Educator Days São Paulo, 04 de novembro de National Instruments

Transcrição

1 Educator Days 2015 São Paulo, 04 de novembro de 2015 National Instruments

2 Enfocando os grandes desafios de engenharia Bhavesh Mistry Gerente do Programa Acadêmico - América Latina e Canada

3 Por que o mundo precisa mudar? Fonte: Wikipedia

4 Por que o mundo precisa mudar?

5 A crescente classe média

6 Existe energia suficiente? Fonte: US Energy Information Administration, 2013

7 Mudanças climáticas A fim de ter a melhor mudança para limitar o aquecimento devido a gases de efeito estufa a 2 C: Ao menos metade do fornecimento de energia do mundo terá de vir de fontes de baixa emissão de carbono, como as energias renováveis e nuclear, até 2050 [4x níveis atuais] Fonte: UN Intergovernmental Panel on Climate Change, April 2014

8 Propagação de doença Estudos mostram que os casos de câncer deverão crescer 57% em todo o mundo nos próximos 20 anos Tendências em urbanização, a migração e as viagens internacionais estão mudando os padrões de doenças transmissíveis Fonte: World Cancer Report, WHO, 2014

9 Grandes desafios da engenharia Segundo a National Academy of Engineering Avançar a tecnologia na saúde Desenvolver instrumentos para a ciência Engenharia reversa do cérebro humano Geração de energia a partir da fusão Criando medicamentos melhores Proporcionar acesso a água potável Melhorar a realidade virtual Recuperação e melhoria da infra-estrutura urbana Reduzir as emissões de carbono Avanço ao ensino personalizado Baratear o custo da energia solar Prevenção contra terror nuclear Segurança do ciberespaço Gerenciar o ciclo de nitrogênio

10 Conectar as redes inteligentes de energia elétrica

11 Acelerar as pesquisas médicas

12 Geração de energia a partir de fusão

13 Criar combustíveis alternativos

14 CERN Large Hadron Collider Maior acelerador de partículas do mundo

15 CERN Large Hadron Collider Maior acelerador de partículas do mundo

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17 Sistema Hadron para tratamento de câncer

18 Sistema Hadron para tratamento de câncer Imagem Cortesia da CNAO

19 O mundo precisa de mais engenheiros!

20 The US is Falling Behind

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22 A jornada de um estudante de engenharia Em uma artigo recente da ASEE, Mark Matthews ressaltou uma pesquisa que afirma que dos alunos matriculados no curso de engenharia 40-50% desistem ou mudam de curso Os dois primeiros anos são essenciais para a permanência do aluno e o eventual sucesso. Os cursos com palestras, em geral, mostraram-se menos eficientes do que a aprendizagem ativa.

23 National Instruments Nossa missão Equipamos engenheiros e cientistas com sistemas que aceleram a produtividade, inovação e descoberta.

24 National Instruments Nossos clientes Fabricação Avançada Aeroespacial e Defesa Eletrônica de Consumo Wireless Energia Transporte

25 Programa acadêmico da National Instruments Mais de 200 Instituições que usam o LabVIEW em mais de 30 países Mais de salas de aula que usam as ferramentas da NI para aprendizagem prática Mais de 100 livros didáticos em mais de 25 idiomas Mais de 240 mil alunos que usam a arquitetura LabVIEW RIO aplicada à robótica Mais de empresas que usam as ferramentas da NI para solucionar grandes desafios Mais de 125 elementos de ecossistema da NI e de terceiros

26 Preparação Aprendendo a tocar o xilofone

27 Preparação Aprendendo a ser um engenheiro

28 Uma abordagem progressiva para a educação tecnológica FAÇA ENGENHARIA DO JARDIM DE INFÂNCIA À ENGENHARIA ESPACIAL

29 Uma abordagem progressiva para a educação tecnológica Ensino fundamental FAÇA ENGENHARIA DO JARDIM DE INFÂNCIA À ENGENHARIA ESPACIAL

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31 Uma abordagem progressiva para a educação tecnológica Ensino fundamental Ensino m édio FAÇA ENGENHARIA DO JARDIM DE INFÂNCIA À ENGENHARIA ESPACIAL

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33 Os efeitos da FIRST Robotics Competitions Um estudo independente foi realizado pela Brandeis University em 2006, para ver o efeito da FIRST Robotics nos alunos. Com base nos resultados, eles descobriram que dos estudantes envolvidos na FIRST: 99% Finalizaram o ensino médio 89% Seguiram para uma universidade 3x Mais provável de escolherem engenharia como graduação

34 Uma abordagem progressiva para a educação tecnológica Ensino fundamental Ensino médio Graduação FAÇA ENGENHARIA DO JARDIM DE INFÂNCIA À ENGENHARIA ESPACIAL

35 Quanser NI Educator Days São Paulo, 04 de novembro de 2015

36 Faça Engenharia em medições, a qualquer momento e em qualquer lugar Analog ICs Supplied by

37 NI mydaq O mydaq, um dispositivo compacto e portátil que integra oito instrumentos de laboratório comuns a um dispositivo pronto para o aluno, foi projetado com objetivo de apresentar aos estudantes uma aprendizagem prática e experiências de desenvolvimento de projeto, a qualquer momento e em qualquer lugar. Conexão UBS para host 8 linhas de E/S digital 2 entrada analógicas, 200 ks/s 2 saídas analógicas, 200 ks/s Multímetro isolado de 60 V

38 Faça Engenharia na aulas de laboratório de circuitos elétricos

39 Ambiente de simulação de circuitos Multisim O Multisim é a base da solução de ensino de circuitos da NI que reforça os fundamentos de eletrônica e, ao mesmo tempo, prepara os alunos para atuar em laboratórios. Os recursos pedagógicos do Multisim são integrados a uma interface intuitiva que conta com simulação SPICE padrão da indústria. Componentes interativos e classificados Modelos SPICE para peças industriais Integração de placa de ensaio 3D Exporte para o NI Ultiboard para exibir as PCBs

40 NI ELVIS Projetado especificamente para o ensino, o NI ELVIS (Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite) oferece a flexibilidade necessária para envolver alunos em experimentos abrangentes, com 12 instrumentos de laboratório comuns (que incluem osciloscópio, gerador de função e analisador de Bode) em um único dispositivo. Osciloscópio com 2 canais, 100 MS/s Gerador de função, 5 MHz Conexão USB para PC host 24 linhas de E/S digital 8 entradas analógicas 2 saídas analógicas

41 Ecossistemas NI ELVIS Professores podem ampliar a plataforma NI ELVIS para ensinar conceitos como controle, telecomunicações, fibras ópticas, projeto embarcado, bioinstrumentação, eletrônicos digitais, FPGAs e muito mais. Green Engineering Signals and Systems Telecommunications NI ELVIS Um dispositivo, muitas funções Bioinstrumentation Controls and Mechatronics Digital Electronics

42 NI VirtualBench--- All-in-One Instrument VirtualBench - Instrumento multifuncional O VirtualBench reúne 5 instrumentos em 1 formato compacto. A combinação de osciloscópio, analisador lógico, fonte de alimentação programável, gerador de função e DMM em um único dispositivo oferece densidade funcional na bancada. Interface com tela sensível ao toque Osciloscópio Gerador de Função Analisador Lógico E/S Digitais Multímetro Digital Fonte de alimentação de corrente contínua programável

43 Faça Engenharia Em Comunicações Digitais e Wireless

44 NI USRP O NI USRP (Universal Software Radio Peripheral) oferece aos alunos experiências práticas em comunicações digitais e wireless. Leia todo o conteúdo sobre o ensino introdutório para tópicos de pesquisa avançada com uso de projeto gráfico de sistemas e integre seus algoritmos de script de arquivo com extensão.m para projetar um sistema de comunicações wireless completo. Transmita e receba sinais wireless Frequência de cobertura de 50 MHz a 6 GHz Largura de banda de até 20 MHz Sincronização de vários dispositivos

45 Faça Engenharia em controle, mecatrônica, e robótica

46 NI myrio O myrio fornece aos alunos o desempenho de tempo real e E/S customizável. Com essa ferramenta de software e hardware integrada, os alunos poderão criar rapidamente aplicações no processador de tempo real do myrio e aproveitar as vantagens de uma personalidade FPGA padrão que pode ser customizada conforme os projetos se tornam mais avançados. Integração de USB e Wi-Fi 40 linhas de E/S digital com SPI, I 2 C, UART, PWM, encoder e muito mais 10 entradas analógicas 6 saídas analógicas FPGA Xilinx Zync e ARM Cortex-A9 com dois núcleos

47 Estamos felizes em fornecer uma plataforma acessível única que pode ser usada em todos os laboratórios do curso - Dr. Marcia O Malley, Universidade de Rice Modelagem de sistemas dinâmicos com myrio

48 Quanser = Pergunta e Resposta (Question + Answer) Sistemas inovadores para controle, mecatrônica e robótica para ensino e pesquisa Hardware de movimento avançado, software transformacional e aplicações de relevância industrial Globalmente reconhecida em soluções robustas de aprendizado de conceitos modernos 2015 Quanser

49 Mais de universidades ao redor do mundo 2015 Quanser

50 Parceira global da NI Soluções completes para controle e mecatrônica Aprendizado prático moderno para estudantes Sistemas de altíssima precisão para pesquisadores inovadores

51 Transformada inversa? 2015 Quanser

52 A articulação NI-Quanser Implemente estratégias de controle moderno de forma mais fácil e efetiva no ensino e pesquisa QNET para o NI ELVIS QUBE-Servo para o myrio Plantas de controle avançado Habilidades fundamentais (graduação) Projeto de controle (graduação, mestrado e doutorado) Aplicações avançadas (pesquisa) 2015 Quanser

53 2015 Quanser São mais de 30 produtos da Quanser comercializados através dos canais de venda da NI

54 Lançamento: QNET Mechatronics Series 2015 Quanser

55 Lançamento: QNET Physics and Dynamics 2015 Quanser

56 Sistemas de controle Curso em um cubo A maneira mais fácil, rápido, e acessível para montar um laboratório de alto desempenho Cinco estações: QUBE-Servo, myrio, Q RCP, material didático, vastos recursos para fácil preparação Para novos laboratórios de controle, ou para um retrofit. Inclui desde a cursos introdutórios com motores DC cursos avançados com pêndulo invertido 2015 Quanser

57 O Qube conecta a teoria à realidade Pergunta: Os exercícios de laboratório os ajudam a entender os aspectos teóricos do modelamento e do controle? O estudantes em geral sentem que os exercícios de laboratório os ajudou a compreender os aspectos teóricos de modelamento e controle, com uma avaliação media de 4,11 (sendo 5 a melhor pontuação). Dra. Diane Peters, Dr. Richard Stanley, Dr. Craig Hoff, John Casci Universidade Kettering, Michigan 2015 Quanser

58 Muito além de um simples servomotor 2015 Quanser

59 Servo + impressora 3D + embarcado Em matéria de precisão! 2015 Quanser

60 2015 Quanser Objetivos de aprendizado Controle tradicional de velocidade Cinemática de projétil Prototipagem rápida baseado em CAD Programa embarcado Conceitos de robótica

61 Sistemas de controle de movimento rotacional Rotary Flexible Link Part n NI Ball and Beam Part n NI Rotary Flexible Link Part n NI Rotary Inverted Pendulum Part n NI Multi-DOF Torsion Part n NI Gyro/Stable Platform Part n NI Double Inverted Pendulum Part n NI DOF Robot Part n NI DOF Inverted Pendulum Part n NI Quanser

62 Plantas para aplicações específicas 2015 Quanser

63 Da teoria à realidade nas pesquisas Teoria implementação Modelo matemático Transformada de Laplace ODEs Análise Domínio do tempo Domínio da frequência Lugar das raízes CD&Sim + LV Projeto do compensador PID Avanço-Atraso de Fase Não-linear Validação Controle de tempo real Planta da Quanser crio/pxi, LV, RCP Protótipo crio/pxi DIY Soluções NI-Q ponto ideal Solução complete da National Instruments 2015 Quanser

64 Da teoria à realidade nas pesquisas Teoria Controle não linear Controle robusto Controle preditivo baseado em modelo Controle otimizado Controle inteligente implementação Modelo matemático Transformada de Laplace ODEs Análise Domínio do tempo Domínio da frequência Lugar das raízes CD&Sim + LV Projeto do compensador PID Avanço-Atraso de Fase Não-linear Validação Controle de tempo real Planta da Quanser crio/pxi, LV, RCP Protótipo crio/pxi DIY Soluções NI-Q ponto ideal Solução complete da National Instruments 2015 Quanser

65 Enorme quantidade de pesquisas utilizando Quanser O padrão para plataformas de validação para pesquisas em controle Centena de artigos publicados utilizando equipamentos da Quanser Grande número de citações no website da Q com mapeamento de produtos 2015 Quanser

66 Universidade do Novo México, EUA Universidade de pesquisa com aspecto educacional Necessidade de aumentar a motivação no programação Atrair e manter os estudantes 2015 Quanser

67 Resultados do projeto Desenvolver simulações virtuais de aplicações de helicópteros Aplicação em curso de controle na graduação Hardware, modelos matemáticos, simulação visual e Sistema de controle integrados 2015 Quanser

68 Resultados do projeto 2015 Quanser

69 Em mais de 65 Países Mais de Universidades Mais de Estudantes Mais de 20 Novos aplicativos no LabVIEW Tools Network

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72 3.250 Equipes 25 Países 3 Finalistas

73 Universidade de Leeds Reino Unido Universidade Tsinghua Pequim ETH Instituto Federal de Tecnologia, Zurique MedSIM Um simulador tátil para treinamento médico Balancing Bicycle Bicicleta que se equilibra sozinha Scalevo Cadeira de rodas que sobe, desce escadas

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75 Global Student Challenge Nova categoria específica da Prêmio: NI Global $ Student USD, uma Design viagem Competition para visitar a fábrica da Airbus em Toulouse na França, e um convite para participar do NIWeek 2016 Gestão de energia de veículos autônomos através de Submissões otimização abrem de em bateria Jan 2016

76 Uma abordagem progressiva para a educação técnica Ensino fundamental Ensino médio Graduação Indústria FAÇA ENGENHARIA DO JARDIM DE INFÂNCIA À ENGENHARIA ESPACIAL

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78 <Switch to Video: Airbus SOM>

79 Ferramentas inteligentes Comunicação inteligente Robôs industriais Inspeção inteligente Manipulador móvel

80 Tecnologia presente na Airbus Visão Filtro Entrada/Saída Movimento SOM sbrio CompactRIO PXI Biblioteca de algoritmos e IP Hardware NI

81 Mais de orifícios Mais de ferramentas Aumentar a garantia de qualidade

82 Abordagem baseado em plataforma redução 10X no tempo de desenvolvimento

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84 Grandes desafios da engenharia Segundo a National Academy of Engineering Avançar a tecnologia na saúde Desenvolver instrumentos para a ciência Engenharia reversa do cérebro humano Geração de energia a partir da fusão Criando medicamentos melhores Proporcionar acesso a água potável Melhorar a realidade virtual Recuperação e melhoria da infra-estrutura urbana Reduzir as emissões de carbono Avanço ao ensino personalizado Baratear o custo da energia solar Prevenção contra terror nuclear Segurança do ciberespaço Gerenciar o ciclo de nitrogênio

85 Faça Engenharia

86 Faça Engenharia

87 Faça Engenharia

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89 Faça Engenharia