研究& Innovation

AG体育的夏季研究所可前往[covid-19通过转动到虚拟体验

在夏季流行的海事安全中心的研究项目继续

Photo of ocean windfarm

AG体育 海上安全中心 (MSC) 夏季研究所 (SRI)是为本科生和研究生水平的干细胞(科学,技术,工程和数学)学生的八周的密集研究计划。自该项目2010年以来,210名学生代表超过30美国大学都参加了。

今年以来,全球covid-19大流行预防SRI学生在AG体育的人聚集,但它并没有阻止他们在一起几乎以提供高品质的研究相同的水平,实现同样多的专业skill-的建设方案已经标志了超过十年。每六个学生团队在今年晚些时候将提交研究海报考虑在著名的海上风险研讨会。

“多年来,我们已经制定了坚实的程序格式,所以程序框架过渡到在线平台的第一次都不为过重的电梯,”贝丝奥斯汀defares,教育主管,海上安全中心表示。 “让学生的启发,并从他们的偏远地区搞,我们组织了由国土安全专业部门举办了引人注目的网络研讨会系列。

“我们努力建立社区,并通过使用松弛增强学生的团队动态和Google云端硬盘的存储库文件及相关的意见和研究资料,放大了小组会议和WebEx的与外部利益相关者的参与。在一个真正的证明自己的韧性,学生和教师的导师坚持一个非常成功的暑期研究经验“。

学生演讲获得更广泛的(虚拟的)观众

为2020年虚拟SRI程序,跑从六月一日至7月24日,近两打的学生来自五所大学 - 波士顿大学,纽约市立学院,蒙特克莱尔州立大学,AG体育和德克萨斯南方大学 - 被组织成六个研究团队研究 项目 建议从美国的利益相关者海岸警卫队和国土安全部(DHS)科学与技术局的美国部门。

从这些利益相关者团体和其他领先企业,包括纽约港务局和新泽西州和得克萨斯州的军事部门的演讲嘉宾,分享他们的专业知识,并提供了宝贵的交流机会,很多学生的过程中加入了虚拟观众 虚拟演示会议 于2020年7月23日。

“大约40利益相关方参加了这些最后的研究报告,他们也更愿意这样做,因为他们没有前往校园,”奥斯汀defares报道。 “毫无疑问,它促进了很多的参与,我们就不会在传统的计划了。也有一些特殊待遇网上有这个!”

寻找技术解决方案,同时远程工作

没有谁曾经使用电脑或互联网会惊奇的是,技术确实偶尔会表现不好的学生,谁是跨越三个时区蔓延,在可靠的访问不保证不同的环境中工作之一。然而,足智多谋的学生和斯里兰卡队总能找到一个解决方案。

“后一个学生的电脑死机了,我去学校,并得到她的一个贷款人的电脑,她和她的妈妈驱车30英里我的房子把它捡起来,”奥斯汀defares回忆。 “近一个学生的房子,一辆卡车撞倒塔和关闭所有互联网三天。一对学生情侣是谁搬回家了穷人的互联网连接和低带宽问题。我们所做的一切,我们不得不为这些学生“。

大多数学生报道,在经历最艰难的故障是不是技术 - 这是的热切期待机会亲自互动和团队建设的不可避免的损失。每周的周五变焦呼吁状态更新和研究简报,而宝贵的,没有解渴的更深层的联系。

但即使通过这一挑战,他们找到方法,同时磨练关键技能,特别是在虚拟协作的新兴舞台上大放异彩。

“很多是个体,它是很难共享想法,并获得输入与坐在桌旁,我的队友们试图找出问题的工作,解释说:”蒂莫西·斯蒂芬斯,一 计算机科学 本科在AG体育,谁在风险管理仪表盘和预测分析团队合作。 “但它也可以被看作是一个亲。我们将不得不去习惯了这样的通信,和我有不同的信心,现在,我已经有同时与毛刺经验以及刚刚做网上对话的一​​般的氛围。我能格外提高我的研究和表达能力。我们能够得到很多完成,我们想,这导致了很多创造性的解决方案的方式。”

“这些学生太有才了,和工作,他们达到的质量是非凡的,”奥斯汀defares同意。 “有没有一个谁没有走上前去挑战。”

在结束程序后进行的调查显示,学生的73%的人认为SRI提高了他们在先进的学术研究,并在国土安全职业的兴趣,和100%的人表示,他们将建议方案。

“整个节目一直是巨大的学习经验,甚至是独特的亲密体验,在这种情况下,我们都受到了世界的情况都存在,”黄恭AG体育称, 机械工业 本科及 巅峰学者和硫排放检测团队的一部分。 “甚至是远程,有很多收获,不管是与网络,或提高专业技能等通信和呈现,或者只是了解海洋领域,看您是否想追求的东西业内的连接。

“我肯定会推荐这个节目的人谁是有兴趣的。”

仪表板管理海上风险

去年,一个SRI团队开发理念,为风险管理仪表盘,以帮助美国海岸警卫队显示和分析安全性,安全性,并从安全和执法(misle)数据库及其丰富的海洋信息的执法事件的数据。该数据库包括船舶碰撞,碰撞附近,环境泄漏等污染,犯罪活动,安全漏洞和关注的另外的情况。

很快,这个数据的有效分析是做出提高安全性和安全性的成果积极的资源分配和预算决策至关重要。

今年的球队拿起接力棒,创建一个交互式的,灵活的,图形用户界面(GUI)的设计工作的仪表板;新的相关数据集;甚至预测分析功能。

该项目主要集中在纽约当地的海巡部门,其跨度超过6000平方英里,包括纽约和新泽西州港口。包括导师 巴里·布宁, 一个 民事,环境和海洋工程 研究教授和海上安全实验室的首席架构师;塔尔莫尔梅厄,高级铅数据科学家,verisk分析,谁愿意帮助与今年的计划2010年SRI校友;和约翰hillin,安全和安保部负责人的美国海巡部门纽约。

吉尔奥地利,一个AG体育计算机科学本科生,承担了地理聚类分析导致识别高入射密度区。斯蒂芬斯集中在季节性和其他历史趋势。

“如果你看到在六月某尖峰来一起搜救事故地点一致,那么这将被认为是季节性的高峰,解释说:”斯蒂芬斯。 “或者,如果你在十一月看到海洋环境保护差错类型畅游,这将是一个季节性的低点。”

康纳·史密斯,一个 工程管理 本科在AG体育,处理每周分析预测和预测分析,以帮助提供洞察未来事件计数,和波士顿大学数学和计算机科学本科艾米seedhom(兄弟是在2019 misle仪表板球队)分析covid-19的影响海岸警卫队的纽约业务。

构建仪表板,团队成员创建使用流行的画面GUI平台,那么将根据他们的研究相关特征的原型仪表板。通过清楚地表现的关键数据,涵盖每日更新从2013年到现在,仪表板提供的分析见解,以帮助改善日常运营和分配人力,巡逻舰,以及其他资源。过去和预测的事件类型,地点,时间,和季节性只是一些可用于分析的参数,只有一对夫妇的点击的。

小组认为该项目的下一个步骤,因为这原型尽可能多的过渡到一个工作的应用程序可在全国和升级,从目前的人工数据输入,以作为一个72小时的延迟,对事故数据即时串流实时自动更新的视觉效果和预测。

“我没有太多的经验或暴露在海洋领域,这是有趣的人来自不同专业和背景走到一起,贡献了这么多,”斯蒂芬斯说。 “不管你的专业或兴趣是什么,你可以找到内斯事做,并蓬勃发展,例如,在我们的项目中,有许多方面对保持海岸安全,你总能找到相关做点什么。我也获得了相当多的专业开发,网络,通信和研究技能,我就可以在近及远的将来使用“。

风电场可持续能源

一个传统的爱尔兰祝福包括了希望,“五月的风在你的背部永远。”而事实上,风可以是一个很好的事情,特别是当它帮助风电场产生的可再生能源发电。沿着大西洋美国,15个海上风电场已经铺平了沿东南和西部海岸类似项目的方式。

然而,这些海上风电场可呈现为海岸警卫队的搜索和救援行动和海洋生物资源严重的安全和安保问题。农场常常横跨数百英里与数百500英尺的 - 或更高 - 塔,每个具有旋转叶片和发电涡轮,加上增压器和用于从风电场到岸电的有效传输无功补偿站。这些安装可以削弱无线电传输和雷达系统,与直升机搜索路径干扰,甚至改变方向和洋流和尾流的速度,影响使用,因为它们与当前漂来定位苦恼各方液力预测模型。

水下成分也容易受到腐蚀,损坏和生物污染(微生物的积累),所有这些都构成了对结构的同时完整性和维护人员的安全风险。

在这项研究,通过相关出版物梳理了学生,制定了一套可能的影响,并提出缓解措施,以尽量减少这些影响。

“我们主要关注的是风力涡轮机和海底电缆,以及我的角色是研究对风电场结构对海洋环境与人类活动的影响,以及什么样的风险危及结构构成对海岸警卫队运行和安全,解释说:”夏安彼佐尔德,谁在蒙特克莱尔州立大学开始了研究生,今年秋天。AG体育本科生特洛伊夏尔提埃-vignapiano,(物理)和加夫列尔·加西亚(电气与电子工程)杀进了球队,而布宁担任球队的顾问。

“在我们与AG体育教授会议做准备 菲尔·奥顿礼萨marsooli,我们研究了在预测模型和洋流,并帮助我们更好地了解如何尾流的发生在海洋中,” Petzold的说。 “我们与布赖恩麦克索利,从部门东南新英格兰海岸警备队副区指挥官,会帮助我们缩小键焦点。他能够指出一些问题,我们甚至还没有考虑。”

团队提出了一个全面的计划,为潜在的缓解策略,包括提高海底电缆安置规划和保护,同时防止腐蚀和有特殊涂层的生物污染,由机器人或手持工具的控制与物理清洗的增长,甚至包养的人工礁为他们的生物多样性。此外,建议包括在模拟,以更好地预测风电场附近遇险船的进步的风力涡轮机对雷达发射的影响持续评估,并考虑风切变,水的运动,并唤醒。

该项目预计将持续到明年。

手持硫检测装置

根据联合国国际海事组织(IMO),数十亿吨的重要商品,每年在世界各地旅行的海洋,但重质燃油的船舶动力排放的硫氧化物,可引起虚弱的呼吸道疾病,肺病和酸雨污染。

1月1日,2020年,IMO规定减少在这些柴油燃料所允许的最大硫含量从3.5%到0.5%。这是对环境,尤其是对谁住在附近的港口和海岸的人好消息。但是,它不完全是好消息,对于美国海岸警卫队,它有责任,但不是最好的工具来有效地执行美国这些法规水域。

一个SRI队拿起帮助美国面临的挑战海岸警卫队执行这些条例,手持的,高度敏感的,氧化锌纳米线器件以提供更快,更可靠,更精确,更实惠的检测系统来检测和在船舶排放测量硫含量在工业规模上。

阿马尔·宾德拉,AG体育 化学工程 本科,开发了基于纳米技术的传感器。恭硫排放的煌进行模拟。纽约本科生edhar穆拉多夫和satesh ramnath城市大学所设计的原型手持测量设备。布宁,乔纳森·亚当森,一个AG体育化学和纳米技术研究生, 纽约市立学院的布鲁斯金所提供的专业知识。

“第i个检测物理应力点与连接到一单根纳米线个别硫分子,”黄回忆。 “然后我伸手 博士。坦率渔民,谁帮助我们理解,将任何物理击穿之前发生化学分解,我们改变了我们的战略,专注于羽建模。我们想确定二氧化硫是否可行可测量的,其中最佳点会。

“我会说我跑了50〜100次模拟,建模只是代表一艘船,最多一个现实版的盒子,并改变变量就像风中来自不同方向或以不同的速度。这是我与纳米技术工作的第一体验,仿真工具,如ANSYS。这对我来说是一个很好的学习经验“。

不必实验室没有获得从事与纳米线的化学测试没有从实验阻挡球队。该原型装置有它的审判在ramnath的家,在室内测试中发现任何高二氧化硫浓度运行,但他的汽车尾气污染发出的水平,将无法国际海事组织的标准。

因为这个项目正在为联邦少数族裔服务的机构的暑期研究团队计划的一部分进行的,硫排放检测团队成员将可以申请高达$ 50,000的国土安全经费的额外部继续他们的研究。

设计出更好的通过AI船只

自从第一个独木舟和木筏,人们发现创造性的方式来构建,电力,引导水性运输。但是,今天的人工智能(AI)平台的改进设计,去除队长,此举净零能耗,并证明这个概念?

那是多方位的问题,AG体育学生插孔bonoli,一 海军工程 重大的;凯文·罗利,研究生 海洋工程 研究员;和泰勒·赖特,一 计算机工程 重大,调查AG体育机械工程教授的指导下, 布兰登englot.

使用来自现有能量收获帆船示例性种子设计和波滑翔机,探索AI是否能够产生用于高性能设计团队波自适应模块化容器(WAM-V)能够为长的持续时间无需人工测量和监测沿海环境帮助 - 他们是否能计算验证他们的原型。这是一个涉及相互连接导航系统,控制系统,仪器仪表,船体的形状和结构,燃料或蓄电池,辅助系统,和能源效率的临界同步复杂的过程。

“这使我们用于2019虚拟robotx(VRX)机器人竞赛,其中一个无人水面舰艇将不得不执行任务,例如通过一个障碍导航,识别浮标的颜色,或只停留固定的模拟软件,”赖特说,谁对项目的自主导航方面的工作。

“我们找到了第三名的获奖团队的开源代码库,来自悉尼大学,然后我们甚至与团队合作上,我们如何能够最好地修改代码,为我们自己的目的的软件。这是非常幸运的是我们发现的代码,我们可以作为一个发射板使用。”

球队写了一个程序,将自动地直接驱动车辆的一组八个航点,然后在不同的风力测试不同半幅船体大小和结构四个动画原型在两个直线和八字形导航和波浪条件。

“我们不得不问自己,我们如何去进到这一点的方式,其背后的物理学将通过模拟可以理解的模拟,”怀特解释道。 “我们发现了一个研究,把双体船和比较了它们的半幅船体大小和间隙间距增加的质量和阻力系数,我们推出了附加质量和阻力系数值,我们可以送入模拟并获得四套结果对于船舶,我们在测试“。

该小组的验证,这两个容器具有较大黛咪船体,无论船体之间的差距,表现最好。尽管大踏步今年夏天,这支球队知道它只是沾这个浩大工程的水它的脚趾,并建议未来的迭代包括额外的物理选项的仿真工具,测试更多类型的船舶,甚至范围更广参数,并更加深入地了解能量收集。但现在,这三个很高兴他们学会了绳索跑严格。

“这是非常井井有条,非常好玩,非常丰富的经验,”赖特说。 “我学到了很多。”

海事安全中心是美国卓越的港口和海上安全的国土安全科技分局中心的部门。

Learn more about the Department of Electrical & Computer Engineering at AG体育: