از تربیت مهندس انفجار تا متخصص ساخت اسباب‌بازی

محققانی که در این آزمایشگاه حضور دارند، در حقیقت نوعی تخریب صنعتی آن هم با تکیه بر فناوری‌های برتر را تجربه می‌کنند. آنها یاد می‌گیرند که چگونه انفجارهای سهمگین را به بهترین نحو ممکن انجام دهند. این دانشجویان بخوبی یاد می‌گیرند که چگونه سازه‌های مختلف را منهدم سازند. گذشته از این می‌آموزند که آتش‌سوزی‌های واقعی را شبیه‌سازی کنند. بخشی از این آتش‌سوزی‌ها شامل استفاده از توپ‌های آتشینی می‌شود که از آنها در ارائه جلوه‌های ویژه فیلم‌های سینمایی نیز استفاده می‌شود. دانشگاه علوم و فناوری میسوری به دانشجویانی که در این آزمایشگاه دوره‌های درسی و آموزشی را پشت سر می‌گذارند، مدرک کارشناسی ارشد در رشته مهندسی انفجار اعطا می‌کند. این دانشگاه نخستین مرکز آموزش عالی در آمریکاست که چنین مدرکی به دانشجویان ارائه می‌کند. فارغ‌التحصیلانی که این مدرک را اخذ می‌کنند، شیوه‌های مختلف انفجار در سازه‌ها و معادن و نقاط مشابه را بخوبی یاد می‌گیرند و حتی می‌توانند عملیات انفجار را با ظرافت خاصی هدایت کنند. این نوع انفجارها شامل ایجاد حفره‌هایی کوچک در قطعات فلزی نیز می‌شود. یکی از مهم‌ترین مواردی که در این آزمایشگاه مورد توجه قرار می‌گیرد، موارد ایمنی و تخمین ضریب خطراتی است که در جریان یک انفجار کنترل شده ممکن است روی دهد.

محققانی که در این آزمایشگاه کار می‌کنند، به عنوان مهندس ایمنی شناخته می‌شوند. آنها در مدتی که در این آزمایشگاه حضور دارند، یاد می‌گیرند که با شبیه‌سازی رایانه‌ای و همچنین واقعی تصادفات رانندگی، شیوه‌های موثری در کاستن از اثرات مخرب چنین حوادثی پیدا کنند. در این آزمایشگاه هر دانشجو موظف به شرکت در برنامه ایمنی حمل و نقل است. آنها سوار بر خودرو شده و با سرعت به سوی انبوهی از پیچ و مهره و صفحات شیشه‌ای می‌رانند و با آنها برخورد می‌کنند. البته آنها آموزش‌های لازم را نیز می‌گذرانند تا خطری سلامت‌شان را تهدید نکند. پس از این مرحله دانشجویان باید خودروی تخریب شده را این‌بار در دنیای رایانه دوباره بسازند. آنها با استفاده از مدل‌سازی‌های رایانه‌ای این کار را می‌کنند و به همین دلیل این امکان را دارند که بارها و بارها این تصادف را تکرار کنند. این آزمایشگاه همکاری تنگاتنگی با شرکت‌های خودروساز و البته سازمان حمل و نقل آمریکا دارد. حین آزمایش‌هایی که در این آزمایشگاه صورت می‌گیرد، محققان به دستاوردهای جدیدی درخصوص تصادفات رانندگی و راه‌های کاستن از خسارات ناشی از آنها می‌رسند که نتایج آنها در قالب استانداردهای جدید در اختیار خودروسازان قرار می‌گیرد. این یافته‌ها با هر آنچه در حاشیه جاده‌ها و خیابان‌ها قرار دارد ، از جمله سیستم روشنایی، موانع جاده‌ای و علائم راهنمایی و رانندگی در ارتباط است. در حال حاضر در بسیاری از کشورهای جهان لحظه به لحظه بر شمار خودروها ـ از جمله خودروهای ون و کامیونت‌ها ـ افزوده می‌شود. به همین دلیل توجه به هر نکته و دستاوردی که به روان‌سازی ترافیک خودروها منجر شود، به یک ضرورت تبدیل شده است. دانشجویانی که در این آزمایشگاه به تحقیق و مطالعه مشغول هستند، ایده‌های مختلفی از جمله ایجاد تغییرات کوچک اما تاثیرگذار در موانع کنار جاده‌ای را بررسی می‌کنند.

در این آزمایشگاه دانشجویانی کار می‌کنند که در آینده به دانشمندان علم راکت و پیش رانش تبدیل می‌شوند. کاری که آنها انجام می‌دهند، به زبان ساده شامل طراحی و ساخت سیستم‌های حرکتی است که سرعت بسیار زیادی دارند. هر سال 20 دانشجوی مهندسی مکانیک و علم هوا ـ فضا 8 ماه زمان در اختیار دارند تا راکتی طراحی کنند و بسازند و از همه مهم‌تر آزمایش کنند که تا ارتفاع 1600 متری بالا رود. نکته مهم این است که این راکت‌ها سیستم‌های تفریحی و سرگرم‌کننده نیستند ـ راکت‌های تفریحی و سرگرم‌کننده نهایتا تا ارتفاع 300 متری اوج می‌گیرند ـ مارلو موسر که از متخصصان این عرصه در آمریکا به شمار می‌آید، برای فهم بهتر راکت‌هایی که در این آزمایشگاه طراحی و ساخته می‌شود، می‌گوید: تصور کنید که موتور A نصف موتور B قدرت دارد و موتور B نیز نصف موتور C و به همین ترتیب تا به آخر. حالا به این نکته توجه کنید‌راکت‌هایی که در پارک‌ها به عنوان ابزاری برای تفریح و سرگرمی به کار گرفته می‌شوند، همان موتورهای A و B هستند. حالا خبر هیجان‌انگیز این است راکت‌هایی که در آزمایشگاه تحقیقات پیش رانش طراحی و ساخته می‌شوند، موتور L هستند! دانشجویان این آزمایشگاه در سال گذشته پرتابه فیبر کربنی با وزن 7‌‌/‌‌16 کیلوگرمی و طول 6‌‌/‌‌2 متر ساختند که به سیستم‌های پیشرفته جمع‌آوری اطلاعات مجهز است. دماغه این پرتابه به دوربین ویدئویی و سیستم‌های ارتباطات هوایی مجهز است که با استفاده از آنها مسیر پروازی راکت و سایر داده‌های مرتبط از جمله دما ثبت می‌شود. راکت‌هایی که در این آزمایشگاه ساخته می‌شوند، در رقابت ویژه‌ای که همه ساله از سوی ناسا برگزار می‌شود، شرکت داده می‌شوند. این دانشجویان گزارشی از تلاش خود به دانشمندان ناسا ارائه می‌کنند و نکته جالب توجه این‌که گرچه این تلاش‌ها عمدتا پروژه‌های آزمایشگاهی به شمار می‌آیند، اما برخی از آنها مورد توجه ناسا قرار گرفته و در ادامه بخشی از پروژه‌های این آژانس فضایی لقب می‌گیرند. موسر درباره این دانشجویان می‌گوید: در این آزمایشگاه دانشجویان تمام روز با آتش و مواد انفجاری بازی می‌کنند، واقعا از این بهتر نمی‌شود.

تربیت دانشجویانی که به دانش رباتیک علاقه دارند، وظیفه اصلی استادان سابقه‌داری است که در این آزمایشگاه حضور دارند. این دانشجویان با گذشت چند سال به محققان و دانشمندانی در عرصه دانش رباتیک تبدیل می‌شوند. اما تخصص این افراد تفاوت خاصی با سایر محققان این عرصه دارد؛ آنها می‌آموزند چگونه با تکیه بر تازه‌ترین دستاوردهای دانش رباتیک به معلولان حرکتی کمک کنند. در حقیقت این محققان جوان به جای طراحی و ساخت ربات‌هایی که روی دو پا می‌ایستند و حرکت می‌کنند، سیستم‌هایی می‌سازند که توان حرکتی انسان‌های دچار مشکلات حرکتی را بهبود می‌بخشند. این بهبود حرکتی شامل سرعت و پایداری آنها نیز می‌شود. طی یک دهه گذشته این دانش هیجان‌انگیز که به واسطه پیشرفت فناوری‌های نوین گسترش قابل توجهی یافته، توجه بسیاری از معلولان حرکتی را به خود جلب کرده است؛ به طوری که بسیاری از این افراد امید دوباره‌ای برای بازگشت به زندگی عادی پیدا کرده‌اند.

این آزمایشگاه یکی از قطب‌های اصلی ناسا به شمار می‌آید. افرادی که در آزمایشگاه پیش‌ رانش جت ناسا کار می‌کنند، مسوول بررسی و آزمایش طیف وسیعی از سیستم‌های رانشی این آژانس فضانوردی به شمار می‌آیند. در حقیقت این آزمایشگاه را می‌توان قلب فعالیت‌های ناسا در زمینه طراحی و ساخت فضاپیما عنوان کرد، چون در پروژه ساخت یک فضاپیما طراحی و ارائه سیستم پیش رانش حرف اول را می‌زند. آزمایشگاه پیش رانش جت ناسا سابقه طولانی در ناسا دارد.

از ماهواره اکسپلورر یک در سال 1958 گرفته تا آزمایشگاه علوم مریخی که قرار است در پایان سال جاری میلادی (2011) به فضا پرتاب شود، این آزمایشگاه پیچیده‌ترین سیستم‌های رباتیکی ـ فضایی ناسا را ساخته است. ‌ تابستان هر سال حدود 280 دانشجوی دوره کارشناسی وارد این آزمایشگاه می‌شوند تا در یکی از 16 برنامه آن به تحصیلات و تحقیقات خود ادامه دهند.

در این آزمایشگاه، زمین و هر آنچه در آن وجود دارد، مورد توجه محققان جوان آن قرار دارد، بخصوص فرآیندهایی که نقش زیادی در تغییر و تحولات زیست‌محیطی زمین دارند. با این حال هدف اصلی چیز دیگری است. برای این دانشجویان این آزمایشگاه بهترین مکان ممکن برای تجزیه و تحلیل شرایط ادامه حیات ارگانیسم‌های زنده در مریخ است. بشر هنوز راهی برای رساندن خود به مریخ پیدا نکرده است؛ به همین دلیل آزمایشگاهی همچون بارتون می‌تواند به محققان این عرصه در زمینه دستیابی به درک روشن‌تری از مریخ کمک زیادی کند. آنهایی که دوست دارند از فهرست دانشجویان در انتظار ورود به این آزمایشگاه هرچه سریع‌تر خارج شده و وارد آن شوند، بهتر است به فضاهای سخت، ارتفاعات، محیط‌های تاریک و حتی خفاش‌ها علاقه واقعی داشته باشند. این دانشجویان در بیشتر مواقع لباس‌هایی کثیف، خاک‌آلود و حتی خیس بر تن دارند چون مجبورند برای بررسی دقیق حیات میکروارگانیسم‌ها راهی مناطقی همچون غارهای مخوف و تاریک شوند. آنها با استفاده از ابزارهای دقیق سطوح آلایندگی آب‌های زیرزمینی را اندازه‌گیری کرده، ‌ آنها را با میکروب‌های ساکن مناطق اطراف و ساختار غارها مرتبط می‌کنند. با این حال برخی از آنها راهی یکی از قدیمی‌ترین غارهای زمین واقع در فلات ونزوئلا می‌شوند. به عقیده دانشمندان، این غار که بیش از 16 کیلومتر طول دارد، دارای ذراتی است که احتمالا منشاء آنها به نحوی به زمان پیدایش زمین مربوط می‌شود و از آنجا که زمین و مریخ از حیث پیدایش وجوه مشترکی با هم دارند، محققان این آزمایشگاه امیدوارند از همین جا یعنی از روی زمین به شواهدی درخصوص حیات احتمالی در گذشته مریخ دست یابند.

نتایجی که این محققان جوان در غارهای مخوف و آزمایشگاه پیشرفته خود به دست می‌آورند، اهمیت زیادی برای ناسا دارد و دانشمندان این آژانس فضانوردی از آنها در طراحی ماموریت‌های آتی به سوی مریخ استفاده می‌کنند.

باید پذیرفت که طراحی و ساخت اسباب‌بازی خود یک صنعت و دانش کاربردی به شمار می‌آید. چون با حضور این وسایل است که شخصیت کودکان و نوجوانان شکل می‌گیرد. دانشجویانی که در این آزمایشگاه حضور دارند، بخوبی یاد می‌گیرند که چگونه اسباب‌بازی‌های مختلف بسازند و آنها را روی کودکان آزمایش کنند. بدون شک اگر از تمامی هر 90 دانشجوی خوش‌شانسی که وارد این آزمایشگاه می‌شوند، حال و روز آنها در این محیط پرسیده شود، همگی ابراز خوشحالی می‌کنند. آنها این بخش از دانشگاه MIT را شادترین و در عین حال هیجان‌انگیزترین بخش این دانشگاه بزرگ عنوان می‌کنند. در هر بهار 15 تیم متشکل از 6 دانشجو در مسابقه‌ای هیجان‌انگیز برای طراحی بهترین و موثرترین اسباب‌بازی‌ها شرکت می‌کنند. تیم برنده صاحب 750 دلار جایزه می‌شود. در این رقابت گاهی اسباب‌بازی‌های جالب توجهی ارائه می‌شود که یکی از آنها اسکیت بورد موتوری تک چرخه بوده است که هم‌اکنون به عنوان یک اسباب‌بازی پرطرفدار در بسیاری از نقاط جهان دیده می‌شود. برنامه کاری این دانشجویان به این ترتیب است که در طول روز و براساس مدل‌سازی‌های رایانه‌ای و استفاده از ابزارهای اولیه‌ای که در اختیار دارند، اسباب‌بازی‌های مختلف طراحی کرده و می‌سازند و در پایان روز مورد آزمایش قرار می‌دهند. در طول ترم تحصیلی، کودکان و نوجوانانی که این آزمایشگاه بازدید می‌کنند، از این اسباب‌بازی‌ها استفاده می‌کنند. در این زمان دانشجویان و استادان واکنش کودکان به این وسایل را بدقت زیر نظر می‌گیرند. دانشجویانی که در این آزمایشگاه حضور دارند، معتقدند نمی‌توان پیش‌بینی کرد کودکانی که با این اسباب‌بازی‌های روبه‌رو می‌شوند، چه کارهایی با آنها می‌کنند.

در این آزمایشگاه محققانی آموزش می‌بینند که سال‌ها‌ بعد به دانشمندانی برجسته در علم بررسی اوضاع جوی تبدیل می‌شوند. این دانشجویان در طول ماه‌هایی که در این آزمایشگاه حضور دارند، کارهای عجیب و غریب زیادی انجام می‌دهند که هدف اصلی آنها، یادگیری اندازه گرفتن شدت تخریب تندبادهای شدید است. یکی از این کارها پرتاب کردن الوار به سوی دیوار است. اما این تازه آغاز کار است. آنها حتی خود را نیز به داخل تندبادهای واقعی پرتاب کرده تا نه تنها حس واقعی قرار گرفتن در این شرایط سخت را از نزدیک تجربه کنند، بلکه با دقت بیشتری اندازه‌گیری‌های مورد نظرشان را انجام دهند. پیش از وزش توفان تاریخی کاترینا گروهی از دانشجویان این آزمایشگاه در صحنه حاضر بودند. آنها مرکز تحقیقات سیاری راه‌اندازی کردند و با استفاده از امکانات آن اندازه‌گیری‌های متعددی انجام دادند که از جمله آنها می‌توان به شدت توفان اشاره کرد. نتایج بررسی این محققان جوان در تعیین قدرت توفان به کارشناسان سازمان اتمسفریک آمریکا کمک زیادی کرد. موفقیت‌های این آزمایشگاه در بررسی دقیق توفان‌ها موجب شده تا به عنوان یکی از مراکز اصلی و قابل اطمینان در بررسی و اندازه‌گیری شدت توفان‌های در راه در نظر گرفته شود. بخش دیگری از کارهای این محققان جوان در آزمایشگاه مرکز تحقیقات مهندسی و علوم باد طراحی و ساخت بناهایی است که در برابر وزش توفان‌های سهمگینی همچون کاترینا تاب و توان لازم را داشته باشد.

نفوذ به اعماق آب‌های جهان، کار دشواری است. این دشواری در دهه‌های گذشته همواره وجود داشته است و دانشمندان بتدریج بر آن غلبه می‌کنند. با این حال جای چندان تعجب ندارد که بشنویم دانش ما از فضا به مراتب بیشتر از اعماق آب‌های زمین است! فعالیت محققان جوان در آزمایشگاه‌هایی نظیر آزمایشگاه اقیانوس‌شناسی وودز هول در جهت افزایش دانش بشر از اعماق آب‌هاست. دانشجویانی که در این آزمایشگاه حضور دارند، بتدریج فرامی‌گیرند که چگونه در اعماق ناشناخته و تاریک اقیانوس‌های زمین به تحقیق و مطالعه بپردازند. هر یک از دانشجویانی که در این آزمایشگاه حضور دارند، روی پروژه خاصی کار می‌کنند و همواره از راهنمایی و مشاوره استادان سابقه‌دار استفاده می‌کنند. در پایان هر سری از این برنامه‌ها، دانشجویان موظفند نتایج یافته‌های تحقیقاتی خود را به دپارتمان‌های مربوط تحویل دهند. پروژه‌هایی که این دانشجویان به عهده می‌گیرند، از تنوع قابل توجهی برخوردار است. بررسی نمونه‌های آبی از عمیق‌ترین گودال‌های اقیانوسی مانندDeepwaterHorizon از جمله این پروژه‌هاست. آنها حتی تخمین‌هایی درخصوص مسیر مهاجرت وال‌ها ارائه می‌کنند. این کار به وسیله سیستم‌های ردیاب صوتی صورت می‌گیرد.

پرورش نیروهای متخصص در زمینه طراحی بازی‌های ویدئویی، مهم‌ترین کاری است که در این آزمایشگاه صورت می‌گیرد. در حقیقت این دانشجویان جوان می‌آموزند که چگونه بازی‌های مختلف ویدئویی و رایانه‌ای طراحی کنند. از آنجا که با پیشرفت فناوری‌هایی نظیر کنسول‌های ویدئویی و رایانه‌ای و افزایش علاقه جهانی به این نوع بازی‌ها، بازار این نوع بازی‌ها رونق چشمگیری پیدا کرده است، شمار زیادی از دانشجویان جوان ‌ به ورود به این عرصه علاقه‌مند‌ شده‌اند. این دانشجویان در پایان هر دوره کاری، بازی‌های رایانه‌های و ویدئویی ارائه می‌کنند که برخی از آنها بسرعت از شرکت‌های بزرگ تولید‌کننده بازی‌های ویدئویی سر درمی‌آورند.

مترجم : سعید حسینی

منبع : PopSci