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Students and UChicago scientists turn Wrigley Field into data lab

在箭牌球场友好的空间里,除了标志性的砖块和历史悠久的棒球场常青藤之外,今年夏天还出现了一些新技术。参加本赛季的比赛,你可能会注意到白色的塑料风向标从上下甲板的柱子上冒出来,或者门旁边带有色彩鲜艳按钮的木箱子。

这些手工技术建造的一所学校两英里以西的Wrigley棒球场作为数组的项目的一部分,一个雄心勃勃的芝加哥大学和阿贡国家实验室项目“乐器之城”活动的传感器网络收集数据,环境和基础设施。Lane技术学院预科高中的学生连续第三年与来自Array Things和芝加哥艺术学院(School of the Art Institute of Chicago)的研究人员合作,建造、编程和部署他们自己的传感器“节点”,获得帮助科学家更好地理解城市的技术的实践经验。

在芝加哥,100多个事物节点目前收集温度、湿度、气压、磁场、振动、光线和空气质量的数据,并公开发布结果,供科学家、市政官员和居民使用。与Lane Tech合作,AoT的研究人员开发了一个试点教育项目,将该项目带入学校,使用现成的设备帮助学生创建他们自己的传感器网络的小版本。

在这个名为“物之巷”(Lane of Things)的工作坊的头两年里,学生们在Lane Tech的走廊里安装了自己制作的传感器,而今年与芝加哥小熊队(Chicago Cubs)的合作则展示了一个引人注目得多的实验场景。学生们向团队代表询问他们最紧迫的问题,设计了测量声音、天气和客户满意度的定制设备,并于5月底在球场周围安装了传感器。

“清凉方面为孩子们工作的幼崽,甚至很多人从来没有去过箭牌,”Jeff Solin说计算机科学教师巷技术。”孩子们有机会体验与客户合作,与所有的挑战和阳性带来…这是一种他们不会从为自己做东西中得到的体验。”

混合阀杆和运动

在10周的时间里,索林和丹·洛教授的100名莱恩理工学院学生学习了城市传感技术,并就如何在这个有着104年历史的棒球场上最好地使用它进行了头脑风暴。虽然前几年的项目研究当地的湿度等问题在学校温室或人流量指导顾问的办公室,今年的挑战是很广泛:场所,拥有超过41000人,举办每年至少81棒球比赛,除了其他运动,音乐会和社区活动。

小熊队想把数据放在一些关于箭牌场地最常见的问题后面:包括风速和温度在内,上层甲板和下层甲板的天气有多大不同?球场在比赛日会产生多少噪音?噪音会在多大程度上扩散到周围的社区?在场的人对他们在公园的经历满意吗?

现在有廉价的传感器来测量这些变量。但要让它们适应成千上万棒球迷的户外环境,需要精心的规划和设计。帮助,传感器阵列的原始设计者的一些事情nodes-Douglas Pancoast和罗伯时候芝加哥艺术学院,学院的建筑公司的萨提亚苏帕金斯+,和凯特Kusiak加尔文的城市中心计算和Data-guided学生从坐标纸草图到最终产品。

学生们被分成声音、天气和客户满意度小组,用三维建模软件和纸板制作原型,反复进行最终的设计,这些设计可以抵御天气变化,但仍然足够开放,可以测量来自外部世界的数据。每个团队都使用激光蚀刻机、3d打印机和更传统的“商店级”机械来制作定制的木结构、有机玻璃和塑料结构,上面印有学生设计的“Lane of Things”标识。

除了技术需求,这些项目还提供了创新的空间。顾客满意度箱提供了一个潜在的实时调查,从家庭和来访的粉丝数量到卫生间的长度和优惠线的长度,每天需要承受数千次按键的压力,同时也要吸引与会者的眼球。学生们用院子里的伞架做了一个底座,做了一个糖果色的大“快乐”和“悲伤”按钮,并做了一个卡片插槽,小熊队的工作人员可以根据日期和感兴趣的主题提出不同的问题。

“看到从开始到结束,从想法到最终产品的演变,真的很酷,”Lane Tech的大四学生梅根·阿尔特曼(Megan Altman)说。“此外,我还能见到团队的技术人员,了解幕后……我一直在考虑STEM的职业,但没有考虑如何将这些技能应用到棒球中。”

对象数组中的教育节点

莱恩理工学院学生的设计过程是一系列工作的缩影,这些工作将在芝加哥全城的路灯杆子上安装500个传感器节点。随着Lane of Things项目进入部署阶段,芝加哥运输部的工作人员在西部大道和Addison Street的交叉口安装了第100个数组的Things node;巧合的是,就在Lane Tech的校园旁边。

每个节点包含测量环境数据和图像的传感器组合,这些传感器可以分析行人和车辆交通、十字路口洪水或云层覆盖等措施。然后,节点收集的数据通过芝加哥市数据门户或由UChicago/Argonne研究中心城市计算与数据中心开发的开放数据平台Plenario等渠道公开发布。

Array of Things最初是作为一种社区技术创建的,它生成了有价值的新数据流,科学家、政府和公众可以使用这些数据流更好地理解和改善城市。但首席研究员查理·卡特利特(Charlie Catlett)认为,Array of Things也是一个教育平台,为学生提供了一个真实世界的工具,让他们在自己选择的“实验室”里学习数据、编码和技术。卡特利特是Argonne的高级计算机科学家,也是UrbanCCD的主管。

卡特利特说:“这项技术为学生提供了一种在自己的环境中测量数据和实践科学的方法,测试与他们生活直接相关的问题。”“Lane of Things向这些学生介绍了宝贵的职业技能,让他们能够就学校、社区和城市提出问题,鼓励他们参与科学和工程。”

在摩托罗拉解决方案基金会(Motorola Solutions Foundation)的资助下,Array of Things及其教育合作伙伴希望在整个城市和地区的学校中复制“物联网工作坊”(Lane of Things workshop)模式。今年夏天,他们将为芝加哥公立学校的教师举办一个专业发展研讨会,并为芝加哥地区的计算机科学课程开发一个正式的课程,以使用AoT数据和传感器技术。


将体育应用于课堂

今年5月,小熊队(Cubs)主场开始前的一个雨天,莱恩理工学院(Lane Tech)的学生们在箭牌球场(Wrigley Field)的大厅里转来转去,安装自己的设备,躲避提着小桶的高尔夫球车,在空中挥舞着天线,寻找一种难以捉摸的wi-fi信号。撇开一些技术问题不谈,在阵亡将士纪念日的前一周,在对阵克利夫兰印第安人队和旧金山巨人队的比赛中,音响和客户满意度传感器已经就位。

九天之后,他们回到箭井现场,展示他们的工作,并提供参观传感器位置的机会。虽然技术问题推迟了天气传感器的安装,但是来自声音和客户设备的初步数据提供了来自研讨会的第一个收获。在四场比赛的一段时间里,近5000名球迷对“你玩得开心吗?”在出口设立的五个球迷情绪站之一。

小熊组织的代表说,只要传感器还能用,他们就会把它们留在那里,并将数据分享给Lane Tech,供以后的研讨会使用。

“我们总是对数据感兴趣,看看我们在哪些方面还有改进的空间,并与我们的社区进行接触,做得更好,”小熊队政府和社区关系经理希瑟韦基茨(Heather Way Kitzes)说。“和这些学生一起工作,以一种不同的方式把体育应用到课堂上,这是一次很棒的经历。”

新闻英文原版地址:https://news.uchicago.edu/story/students-and-uchicago-scientists-turn-wrigley-field-data-lab