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Imagen. / MIT

2023-02-13

Los desafíos de aprendizaje dan forma al camino de un ingeniero mecánico


Antes de que James Hermus comenzara la escuela primaria, era un niño feliz y curioso al que le encantaba aprender. Sin embargo, al final del primer grado, todo eso comenzó a cambiar, dice. A medida que sus libros escolares se hicieron más avanzados, Hermus ya no podía memorizar las palabras en cada página y pretender estar leyendo. Claramente conocía el material que el maestro presentó en clase; sus maestros no podían entender por qué no podía leer ni escribir sus tareas. Fue acusado de ser flojo y de no esforzarse lo suficiente.

Hermus tuvo la suerte de tener padres que buscaron pruebas de neuropsicología, que documentaron una enorme discrepancia entre su inteligencia nativa y su decodificación de símbolos y conciencia fonológica. Sin embargo, a pesar de recibir un diagnóstico de dislexia, Hermus y su familia encontraron resistencia en su escuela. Según Hermus, el especialista en lectura de la escuela no “creía” en la dislexia y, dice, el director amenazó a su familia con cargos de absentismo escolar cuando lo sacaron de la escuela todos los días para asistir a tutoría.

La escuela de Hermus, como muchas en todo el país, se mostró reacia a proporcionar adaptaciones para los estudiantes con discapacidades de aprendizaje que no estaban atrasados ​​dos años en dos materias, dice Hermus. Por esta razón, obtener y mantener adaptaciones, como tiempo adicional y un lector, fue una batalla constante desde el primer grado hasta el 12.º grado: los estudiantes que se desempeñaban bien perdían su derecho a las adaptaciones. Solo a través de la persistencia y el apoyo de los padres, Hermus tuvo éxito en un sistema educativo que, según él, con demasiada frecuencia falla a los estudiantes con discapacidades de aprendizaje.

Para cuando Hermus estaba en la escuela secundaria, tuvo que convertirse en un firme defensor de sí mismo. Para poder acceder a cursos avanzados, necesitaba poder leer más y más rápido, por lo que buscó tecnología adaptativa: Kurzweil, un programa de texto a audio. Esto, dice, fue realmente un cambio de vida. Al principio, para usar este programa, tenía que desarmar libros de texto, pasar las páginas por un escáner y digitalizarlas.

Después de llegar a la Universidad de Wisconsin en Madison, Hermus encontró una oportunidad de investigación en física médica y luego en biomecánica. Curiosamente, los grandes desafíos que enfrentó Hermus durante su educación habían desarrollado en él "el conjunto exacto de habilidades que hace a un investigador exitoso", dice. “Tenía que organizarme, defenderme, buscar ayuda para resolver problemas que otros no habían visto antes y ser excesivamente persistente”.

Mientras trabajaba como miembro del laboratorio de biomecánica neuromuscular del profesor Darryl Thelen en Madison, Hermus ayudó a diseñar y probar un sensor para medir la tensión de los tendones. Reconoció sus puntos fuertes en el diseño mecánico. Durante esta investigación de pregrado, fue coautor de numerosos artículos en revistas y conferencias. Estas experiencias y el deseo de ayudar a las personas con discapacidades físicas lo impulsaron al MIT.

En septiembre de 2022, Hermus completó su doctorado en ingeniería mecánica del MIT. Ha sido autor de siete artículos en revistas revisadas por pares, tres como primer autor y cuatro de ellos publicados cuando era estudiante. Ha ganado premios por sus estudios y por su investigación en ingeniería mecánica y se ha desempeñado como mentor y defensor de la concientización sobre la discapacidad en varios contextos diferentes.

Su trabajo como investigador surge directamente de su experiencia personal, dice Hermus. Como estudiante en un salón de clases de educación especial, “Observé tecnologías de asistencia, desarrolladas por científicos e ingenieros que mis amigos y yo nunca conocimos, que nos liberaron. Mi sueño siempre ha sido ser uno de esos ingenieros”.

El trabajo de Hermus tiene como objetivo investigar y modelar la interacción humana con objetos donde están presentes tanto el movimiento como la fuerza sustanciales. Su investigación ha demostrado que la forma en que los humanos realizan acciones cotidianas como girar el volante o abrir una puerta es muy diferente de gran parte de la robótica. Mostró que existen patrones específicos en el comportamiento que proporcionan información sobre el control neuronal. En 2020, Hermus fue el primer autor de un artículo sobre este tema, que se publicó en el Journal of Neurophysiology y luego ganó el primer lugar en la Exposición de Investigación de Ingeniería Mecánica del MIT. Usando esta información, Hermus y sus colegas implementaron estas estrategias en un robot Kuka LBR iiwa para aprender cómo los humanos regulan sus muchos grados de libertad. Este trabajo fue publicado en IEEE Transactions on Robotics 2022. Más recientemente, Hermus ha colaborado con investigadores de la Universidad de Pittsburgh para ver si estas ideas resultan útiles en el desarrollo de interfaces de computadora cerebral, utilizando electrodos implantados en el cerebro para controlar un brazo robótico protésico.

Si bien el hardware de las prótesis y los exoesqueletos avanza, dice Hermus, existen limitaciones abrumadoras en el campo del modelado descriptivo del comportamiento físico humano, especialmente durante el contacto con objetos. Sin estos modelos descriptivos, el desarrollo de implementaciones generalizables de prótesis, exoesqueletos y robótica de rehabilitación será un desafío.

“Necesitamos modelos descriptivos competentes de la interacción física humana”, dice.

Mientras obtenía su maestría y doctorado en el MIT, Hermus trabajó con Neville Hogan, el Profesor Sun Jae de Ingeniería Mecánica, en el Laboratorio de Biomecánica y Rehabilitación Humana Eric P. y Evelyn E. Newman. Hogan tiene grandes elogios por la investigación que Hermus ha realizado durante sus seis años en el laboratorio de Newman.

“James ha hecho un trabajo excelente tanto para su maestría como para su tesis doctoral. Abordó un problema desafiante e hizo un progreso excelente y oportuno hacia su solución. Fue un miembro clave de mi grupo de investigación”, dice Hogan. “El compromiso de James con su investigación es, sin duda, un reflejo de su propia experiencia”.

Luego de una investigación posdoctoral en el MIT, donde también ha sido profesor a tiempo parcial, Hermus ahora está comenzando un trabajo posdoctoral con la profesora Aude Billard en la EPFL en Suiza, donde espera adquirir experiencia con métodos de aprendizaje y optimización para avanzar en su investigación sobre el control motor humano. .

El entusiasmo de Hermus por su investigación es palpable, y su entusiasmo por el aprendizaje y la vida brilla a pesar de los obstáculos que presentó su dislexia. Demuestra un tipo similar de entusiasmo por el esquí de travesía y la escalada en roca con el MIT Outing Club, trabajando en MakerWorkshop y siendo miembro de la comunidad MechE.

“MIT es un lugar increíble. La gente de MechE en el MIT es extremadamente apasionada y sencilla. No soy inusual en el MIT", dice. "Casi todas las personas que conozco bien tienen una historia única con un camino poco convencional".

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