KITE Award 2024

• 16.05.2024 di Michael Walther
  

Gli studenti di medicina dell'ETH di Zurigo costruiscono una mano di presa per esoscheletri a gomito in un corso intensivo di una sola settimana. Questo corso è stato premiato con il KITE Award 2024, il premio dell'ETH per l'insegnamento particolarmente innovativo.

Sviluppata e prodotta internamente, la mano di presa dell'esoscheletro prende piede. Questo è il momento in cui gli studenti di medicina dell'ETH sperimentano in prima persona il funzionamento del loro sistema e che le loro conoscenze teoriche possono essere messe in pratica.

Questo è il culmine di Ingegneria Medica 2, un corso a blocchi di cinque giorni che gli studenti frequentano nel sesto semestre del loro corso di laurea triennale. Lavorando in piccoli gruppi, hanno messo il loro cuore e la loro anima nello sviluppo e nella costruzione di una pinza, da zero, per un esoscheletro del gomito.

Il corso è stato sviluppato dai professori Roger Gassert e Olivier Lambercy dell'ETH e da due dottorandi, Giada Devittori e Lena Salzmann. Ora è stato riconosciuto in particolare per la sua esperienza di apprendimento intensivo vincendo il KITE Award 2024. Ogni due anni, la Conferenza dei docenti dell'ETH di Zurigo conferisce questo premio come riconoscimento per un progetto didattico particolarmente innovativo.

Per mantenere alta la partecipazione e la motivazione degli studenti, il corso ha un ritmo sostenuto, simile agli sprint di progettazione nel mondo degli affari. I team devono consegnare un piano di progetto entro le 18.00 del primo giorno di corso, seguito dalle prime visualizzazioni 3D il giorno successivo. Nelle loro squadre, gli studenti assumono diversi ruoli: ci sono capigruppo e specialisti per la progettazione e la costruzione di prototipi, la programmazione, l'elettronica e i sensori, la valutazione e la presentazione degli utenti. La mattina dell'ultimo giorno del corso, gli studenti presentano le loro pinze.

Nel corso dei cinque giorni, i docenti hanno fornito input su progettazione e prototipazione, innovazione, elettronica e tecnologia dei sensori. Il corso prevede anche presentazioni di aziende di tecnologia medica e discussioni con persone con disabilità. Il risultato per gli studenti è che devono sempre concentrarsi sulle esigenze dell'utente. I tutor sono sempre a disposizione per rispondere alle domande e aiutare gli studenti con il laser cutter, le stampanti 3D, le saldature e l'assemblaggio della meccanica.

Il corso si conclude con una gara in cui le squadre devono completare compiti quotidiani con le loro pinze. Il formato è ispirato al Cybathlon, la competizione internazionale dell'ETH per persone con disabilità che utilizzano sistemi di assistenza.

Insieme alla presentazione finale degli studenti, la gara serve come prova dei risultati accademici. Fornisce un confronto diretto con gli altri team, consentendo un'autovalutazione e quindi un'assimilazione più profonda delle lezioni apprese.

Oltre all'esperienza di apprendimento intensivo, gli organizzatori del corso sono interessati a stimolare l'interesse per le scienze ingegneristiche tra i futuri medici e a promuovere la collaborazione con gli ingegneri. La Conferenza dei docenti ha lodato il progetto proprio per questa idea e per il suo alto livello di intensità.

Altri due progetti che hanno raggiunto la finale del KITE Award adottano un approccio diverso, con l'obiettivo di mantenere costantemente alto il coinvolgimento degli studenti per un periodo di tempo più lungo.

Presso il Centro per l'apprendimento basato su progetti, che fa parte del Dipartimento di tecnologia dell'informazione e ingegneria elettrica (D-ITET), gli studenti possono acquisire esperienza pratica in progetti.

Fondato nel 2020, il centro comprende un team di 32 ricercatori e personale amministrativo che supportano gli studenti oltre a svolgere il proprio lavoro di ricerca.

Il centro offre progetti per tutti i livelli, a partire da piccoli progetti pratici della durata di alcune settimane, seguiti da progetti interdisciplinari di punta in cui gli studenti collaborano in team. Questi progetti si basano su scenari attuali della vita quotidiana e su temi della ricerca e dell'industria.

Gli studenti sviluppano algoritmi, sensori o meccanica per robot a quattro zampe in grado di guidare persone ipovedenti, oppure lavorano su piccole auto da corsa a guida autonoma.

Nel corso dei progetti, gli studenti imparano a identificare compiti realistici, a decidere una soluzione e a metterla in pratica. Devono comunicare, gestire gruppi di lavoro e avere a che fare con budget limitati.

I progetti sono offerti sia agli studenti di laurea triennale che a quelli di laurea magistrale, un aspetto che la Conferenza dei docenti ha valutato positivamente.

Il terzo progetto finalista proviene dal campo della matematica: i docenti Meike Akveld e Andreas Steiger hanno sviluppato sequenze automatiche di esercizi di matematica. È necessario esercitarsi per padroneggiare i fondamenti, come l'integrazione, ma l'ETH dispone solo di un numero limitato di assistenti junior in grado di supervisionare tali esercizi.

Con le sequenze di esercitazioni automatizzate, gli studenti possono risolvere tutti i problemi che vogliono, quando vogliono, e ricevere immediatamente un feedback personalizzato.

Questo è possibile grazie a un sistema di algebra computerizzata chiamato Stack, che può essere utilizzato per valutare e classificare le risposte ai problemi matematici ed è disponibile sulla piattaforma di apprendimento Moodle. Utilizzando questo sistema, Akveld e Steiger hanno sviluppato una raccolta completa di esercizi per le loro lezioni di analisi per futuri ingegneri.

Nella sua dichiarazione, la Conferenza dei docenti ha elogiato questa nuova forma di insegnamento, definendo "innovativo" il modo in cui promuove l'apprendimento indipendente e attivo. Il concetto può anche essere scalato molto bene e trasferito ad altre aree, il che è fondamentale vista la crescita del corpo studentesco dell'ETH.

In futuro, il sistema sarà utilizzato anche per gli esami. I test pilota hanno già dato buoni risultati: i creatori riferiscono che la quantità di lavoro di correzione è diminuita in modo significativo, mentre la qualità dei problemi è rimasta elevata.