国际机电一体化教育项目(IMEP)——三所欧洲大学之间的合作

R.Dudziak, W.Roddeck, M.Werthebach

(波鸿应用科技大学 北威州机电中心，德国 波鸿 D-44801)

国际机电一体化教育项目(IMEP)
——三所欧洲大学之间的合作

R.Dudziak, W.Roddeck, M.Werthebach

(波鸿应用科技大学 北威州机电中心，德国 波鸿 D-44801)

比利时托马斯莫里应用科技大学、荷兰海牙应用科技大学和德国波鸿应用科技大学于2013年夏季学期组织了2个国际学生团队，每个团队6人，由3所大学各派2人参加，通过互联网进行机器视觉应用的研讨，以检验国际机电一体化教育项目(IMEP)的目标，即创建跨国学生共同学习的环境——使学生能与其他国家的学生合作，共同解决机电一体化领域的问题，从而获得机器人与机器视觉的更全面培训。参与合作的大学希望能够在此基础上发展出一种增强学生国际交流能力、以及机器视觉和机器人技术知识的教学方法。

机器视觉；机器人学；国际合作；混合学生团体

在现代工程教育中，使学生能具有机电一体化工程师职业生涯所需的国际经验与对学生进行跨文化竞争力的培养是至关重要的环节。波鸿应用科技大学自从开设机电一体化研究课程以来，一直非常积极地为学生提供为期1～2个学期的出国留学或实习机会[1]。目前，欧洲相互合作的大学正在探索新的教育模式，例如：2013年夏季学期，地处不同国家的3所大学的2个学生团队在各自校内通过互联网沟通，一起讨论解决机器视觉领域方面的技术，共同完成了汽车车牌识别的机电一体化项目。

1 合作过程

3所伙伴大学均已参与欧盟大学生社团交流活动(ERASMUS)计划[2]。ERASMUS强化计划(Intensive Programm)[3]又为欧洲大学提供了建立进一步合作伙伴关系的机会，波鸿应用科技大学参与了上述计划。

2011年5月荷兰海牙应用科技大学代尔夫特(Delft)技术、创新与社会学院的老师访问波鸿应用科技大学时，相互探讨了可能合作的形式。但对于德国与荷兰的学生而言，语言障碍始终难以逾越，必须要在对方大学里开设荷兰语或德语课程。为解决这一问题，双方决定探讨新的合作交流模式。

波鸿应用科技大学与新的合作伙伴——比利时梅赫伦的莱休斯应用科学大学(现为：托马斯莫尔学院)Nayer校区的同事于2012年3月在代尔夫特进行了协商，就国际学生团队机电一体化联合教育项目达成了一致意见。为了更深入地相互了解参与合作的大学的情况，又在梅赫伦(2012年6月)和波鸿(2012年10月)举行了两次会议。

合作各方在几次会议上，为了选择学生团队视频会议合适的工具，测试了黑板协作[4]、Adobe Connect[5]和Google+的视频群聊[6]，最终选择Google+的视频群聊作为完成本项任务的工具。

2013年1月举行的会议为准备“国际机电一体化教育项目IMEP”安排好了所有必要的步骤。

2 合作伙伴

国际机电一体化教育项目(IMEP)的合作伙伴都是欧洲非常有名的、设有机电一体化专业课程的大学，如图1所示。

海牙应用科技大学(HHS)有4个校区，共有12 000名学生。科技、创新与社会学院(ATIS)在代尔夫特校区，机电一体化专业创建于2011年。

图1 3所大学所在地

托马斯莫尔学院拥有12个办学点，共有17 000名学生。机电一体化专业在特拉华州Nayer校区(靠近梅赫伦)。

波鸿应用科技大学在波鸿和海利根豪斯有2个校区，有约5 800学生。波鸿应用科技大学在1993年成为德国第一所设立机电一体化专业的大学。

3 IMEP的目标

3个合作伙伴此次合作的目的是探讨这种新的国际学生团队合作的方式是否有效，以便为今后的学生教育提供经验。

此次IMEP目标的要点如下：

a.在混合团队中使用英语，为学生提供一个训练英语并使其变得更加流利的场所。

b.通过与外国学生一起工作，能更多地了解他们的心态以及文化的差异。虽然各国情况很相近，但是了解这些差异是很重要的。

c.在完成工作项目的过程中，学生需要学会面对群体中的不确定因素，包括解决冲突以及如何在他们的小组中确定自己角色和地位的过程。

d.虽然学生没有接触过任何机器视觉方面的讲座，但在合作项目中，他们却不得不通过开发机器视觉系统方案以了解这项新技术，从而实现“从做中学”。

e.为了他们未来的机电一体化专业技能着想，安排他们参加关于工业机器人的讲座和实践培训，以培养他们的机电一体化专业技能。

f.在项目结束时，2个学生团队会展示他们的解决方案，以证明所开发的软件能完美运行。简而言之，就是向客户展示他们所开发产品的典型情况。

g.通过组建2个学生团队，形成某种竞争关系。

h.在项目结束时，学生将在自己的大学获得学分，如波鸿应用科技大学的学生可以获得5学分(开发项目)。这样，通过参与这个项目，学生不仅不浪费业余时间，反而在学位方面得到回报，而且他们学到的东西远远超过他们单独在各自大学所学的东西。

4 第一步骤和结果

由于有很多学生申请参加这项活动，因此他们必须分组，每组至少由来自不同大学的4名学生组成。欲了解更多信息，请访问网站www.Mechatronics Project.eu，其主页如图2所示。

图2 项目网页

作为启动会议的准备，项目任务书[7](如图3所示)以书面形式告知所有学生关于项目工作的具体步骤。

2个学生团队都使用康耐视公司的视觉系统开发一个解决方案[8]。选定的机器视觉系统是康耐视的PatMaxIn-Sight 5100视觉系统[9]。该系统软件——In-Sight Explorer4.7.3在互联网上向所有学生免费提供[9]。托马斯莫尔学院已经从康耐视获得了能识别选定车牌图片的系统。学生可以使用它进行测试(如图4所示)。学生于2013年6月，在Nayer校区的最后一次会议上通过真实系统展示所开发出的软件，并正常运行。

在2013年2月的启动会议上，所有的学生和教授在荷兰赫图根伯斯的欧姆龙公司会面[10]。学生在了解该项目的理念和计划的工作步骤后，组成了2个学生团队。在会议期间，学生通过几个小时的合作，熟悉了彼此。2个团队领导人签署了项目合作协议(如图5所示)。此外，学生们得到了可以帮助他们用英文写报告的材料。

图3 项目任务书

图4 汽车牌照的例子

该启动会议的第二部分是介绍视觉系统[11]和欧姆龙机器人，并向参与者提供了完整的应用程序。项目启动会议的成果如图6所示。

图5 项目合作协议

图6 启动会议

5 后续活动

2013年4月，2个学生团队来到波鸿应用科技大学进行了一周的学术交流。在此期间，关于机器人学的专题课程在机器人实验室举办。通过该课程学生学会了如何为工业机器人编写程序。然后，在小组里，他们运用这方面的知识及利用现有的6个机器人系统中的一个系统编写了一个机器人应用程序。

随后，学生们在海牙应用科技大学代尔夫特的技术、信息和社会学院集会，致力于完善他们的解决方案。一位康耐视公司的代表提供了为期一天的关于In-Sight软件的培训课程，并回答了学生的提问。

6 结束语

在这个合作项目中取得的第一个经验表明，为学生建立一个复杂的学习情景对于所有的参与者来说是一个艰巨的任务。

在项目进行过程中，通过视频会议获得了建立特殊沟通渠道的经验。有时通信工具在运行上需要一定的反应时间，用它沟通，一方的团队成员有可能会感觉另一方的人反应非常慢。通常情况下，会造成一个新的提问碰撞到前一个问题的答案。因此用视频会议进行小组讨论，只能以一个缓慢的节奏进行。由于视频群聊工具仅能够在同一时间处理9人交流，因此它能够支持7名学生和1名教授的小组讨论。

在这个项目中，已经建立的学习情景可以向学生提供一个了解其他民族以及寻找解决方案的良好手段。在该项目的框架内，学生还必须就IMEP项目前后的情况进行比较。

[1] Dudziak R, Biesenbach R, Caninenberg W, et al.20 years of mechatronics engineering education in bochum (1993 - 2013) -experiences and perspectives[C] //Proceedings 14th International Workshop on Researchand Ecucation in Mechatronics REM 2013, Vienna, Austria, 2013.

[2] ERASMUS. The ERASMUS programme-studying in europe and more[OB/OL]. [2013-03-21].http://ec.europa.eu/education/lifelong-learningprogramme/erasmus_en.htm.

[3] ERASMUS. ERASMUS intensive programmes[OB/OL].[2013-03-21].http://ec.europa.eu/education/erasmus/ip_en.htm.

[4] Blackboard. Educational software [OB/OL].[2013-03-21].http://en.wikipedia.org/wiki/Blackboard_Inc.

[5] Adobe. Adobe connect[OB/OL].[2013-03-21] .http://en.wikipedia.org/wiki/Adobe_Connect.

[6] Google. Google+Hangout[OB/OL].[2013-03-21].http://en.wikipedia.org/wiki/Google+.

[7] Koreneef T. Projectbook International Mechatronics EducationProject IMEP - Robotics and Vision[M]. Delft:The Hague University, 2013.

[8] Cognex. Cognex corporation[OB/OL].[2013-03-21].http://en.wikipedia.org/wiki/Cognex_Corporation.

[9] Cognex. Cognex In-Sight explorer[OB/OL].[2013-03-21].http://www.cognex.com/support/downloads/File.aspx?d=2537, -Download of software, - In-Sight Key Generator.

[10] Omron. Omron company[OB/OL].[2013-03-21].http://en.wikipedia.org/wiki/Omron .

[11] Omron. Machine vision systems[OB/OL].[2013-03-21].http://www.ia.omron.com/products/category/sensors/visionsensors_machine-vision-systems/index.html.

(翻译、校改：张曙)

Theinternationalmechatronicseducationprogram——ThecooperationbetweenthethreeEuropeanuniversities

R.Dudziak, W.Roddeck, M.Werthebach

(Bochum University of Science and Technology Application, Bochum, D-44801, Germany)

Belgium Thomas Murray application university of science and technology, Hague university of science and technology and Bochum university of science and technology application organized two international students teams in the summer of 2013. Each team is made up of 6 people, 3 universities 2 people. The team discussed the machine vision applications through the Internet, inspected the international mechatronics education program (IMEP) goals. This created international students learning environment, enabled students to students in cooperation with other countries, to solve problems in the field of mechanical and electrical integration, to gain more comprehensive training robot and machine vision. These 3 universities hoped to cooperation on the basis of developing a international communication skills, students and the teaching methods of knowledge of machine vision and robotics.

machine vision; robotics; international cooperation; mixed student groups

10.3969/j.issn.2095-509X.2014.11.001

2014-01-21

R.Dudziak(1950—)，男，德国北威州杜特蒙德人，波鸿应用科技大学教授，博士，主要研究方向为机电一体化。

TH-39；G64

A

2095-509X(2014)11-0001-04