Hvernig á að hefja ferðalag þitt í vélfærafræði

Þú getur hafið ferðalag þitt í vélfærafræði með forvitni og löngun til að læra. Margar atvinnugreinar þurfa fólk sem skilur vélfærafræði. Heimsmarkaður vélfærafræði var metinn á 67.9 milljarða Bandaríkjadala árið 2023.

• Gert er ráð fyrir að það nái 78.4 milljörðum dala árið 2024.

• Sérfræðingar spá því að árið 2029 muni það vaxa í 165.2 milljarða dollara.

Þú byggir upp færni, öðlast reynslu og kannar nýjar leiðir samhliða því sem þú vex í verkfræði.

Yfirlit yfir vélfærafræði

Hvað er vélfærafræði

Þú getur kennt þér vélfærafræði ef þú vilt bæta vélmenni. Margir af bestu framhaldsskólunum bjóða upp á fjögurra ára nám á þessu sviði. Þetta nám hjálpar þér að undirbúa þig fyrir störf í vélfærafræði og sjálfvirkni. Þú lærir færni úr tölvu-, véla- og rafmagnsverkfræði. Í WPI þýðir vélfærafræði að nota snjallar hugmyndir í raunverulegum vélum. Þú lærir bæði falsa og raunverulega greind til að smíða góð vélmenni. Purdue kennir þér hvernig á að forrita, færa vélmenni og nota sjálfvirkni. Þú býrð þig undir að hanna og nota háþróaða vélmenni í raunveruleikanum.

Fjölgreinasvið

Vélfærafræði notar margs konar þekkingu. Þú notar vélaverkfræði til að smíða líkama vélmennisins og hjálpa því að hreyfa sig. Rafmagnsverkfræði hjálpar þér að veita vélmennum kraft og stjórn. Hugbúnaðarverkfræði gerir þér kleift að skrifa kóða og láta vélmenni hugsa. Gervigreind hjálpar vélmennum að læra og starfa sjálfstætt. Taflan hér að neðan sýnir hvernig hver færni hjálpar vélfærafræði:

Agi	Hlutverk í vélfærafræði
Vélaverkfræði	Smíðar líkama vélmennisins og hjálpar því að hreyfa sig. Hannar uppbyggingu þess og hvernig það virkar.
Electrical Engineering	Gefur vélmennum kraft, hjálpar þeim að tala og stjórnar þeim.
Hugbúnaðarverkfræði	Skrifar kóða og stýrir því hvernig vélmenni virka og taka ákvarðanir.
Artificial Intelligence	Gerir vélmenni klárari og hjálpar þeim að gera hluti sjálf.

Þú sérð líka teymi sem sérhæfa sig í tölvunarfræði, líffræði og heilavísindum. Þessi teymi nota færni sína til að laga vandamál og búa til ný vélmenni og verkfæri.

Hlutverk og verkefni

Það eru mörg störf í vélfærafræði. Þú gætir hjálpað til við að hanna og smíða vélmenni. Þú gætir skrifað hugbúnað til að stjórna vélmennum eða prófa nýjar hugmyndir. Þú gætir stjórnað verkefnum og unnið með öðrum verkfræðingum. Sumir stunda rannsóknir og finna upp nýja hluti. Aðrir setja upp og gera við vélmenni í verksmiðjum eða rannsóknarstofum. Hér eru nokkur algeng störf og verkefni:

Hlutverk/Verkefni	Lýsing
Hönnun og þróun	Vinna með öðrum að því að smíða hluti og kerfi fyrir vélmenni.
Forritun og eftirlit	Skrifaðu kóða fyrir vélmenni og hjálpaðu þeim að hreyfa sig og nota skynjara.
Prófun og staðfestingu	Smíða og prófa vélmenni til að tryggja að þau virki vel.
Samstarf og verkefnastjórnun	Stjórna tíma og auðlindum og vinna með mismunandi verkfræðingum.
Rannsóknir og nýsköpun	Kynntu þér nýjar hugmyndir um vélfærafræði og hjálpaðu til við rannsóknir.
Innleiðing og dreifing	Setjið upp vélmenni á raunverulegum stöðum og gangið úr skugga um að þau virki.
Fylgni og staðlar	Fylgja skal reglum og halda skrá yfir hönnun og prófanir.

Þú getur byrjað sem vélfærafræðingur, sjálfvirkniverkfræðingur eða vélfæratæknifræðingur. Þú gætir líka verið rannsóknaraðstoðarmaður eða stjórnkerfisverkfræðingur. Hvert starf hjálpar þér að læra meira um vélfærafræði og verkfræði.

Hæfni í vélfærafræði

Tæknilegir hæfileikar

Þú þarft góð tæknileg færni að standa sig vel í vélfærafræði. Þú notar stærðfræði og vísindi næstum daglega. Þú skrifar kóða til að láta vélmenni virka og laga vandamál. Þú vinnur með öðru fólki í teymi. Þú lærir nýja hluti hratt. Þú hugsar líka upp nýjar leiðir til að hanna vélmenni. Hér eru nokkrar færniþættir sem þú munt nota mikið:

• Stærðfræði og vísindi

• Forritun

• Hópvinna

• Að leysa erfið vandamál

• Skapandi hugsun

• Að læra nýja hluti

Þú notar þessa færni til að smíða og prófa vélmenni. Þú lærir hvernig á að nota skynjara og mótora. Þú notar tölvuforrit og verkfræðitól. Þetta hjálpar þér að tryggja að vélmenni virki rétt.

Lausnaleit

Þú stendur frammi fyrir mörgum vandamálum í vélfærafræði. Þú þarft að finna snjallar lausnir þegar vélmenni virka ekki. Þú talar um vandamálin sem þú sérð og hvernig þú lagar þau. Þú notar STAR aðferðina til að sýna fram á færni þína. Til dæmis gætirðu sagt frá því þegar vélmenni stóðst ekki próf. Þú breyttir hönnuninni til að laga vandamálið. Að segja þessar sögur hjálpar öðrum að sjá vandamálalausnarhæfileika þína.

• Ræðið vandamál og svör

• Gefðu dæmi um mjúka færni

• Notaðu STAR aðferðina til að sýna fram á vinnu þína

Þú leysir vandamál á hverjum degi í verkfræði. Þú prófar hugmyndir og lærir af mistökum. Þú gerir vélmennin þín betri.

Vertu vélfærafræðingur

Menntunarleiðir

Þú getur orðið vélfærafræðingur með því að fylgja nokkrum skrefum. Flestir byrja með góða menntun. Þú þarft að uppfylla ákveðnar skólakröfur fyrir þetta starf. Hér eru helstu atriðin sem þú ættir að gera:

1. Fáðu þér tengda gráðu. Flestir nemendur velja BS-gráðu í vélaverkfræði, rafmagnsverkfræði, hugbúnaðarverkfræði eða tölvunarfræði. Sumir háskólar bjóða upp á sérstaka gráðu í vélfærafræði.

2. Hugleiddu að fá hærri gráðu. Margar störfar leita að fólki með meistaragráðu, eins og meistaragráðu í vélfærafræði. Þetta getur hjálpað þér að fá betri störf.

3. Leggja áherslu á praktískt námFinndu námskeið með starfsnámi eða samvinnureynslu. Þetta veitir þér raunverulega færni.

BS gráða

BA-gráða er algengasta leiðin til að byrja í vélfærafræði. Þú getur valið úr mismunandi aðalgreinum sem hjálpa þér að undirbúa þig fyrir þennan feril. Hver aðalgrein kennir þér mismunandi færni í vélfærafræði. Hér eru nokkrir vinsælir kostir:

• Vélaverkfræði

• Electrical Engineering

• Tölvunarfræði

• Mechatronics

• Aerospace Engineering

• Iðnaðarverkfræði

• Líffræðileg verkfræði

• Vélfærafræði og sjálfvirkniverkfræði

Flest námsbrautir bjóða upp á námskeið í stærðfræði, eðlisfræði, forritun og rafeindatækni. Þú lærir einnig um skynjara, mótora og stjórnkerfi. Sumir háskólar leyfa þér að vinna að... raunveruleg vélmennaverkefni í tíma.

Major	Það sem þú lærir í vélfærafræði
Vélaverkfræði	Hönnun, hreyfing og uppbygging vélmenna
Electrical Engineering	Rafkerfi, rafrásir og skynjarar
Tölvunarfræði	Forritun, reiknirit og gervigreind
Mechatronics	Að sameina vélfræði, rafeindatækni og tölvunarfræði
Vélmenni og sjálfvirkni	Heildar vélmennakerfi og sjálfvirk ferli

Handreynsla

Þú þarft meira en bara gráðu til að starfa í vélfærafræði. Verklegt nám er mjög mikilvægt. Þú getur gengið í klúbba, tekið þátt í keppnum eða unnið að eigin verkefnum. Þessar athafnir hjálpa þér að byggja upp raunverulega færni og sýna vinnuveitendum hvað þú getur gert.

• Skráðu þig í vélmennaklúbb í skólanum. Þú getur unnið að hópverkefnum og lært af öðrum.

• Taktu þátt í vélfærafræðikeppnum. Þessir viðburðir leyfa þér að leysa raunveruleg vandamál og prófa hugmyndir þínar.

• Finndu starfsnám eða samstarfsverkefni. Þú færð að vinna með alvöru verkfræðingum og læra í starfi.

• Smíðaðu þína eigin vélmenni heima. Deildu verkefnum þínum á netinu eða í kennslustund.

• Gerðu sjálfboðaliðastarf á viðburðum eða vinnustofum í vélmennafræði. Þú kynnist nýju fólki og lærir nýja færni.

Margir nemendur fá sitt fyrsta starf með því að sýna það sem þeir hafa smíðað. Þú getur búið til eignasafn með myndum og myndböndum af verkefnum þínum. Vinnuveitendur vilja sjá hvað þú getur gert, ekki bara það sem þú lærðir í tímanum.

net

Tengslanet hjálpar þér að verða vélfærafræðingur. Þú kynnist fólki sem getur gefið þér ráð, deilt atvinnuleit eða hjálpað þér að læra nýja hluti. Hér eru nokkrar leiðir til að byggja upp tengslanet þitt:

• Skráðu þig á netspjallborð og spjallaðu við aðra aðdáendur vélfærafræði.

• Farðu á ráðstefnur og vinnustofur. Þú getur hitt sérfræðinga og aðra nemendur.

• Notaðu samfélagsmiðla eins og LinkedIn eða Twitter til að tengjast fagfólki.

• Gerðu sjálfboðaliðastarf á viðburðum í vélmennafræði. Þú hittir fólk sem deilir áhugamálum þínum.

• Vinnið að hópverkefnum á netinu. Þið lærið að vinna í teymi og eignast nýja vini.

• Deildu verkefnum þínum á bloggum eða myndbandsrásum. Fólk gæti tekið eftir verkum þínum og haft samband.

Þú getur orðið vélfærafræðiverkfræðingur ef þú fylgir þessum skrefum. Byrjaðu með réttu gráðunni, fáðu verklega þjálfun og byggðu upp tengslanet þitt. Hvert skref færir þig nær ferli í vélfærafræði.

Framhaldsfræðsla

Framhaldsnám

Að fá framhaldsnám getur hjálpað þér í vélfærafræði. Margir háskólar bjóða upp á meistaranám í vélfærafræði. Þessar námsleiðir kenna þér meira um hönnun, forritun og sjálfvirkni. Þú lærir hvernig á að leysa erfið vandamál og vinnur að raunverulegum verkefnum. Þú notar einnig rannsóknarstofur og vinnur með fyrirtækjum.

Þú finnur fleiri störf í heilbrigðisþjónustu, afþreyingu, landbúnaði og verksmiðjum. Þú færð líka betri laun og meira öryggi í starfi. Góð tengsl við fyrirtæki hjálpa þér að prófa mismunandi störf. Þú getur unnið við rannsóknir, framleiðslu á vörum eða leitt teymi. Framhaldsnám hjálpar þér að vekja athygli í verkfræðistörfum.

• Þú færð verklega æfingu með nýrri tækni.

• Þú hittir sérfræðinga og tengist þeim.

• Þú getur leitt verkfræðiteymi.

Vottanir

Vottanir sýna að þér er annt um vélfærafræði. Þú sannar yfirmenn þína og þekkingu. Mörg fyrirtæki vilja fá vottaða starfsmenn fyrir sérstök störf. Þú getur fengið vottanir í sjálfvirkni, hönnun og forritun. Þessi vottorð hjálpa þér að fylgjast með nýrri tækni.

Vottanir geta sýnt að þú kannt sérstaka hluti og hafir áhuga á starfinu þínu, sérstaklega ef þú ert nýr eða hefur litla reynslu. Yfirmenn kunna vel að meta fólk með verklega færni, en vottun getur hjálpað til við að sýna fram á að þú býrð yfir mörgum hæfileikum.

Nafn vottunar	hendi	best Fyrir	Lýsing
Vottanir vélfærafræðiverkfræðinga	Ýmsir	Verkfræðingar þróa snjallar vélmennakerfi	Hagnýt reynsla af reikniritum fyrir gervigreind í vélfærafræði.
Löggiltur SolidWorks fagmaður	Dassault Systèmes	Vélræn hönnun og frumgerðasmíði	Sýnir góða færni í SolidWorks til að smíða vélmennahluta.
Löggiltur sjálfvirknifræðingur	International Society of Automation	Sjálfvirkni og eftirlitskerfi ferli	Sannar að þú þekkir sjálfvirkni, sem er mikilvægt í vélfærafræði.
ROS vottun	Iðnaðarsamtökin Construct/ROS	Rannsóknir og iðnaðarnotkun	Sýnir að þú kannt að nota stýrikerfi vélmenna (ROS).

• Fleiri starfsvalkostir: Vottanir hjálpa þér að skera þig úr þegar þú leitar að vinnu.

• Virðing og traust: Þau sýna að þú ert hæfur og alvarlegur.

• Nýjasta færni: Vottunarnámskeið kenna þér nýja vélfærafræðitækni.

• Betri laun: Löggiltir verkfræðingar þéna oft meiri peninga.

• Sérstök störf: Vottanir hjálpa þér að fá sérstök störf og vinna að flottum verkefnum.

Þú getur valið þá vottun sem hentar markmiðum þínum í verkfræði. Þú sýnir yfirmönnum að þú býrð yfir þeirri færni sem þeir vilja.

Er vélfærafræði rétta leiðin fyrir þig

Eiginleikar til að ná árangri

Þú þarft ákveðna eiginleikar til að gera vel í vélfærafræði. Margir farsælir vélfærafræðiverkfræðingar deila þessum eiginleikum. Þú notar kerfisbundna hugsun til að sjá hvernig hlutar vinna saman. Þú þróar forritunarhugsun til að leysa vandamál með kóða. Þú lærir nýja hluti fljótt og notar stærðfræði á hverjum degi. Þú tekur góðar ákvarðanir og átt góð samskipti við teymið þitt. Þú hannar nýja tækni og leysir flókin vandamál. Þú heldur áfram að reyna jafnvel þegar hlutirnir verða erfiðir.

Hér eru helstu eiginleikar sem þú finnur í vélfærafræðiverkfræðingum:

1. Systems hugsun

2. Hugsunarháttur forritunar

3. Virkt nám

4. Stærðfræði

5. Dómur og ákvarðanataka

6. Góð samskipti

7. Tæknihönnun

8. Flókin lausn á vandamálum

9. Þrávirkni

Þú notar þessa eiginleika til að leysa raunveruleg vandamál. Þú vinnur með öðrum og deilir hugmyndum. Þú heldur áfram að læra og bæta færni þína.

Sjálfsmat

Þú getur athugað hvort vélfærafræði henti þér með því að nota sjálfsmatsverkfæriÞessi verkfæri hjálpa þér að sjá styrkleika þína og vaxtarsvið. Þú svarar spurningum um áhugamál þín og færni. Þú færð prófíl sem sýnir hvort vélfærafræði hentar markmiðum þínum.

• Prófið hjá Gyfted um vélfærafræði hjálpar þér að læra um færni þína, áhugamál og óskir. Prófið notar sálfræðilegar aðferðir til að gefa þér innsýn og fulla mynd af starfsferilsáætlun þinni.

• Matsprófið í vélfærafræði kannar þekkingu þína á grunnatriðum vélfærafræði, forritun og stýrikerfum. Þú getur tekið þetta próf hvort sem þú ert byrjandi eða sérfræðingur. Prófið tekur um 30 mínútur.

Þú notar þessi verkfæri til að taka skynsamlegar ákvarðanir um framtíð þína. Þú finnur út hvað þér líkar og hvað þú þarft að vinna í. Þú ákveður hvort vélfærafræði sé rétta leiðin fyrir þig.

Hvernig á að byrja

Online Námskeið

Þú getur læra vélmenni með því að taka námskeið á netinu. Þessi námskeið kenna þér grunnatriðin. Þú byggir upp færni þína skref fyrir skref. Margir af bestu framhaldsskólunum bjóða upp á ókeypis eða ódýr námskeið. Þú lærir um vélmennagerð, forritun og gervigreind. Hér eru nokkur góð byrjendanámskeið:

• Inngangur að vélfærafræði (CS223A) frá Stanford háskóla kennir stærðfræðilíkön og hvernig vélmenni virka.

• Grunnatriði vélfærafræði I – Vélfæralíkanagerð frá Háskólanum í Napólí sýnir þér grunnatriði vélfæralíkanagerðar.

• Netnámskeið í vélfærafræði í Michigan eru meðal annars ROB 102: Inngangur að gervigreind og forritun, ROB 311: Hvernig á að smíða vélmenni og láta þau hreyfast og ROB 502: Forritun fyrir vélmenni.

Klúbbar og keppnir

Þú getur gengið í vélfærafræðiklúbba og tekið þátt í keppnum til að æfa þig í verklegum æfingum. Þú vinnur með öðrum nemendum og leysir raunveruleg vandamál. Þú smíðar vélmenni saman og lærir samvinnu. Margir klúbbar bjóða byrjendur velkomna og hjálpa þér að læra nýja færni. Hér eru nokkrir vinsælir kostir:

• BEST vélmennakeppnin hjálpar nemendum í mið- og framhaldsskóla að leysa vandamál í atvinnulífinu.

• Robomission World Robot Olympiad notar LEGO til að leysa raunverulegar áskoranir.

• Botball Robotics frá NASA hjálpar þér að verða betri í forritun.

• First Robotics heldur viðburði og námsstyrki fyrir framhaldsskólanema.

• Zero Robotics hjá MIT gerir þér kleift að forrita vélmenni fyrir geimferðir.

• MATE ROV keppnin snýst um smíði neðansjávarvélmenna.

• Robofest styður STEAM nám með vélmenni.

• Conrad áskorunin hvetur þig til að búa til vélmenni sem laga vandamál heimsins.

Ráðstefnur

Að fara á ráðstefnur um vélfærafræði hjálpar þér að hitta sérfræðinga og aðra nemendur. Þú sérð nýja tækni og hlustar á fyrirlestra. Þú getur tekið þátt í vinnustofum og lært nýja hluti. Margar ráðstefnur bjóða bæði nemendum og byrjendum velkomna. Taflan hér að neðan sýnir nokkra stóra viðburði:

Nafn ráðstefnu	Lýsing	Markhópur
IEEE ICRA	Stærsti rannsóknarviðburðurinn í vélmennafræði, sem fjallar um gervigreind og sjálfvirkni.	Verkfræðingar, gervigreindarrannsakendur, sérfræðingar í greininni, nemendur
Vélmenni: Vísindi og kerfi (RSS)	Sýnir nýjar rannsóknir í vélfærafræði.	Rannsakendur, framhaldsnemar, sérfræðingar í atvinnulífinu
Summit & Expo vélmenni	Deilir nýjustu tækni í vélmennafræði.	Forritarar, viðskiptaleiðtogar, nemendur, fræðimenn
Ráðstefna um gervigreindarvélmenni	Áhersla er lögð á vélmenni sem knúin eru af gervigreind og vélanám.	Rannsakendur í gervigreind, sérfræðingar í greininni, nemendur

Þú getur byrjað að læra vélfærafræði með því að taka einföld skref.

1. Fyrst skaltu fá BA-gráðu í vélfærafræði eða annarri raunvísindum, tækni, verkfræði og stærðfræði.

2. Næst skaltu læra forritun og hvernig á að nota vélfærafræðiramma.

3. Skráðu þig í klúbba, gerðu verkefni og fáðu starfsnám til að fá raunverulega reynslu.

4. Fáðu þér vottanir til að sýna fram á að þú kunnir þitt fag.

Haltu áfram að læra nýja hluti til að bæta þig og vera á undan öðrum. Þetta hjálpar þér að vaxa með nýrri tækni. Þú getur byrjað í dag með því að skrá þig í námskeið eða ganga í klúbb. Allir sem eru forvitnir og vilja læra geta náð góðum árangri í vélfærafræði og verkfræði.