Robotics As A Tool For Immersive, Hands On Freshmen Engineering Instruction

H a n d s o n e x p e r i e n c e p l a y s a k e y r o l e i n u n d e r g r a d u a t e e n g i n e e r i n g e d u c a t i o n . I t i s a r e c o g n i z e d t o o l f o r r e c r u i t m e n t a n d r e t e n t i o n , a s w e l l a s f o r e n c o u r a g i n g p a r t i c i p a t i o n i n c l a s s a n d i n r e s e a r c h o u t s i d e o f t h e c l a s s r o o m . H o w e v e r , e a r l y u n d e r g r a d u a t e e n g i n e e r i n g e d u c a t i o n , e s p e c i a l l y d u r i n g t h e f r e s h m a n y e a r , i s o f t e n f o c u s e d o n f o u n d a t i o n a l t h e o r y , a n d d e l i v e r e d t h r o u g h l e c t u r e f o r m a t , r a t h e r t h a n h a n d s o n p r o j e c t s . W e h a v e d e v e l o p e d a n d t a u g h t a s e m e s t e r l o n g c l a s s a t t h e U n i v e r s i t y o f S o u t h e r n C a l i f o r n i a V i t e r b i S c h o o l o f E n g i n e e r i n g ( V S o E ) t h a t u s e s r o b o t i c s a s a p e d a g o g i c a l t o o l f o r e n g a g i n g s t u d e n t s i n e n g i n e e r i n g , a n d i l l u s t r a t i n g g e n e r a l e n g i n e e r i n g p r i n c i p l e s a n d t e c h n i q u e s i n a h a n d s o n m a n n e r . T h e m o d e l f o r t h e n e w c o u r s e i s t o c o m b i n e l e c t u r e s o n p r i n c i p l e s a n d a p p l i c a t i o n s o f e n g i n e e r i n g f r o m p r o f e s s o r s f r o m a v a r i e t y o f V S o E d e p a r t m e n t s w i t h l a b e x p e r i e n c e , w h e r e i n s t u d e n t s w o r k w i t h r o b o t s i n o r d e r t o d i r e c t l y a p p l y t h o s e p r i n c i p l e s a n d s c r a t c h t h e s u r f a c e o f s o m e a p p l i c a t i o n s . O u r g o a l i s t o c r e a t e a c u r r i c u l u m w h e r e , w i t h l i t t l e t o n o p r i o r e x p e r i e n c e w i t h e i t h e r p r o g r a m m i n g o r r o b o t i c s , f r e s h m e n i n t e r e s t e d i n e n g i n e e r i n g c a n e x p l o r e b o t h t h e b r e a d t h o f e n g i n e e r i n g , a n d g l i m p s e t h e d e p t h o f a s i n g l e d o m a i n t h r o u g h e n g a g i n g h a n d s o n p r o j e c t s . U n l i k e m o s t o t h e r r o b o t i c s c o u r s e s , e s p e c i a l l y i n t r o d u c t o r y o n e s t h a t u s e s i m p l e r o b o t p l a t f o r m s s u c h a s L E G O r o b o t s , o u r s f e a t u r e s h i g h l y s o p h i s t i c a t e d m o b i l e a n d h u m a n o i d r o b o t s , a l l o w i n g t h e s t u d e n t s t o d e v e l o p e n g a g i n g a n d s o p h i s t i c a t e d a p p e a r i n g b e h a v i o r . T h e s e m e s t e r c u l m i n a t e d i n a p u b l i c e x h i b i t i o n o f t e a m p r o j e c t s a t a l o c a l s c i e n c e m u s e u m . W e w i l l u s e t h e e x p e r i e n c e s o f t h e s t u d e n t s a n d i n s t r u c t o r s o f t h i s n e w c o u r s e t o s t u d y t h e i m p a c t o f h a n d s o n e n g i n e e r i n g , t e a m w o r k , a n d o p e n c h a l l e n g e s o n e n c o u r a g i n g r e t e n t i o n i n e n g i n e e r i n g b e y o n d t h e f i r s t y e a r , f o r r e c r u i t m e n t a n d r e t e n t i o n o f t r a d i t i o n a l l y u n d e r r e p r e s e n t e d s t u d e n t g r o u p s .