عامًا”، مشيرة إلى أنه اليوم فقط حوالي 30 عامًا. 8 بالمائة من مهندسي الإلكترونيات هم من النساء وحوالي 5 بالمائة هم من السود. “لقد حان الوقت لتغيير شيء ما.”

طريق بيري للتدريس

عندما كانت طفلة في ناشفيل، تفوقت بيري في المدرسة – وخاصة الرياضيات – واعتقدت أنها ستصبح معلمة رياضيات. لكن في المدرسة الثانوية، اقترح أحد معلميها أن تفكر بيري في الهندسة، نظرًا لدرجاتها القوية في كل من الرياضيات والعلوم. تتذكر قائلة: “لم أكن أعرف حقًا من هو المهندس”. “لم أكن أعرف أحداً كان مهندساً.” بعد التعرف على المهنة في إحدى المكتبات، قرر بيري دراسة الهندسة والرياضيات في الكلية. في عام 1993، حصلت بيري على درجة البكالوريوس في الهندسة الكهربائية من معهد جورجيا للتكنولوجيا كجزء من برنامج درجة مزدوجة مع كلية سبيلمان، حيث حصلت على درجة البكالوريوس في الرياضيات في عام 1992.

بعد حصولها على درجة البكالوريوس، عملت بيري كمهندسة تحكم في شركة Ford Motor Company، حيث قامت ببرمجة الروبوتات الصناعية لخطوط التجميع، لكنها وجدت نفسها تتوق إلى الاستجابة لرسالتها الحقيقية كمعلمة. لذلك، عادت إلى المجال الأكاديمي وحصلت على درجة الماجستير في الهندسة الكهربائية وأنظمة التحكم في جامعة واين ستيت في عام 1996. ومع ذلك، بعد أن كانت مثقلة بديون القروض الطلابية، قبلت بيري بعد ذلك منصبًا كمهندس تحكم في شركة ديترويت إديسون. وتقول: “لقد استمتعت حقًا بالعمل ولكني أدركت مرة أخرى أنني لم أكن أفعل ما كان من المفترض أن أفعله”.

وبعد عام في ديترويت إديسون، غادرت البلاد سعيًا للحصول على درجة الدكتوراه. حصلت بيري على درجة الدكتوراه في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر، والتي حصلت عليها من جامعة فاندربيلت في عام 2003. كطالبة دراسات عليا، قامت بيري بالتدريس في مدرسة تقنية – ووجدت نفسها أخيرًا على المسار الوظيفي الصحيح: “أردت دائمًا أن أكون معلمة”.

تحول نحو التوعية

ترجع بيري عملها في مجال التوعية المجتمعية إلى لحظتين محوريتين أخريين في حياتها المهنية: في عام 2018، أصبحت أستاذة متفرغة في جامعة روز هولمان، وفي عام 2020، أصبحت كرسيًا موهوبًا في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر. تقول بيري إن فترة عملها ومنصبها في Rose-Hulman مكنتها من متابعة العمل الذي يجمع اهتماماتها البحثية والتدريسية والخدمية معًا.

تأمل بيري في دعم النساء ذوات البشرة الملونة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) من خلال المناسبات العامة. هنا، تجلس مع الطالبتين ليز فرانسوا وجاني جيلوس، وكلاهما عضوتان في فرع روز هولمان بالجمعية الوطنية للمهندسين السود.متحف جريفين للعلوم والصناعة

“باعتباري أستاذًا جامعيًا، لا داعي للقلق من أن شخصًا ما قد يفكر في ذلك [outreach] وتقول: “أنا لا أهتم بعملي بقدر أهمية عملي الفني في مجال الروبوتات. وعندما أقدم التعليم للطلاب والمجتمع، فإن هذا أيضًا جزء من بحثي وخدمتي”. بالنسبة لبيري، البحث والخدمة ليسا مجالين منفصلين ولكنهما متشابكان: يتضمن بحثها تصميم روبوتات متنقلة مفتوحة المصدر ومنخفضة التكلفة لتعزيز تعليم الروبوتات الأكثر شمولاً.

منذ عام 2020، ساعد بيري في تغيير كيفية تدريس الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر وفهمها. لقد قامت بتدريس الروبوتات العملية والتفاعلية ليس فقط لطلابها في روز هولمان ولكن أيضًا للأطفال والكبار في جميع أنحاء البلاد. كانت بيري تأخذ الروبوتات الخاصة بها، كما تقول، “إلى الشوارع”.

تعرض بيري وتناقش الروبوتات ذات العجلات المفتوحة المصدر والمطبوعة ثلاثية الأبعاد في المدارس والمكتبات والمتاحف والأماكن المجتمعية الأخرى. يتراوح جمهورها من الأطفال الذين تبلغ أعمارهم بضع سنوات فقط إلى المعلمين البالغين الذين يتعلمون عن الروبوتات من بيري حتى يتمكنوا من تدريس الموضوع لطلابهم. لنشر الكلمة حول الروبوتات والعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، أصبحت بيري أيضًا نشطة على وسائل التواصل الاجتماعي، وتغلبت على انطوائها الفطري، لأن “الظهور مهم”، على حد تعبيرها.

يقول نيكي مانيون، مدير برنامج التوعية التعليمية في روز هولمان والذي يتعاون مع بيري في ورش عمل التطوير المهني للمعلمين، إن بيري دائمًا “يُمكن الوصول إليه وجذاب للغاية” مع أي جمهور.

يقول بيري: “يجب أن أذهب إلى حيث يوجد الناس”. “أضع الروبوتات أمام الأشخاص المهمشين تاريخيًا والذين لا يستطيعون عادةً الوصول إلى هذه التقنيات.”

في الصيف الماضي، على سبيل المثال، شاركت بيري روبوتاتها مع الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين ثلاث إلى عشر سنوات في عشرات الفروع التابعة لمكتبة إنديانابوليس العامة. لفهم الركائز الثلاث الأساسية للروبوتات – الإحساس والتخطيط والتصرف – تعلم الأطفال كيف تستخدم الروبوتات السونار والميكروفون ومكبر الصوت من أجل الرؤية والسمع والتحدث. ومن الجدير بالذكر أنه في نهاية كل عرض تقديمي، كان على الأطفال اللعب والتفاعل مع الروبوتات.

في العام الماضي، وكجزء من مبادرة جمعية IEEE التعليمية، جلبت بيري الروبوتات الخاصة بها إلى الشوارع على مستوى العالم. بعد أن تلقى طلاب الدراسات العليا في دول مثل كوستاريكا والنيجر وأوغندا قطعًا عبر البريد، أظهر لهم بيري أساسيات بناء الروبوتات وبرمجتها.

المجتمع عبر الإنترنت والكتابة

وتقول إن بيري لم تبدأ رحلتها التربوية بمفردها. وفي عام 2020، شاركت في تأسيس Black in Engineering وBlack in Robotics – وهي جزء من شبكة Black in X التي تضم أكثر من 80 منظمة تدعم عمل المحترفين السود في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. بالنسبة لبيري، ليس من قبيل الصدفة ظهور Black in X في وقت مبكر من الوباء. وتقول: “كان هناك الكثير من الأشياء السيئة بشأن الوباء، ولكن لأننا كنا جميعًا في المنزل وعلى وسائل التواصل الاجتماعي، تمكنا من التواصل والعثور على بعضنا البعض وتشكيل هذه المنظمات التي، بعد مرور خمس سنوات، لا تزال مستمرة”.

إن نقطة تحولها المهنية نحو المزيد من الخدمة الموجهة نحو المجتمع أدت إلى حصولها على العديد من الأوسمة، وتقول: “عندها بدأت في الحصول على هذه الجوائز التي لم يتم التفكير فيها من قبل”. في عام 2023، منحت جمعية IEEE للروبوتات والأتمتة بيري جائزة التدريس الجامعي المرموقة لمساهماتها في تعليم الروبوتات متعددة التخصصات والقيادة في تنويع العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. وقد تم الاعتراف بها أيضًا من قبل جمعية المهندسات وAnitaB.org.

تساعد كتب الأطفال، مثل السلسلة التي كتبها بيري، في جذب اهتمام الأطفال بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM).تمرد مضاء

علاوة على جهودها في مجال التوعية والعمل المجتمعي، تجد بيري وقتًا لكتابة كتب للأطفال، وهو عمل له جذوره أيضًا في الوباء. خلال ذلك الوقت، استيقظت بيري من حلم وتذكرت فقط عنوان كتاب للأطفال كانت تعلم أنه يتعين عليها كتابته: هناك روبوت في خزانتي. أنتج الكتاب سلسلة، والتي تضم أبطالًا أطفال يتعلمون كيفية برمجة الروبوتات وتطوير مهاراتهم في حل المشكلات. (يكتب بيري أيضًا عن موضوعات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM). روايات رومانسية للبالغين تحت الاسم المستعار كارلوتا أرديل. البطلة حهو كتاب الجحيم المرتفعتقول بيري، إنها تعاني من توقعات التوفيق بين العمل والحياة بشكل لا تشوبه شائبة، وهو توقع يقع بشكل أكبر على عاتق النساء، كما ترى.)

تقول بيري إنه بينما تعمل على الموازنة بين اهتماماتها الشخصية والمهنية العديدة، فإنها تحافظ على سعيها الواضح لتحقيق مهمتها المهنية: مساعدة الأشخاص من خلفيات متنوعة “على رؤية أنفسهم ليس فقط كمستهلكين للتكنولوجيا، بل كمبدعين لها”.