التعريف بالتعليم في مجال الميكاترونيك اليوم

إن هندسة الميكاترونيك تقف في مفترق طرق التصميم الميكانيكي والإلكترونيات ونظم المراقبة وعلوم الحاسوب، وهي تنتج آلية ذكية تقود خطوط التصنيع الحديثة، والآليات الجراحية، والمركبات المستقلة، والأجهزة المنزلية الذكية، وتستلزم الطبيعة المتعددة التخصصات للميدان نهجاً تعليمياً يتجاوز المحاضرات السلبية، ويجب على الطلاب أن يتعلموا دمج المعدات والبرامجيات، والشبكات التشخيصية للأجهزة.

وتتزايد قيمة هيئات الاعتماد الهندسية مثل التعليم القائم على النتائج، حيث يبرهن الطلاب على الكفاءة من خلال التصميم والتشويه بدلا من التأشير، وتتيح البيئات الافتراضية للمعلمين استحداث تجارب قابلة للتجديد، وقابلة للقياس، تكون متسقة مع هذه المعايير، كما أن ارتفاع محركات فيزياء الأرضيات العالية التخصيب، ومنابر المحاكاة المتاحة قد جعل من الممكن إعادة تشكيل خلايا الإنتاج الكاملة.

كما يعالج التحول فجوة حرجة في التعليم الهندسي: الحاجة إلى سرعة التكرار، ففي المختبرات التقليدية، قد لا يحصل الطالب إلا على محاولة أو محاولتين لإجراء تجربة بسبب ضيق الوقت والمعدات، وتقضي البيئات الافتراضية على ذلك الحاجز، مما يتيح لعشرات من المعالم التي تمسح في دقائق، مما يتيح للتعلم تطوير شعور غير ملائم لديناميات النظام التي تعجل بتحولهم من النظرية إلى الممارسة.

تطور المختبرات الافتراضية في الميكاترونيك

وتوجد مختبرات افتراضية منذ عقود في شكل مبسط - التفكير في محاكاة الدوائر الأولى أو التفاحات الأساسية لمراقبة السيارات - ما يميز المختبرات الافتراضية الحالية هو مستوى التكامل - وتجمع المنصات الحديثة بين ديناميات متعددة الأجساد، وتحليل العناصر الزهيدة، ومحاكاة السوائل، ومنطق التحكم في الوقت الحقيقي في بيئة واحدة - يمكن الآن للطالب الذي يصمم نظاماً آلياً متغيراً للضوءات

وقد تسارعت عملية التبني، أولا، لا تزال تكلفة الطباعة البدنية مرتفعة؛ وتظل معدات الميكاترونيك مثل الروبوتات الصناعية، وآلات الشركة، والمدربين الناموسيات، ومحطات مراقبة العمليات تتجاوز الميزانيات؛ وثانيا، فإن وباء COVID-19 يرغم على إجراء تعليم سريع ويبيّن أن المختبرات الافتراضية يمكن أن تحافظ على استمرارية التعلم عندما يكون الوصول المادي مستحيلا، وأخيرا، فإن التقدم في البرامجيات البرمجية المتخصصة التي تستخدم الشبكة العالمية (Web)

واليوم، نرى نُهجاً متشابكة: مختبرات مصممة على برمجيات محضة تعمل على الحواسيب المحمولة، ومجهزات مختلطة حيث تتواصل المعدات المادية مع توأم رقمي، ونظم الوصول عن بعد تماماً حيث يسيطر الطلاب على المعدات الحقيقية عن طريق وصلة شبكية، وكل نموذج له مكانه، ولكن القراء المشترك هو أن المحاكاة تستخدم عمداً لتعزيز الخبرة المادية وليس فقط، وأن أكثر المناهج فعالية هي التي تتيح للطلاب الاطلاع على أهداف إعدادية قبل الدورات المختبرية.

محاكاة تكنولوجيا الطاقة الكهربائية

ولفهم تأثير المختبرات الافتراضية، يساعد على فحص التكنولوجيات الكامنة، وتشمل مجموعة محاكاة قوية عدة طبقات:

  • Physics Engines:] Tools like NVIDIA PhysX, Bullet, and DART simulate rigid-body dynamics, collisions, friction, and joint constraints. They enable reality motion ofroids, conveyors, andميكانيكي linkages.
  • Control System Integration:] Platforms like MATLAB/Simulink, LabVIEW, and TwinCAT allow students to design and test control algorithms directly against simulation models. They can implement PID, state-space, or model predictive controllers and observe stability, overshoot, and settling time in a dynamic equipment.
  • (ب) تقدم محركات الألعاب مثل الوحدة والمهندسة غير الواقعية رسوماً بيانية ودعماً للأشعة المقطعية، مع وجود واردات نموذجية من اتفاقية مكافحة التصحر، تقدم منافذ غير دقيقة للإنشاءات الصناعية، مما يتيح للطلاب تفتيش خلية آلية من أي زاوية، كما أن هذه المحركات تدعم التدريب على المحركات التي يمكن الوصول إليها.
  • Industrial Communication Protocols:] Advanced simulations incorporate OPC UA, MQTT, or Modbus, mirroring real industrial networks. Students can learn to interface PLCs, SCADA systems, and IIoT sensors in a safe Sandbox, understanding latency and data integrity constraints without risking production downtime.
  • Machine Learning and AI Add-ons:] Some virtual laboratory laboratory laboratorys integrate reinforcement learning Library, allowing students to train an agent to control a simulated drone or balance an inverted pendulum-a task that would be too slow or risky on physical equipment. This bridges the gap between traditional control and modern AI-driven functioning.
  • Cloud-Based Streaming:] Services like NVIDIA GPU Cloud and AWS EC2 enable institutions to run demanding simulations on remote servers, giving students access to high-end compute without needing powerful local equipment. This democratizes access and allows concur use by entire classes.

(أ) يظل نظام " سيمولينك " (FLT:1]) حجر الزاوية في التعليم الرقابي، ويوفر بيئات رسمية وخلق رموز آلية، وفي الوقت نفسه، فإن النظم الإيكولوجية المفتوحة المصدر مثل نظام ROS 2 والتفاعل بين المحاكاة، Gazebo ، توفر قدرات محاكاة روبوتية واسعة النطاق تستخدم على نطاق واسع في البحوث الجامعية وأدوات الصناعة الأقل تكلفة.

الملاءمات على المختبرات المادية التقليدية

وتجلب المختبرات الافتراضية مجموعة متميزة من الفوائد تتجاوز مجرد وفورات التكاليف، وفي حين أن المادة الأصلية أبرزت المشاركة والمهارات العملية وإمكانية الوصول والكفاءة في التكاليف، فإن هذه المزايا تستحق دراسة أعمق:

التجارب القابلة للتقسيم والقابلة للتجديد

وفي المختبر البدني، يتقاسم عدد من الطلاب في كثير من الأحيان مدرباً أو اثنين مكلفين، ويحد من الوقت العملي الفردي، وتسمح المختبرات البصرية لكل طالب بالتفاعل مع حالته الخاصة في وقت واحد، ويمكن تكرار التجارب فوراً مع المعايير المعدلة، ويعزز التعلم القائم على التحقيق حيث يختبر الطلاب الفرضيات بسرعة، وإذا كان النظام الناموسياتي يتصرف بطريقة غير متوقعة، فإنه يمكن أن يخطو من خلال إعادة العزف، أو تعديل معامل الاحتكاك أو الضغط الجانبي.

السلامة بدون إكراه

ويمكن أن تنطوي الميكاترونيك على كميات كبيرة من الفول، وأجزاء سريعة الحركة، والغازات المضغطة، والأسطح الساخنة، وقد تؤدي الأخطاء في المختبر الحقيقي إلى إلحاق الضرر بالمعدات أو تسبب الإصابة، وفي بيئة افتراضية، يمكن للطلاب أن يستكشفوا بأمان أسوأ سيناريوهات - الدائرة الهضمية، أو الظروف المفرطة، أو البرمجيات التي تسبب ذراعا آليا لكسر التحولات الهندسية القصوى، مما يشجع على زيادة القدرة على التجربة.

دال - بيئة التعلم في مجال البحوث

وتولد عمليات المحاكاة سجلات شاملة لكل متغير: تيارات السيارات، والزوايا المشتركة، وتوقيت حزمة الشبكة، ومدونات الأخطاء، ويمكن للمربين أن يصمموا تقييمات يجب فيها على الطلاب تحليل مسارات البيانات هذه لتشخيص الأخطاء أو اقتراح الأداء على الوجه الأمثل، وهذا يعكس ممارسات الصيانة الحديثة التي يعتمد فيها المهندسون على التوأم الرقمي وبيانات الاتجاهات التاريخية لمنع حدوث انخفاض في الوقت.

التعاون عن بعد والوصول العالمي

فالمختبرات الافتراضية تمكن أفرقة الطلبة المتفرقة جغرافيا من العمل في نفس حالة المحاكاة في الوقت الحقيقي، وتدل على وجود أسطح متماسكة للمراقبة، ودردشة متكاملة، ومخازن موحدة للمدونة على أن مشاريع تصميم المجموعات لم تعد تتطلب من الجميع أن يكونوا في نفس الغرفة، وهذا لا يوسع فقط من فرص الوصول إلى المتعلمين غير التقليديين بل يعكس أيضا الأفرقة الهندسية الموزعة عالميا والمشتركة في الصناعة.

النظرية والممارسات المتفرقة

فالمفاهيم المجردة مثل التحولات في مكان ما، وقطع الجذور، والتمثيلات في الفضاء الحكومي يمكن أن تشعر بالفصل عن المعدات الحقيقية، وتُحدِّد المختبرات الافتراضية هذه المفاهيم: يُكسب الطالب متحكما ويشاهد على الفور نُسخة الذراع الآلي، ثم يرى تحديثاً في مؤامرة الغليان، وهذه الحلقة المضغوطة تُنشئ حداً للنظم الدينامية التي لا يمكن أن تحقق المعالجة البصرية البحتة وحدها.

التنفيذ العملي: أمثلة ودراسات حالات إفرادية

وقد اعتمدت المدارس الهندسية الرائدة ومراكز التدريب الصناعي مناهج محاكاة ثقيلة ذات نتائج ملموسة، حيث تستخدم إدارة الهندسة الذاتية للنظم التابعة لجامعة شيفيلد مزيجا من مختبرات MATLAB/Simulink والافتراضية العرفية لتعليم نظم المراقبة، ويظهر الطلاب الذين يتحكمون في تصميم محرك محاكاة تابعين للمبنى، ثم ينشرون نفس الخرطوم إلى معدات مادية عن طريق أدوات الانتقال الافتراضية السريعة.

وبالمثل، توفر منابر فيستو ديديكت FluidSIM] و CIROS مدربين مقطعيين افتراضيين للمصابين بالهرمونات والهيدروف والتشغيل الآلي للمصانع، وهذه الأدوات تحاكي أجهزة الاستشعار والمحاضرين ومركبات PLCs بدقة بحيث يمكن نقل دائرة صوتية مصممة تقريبا إلى تكييف رقمي حقيقي.

وثمة حالة أخرى ملحة هي نهج التعلم القائم على المشاريع في مدرسة الهندسة الميكانيكية في جورجيا، حيث يستخدم الطلاب في الدورات الدراسية للميكانيكيين المصغرة الاردوينية ومجالس رزبيري جنبا إلى جنب مع بيئات المحاكاة مثل كوبيلاسيم لبناء واختبار الروبوتات الصغيرة المستقلة، ويصدق المحاكاة أولا على مقاييسها الملاحية، ورمز النجاح في أجهزة الاستشعار، وثبات التحكم في السيارات.

كما أن الصناعة تستخدم مختبرات افتراضية لتطوير القوة العاملة، وتقدم شركات مثل سيمنز وروكويل برامج تصديق تشمل التمرينات الرقمية التوأم، وترسم برامج افتراضية للمركبات العضوية الثابتة لإدارة خط إنتاج محاكاة، وتشويه العيوب مثل موصل للاضطرابات أو صمام عالق، كما أن التقييمات دقيقة ومترجمة مباشرة إلى كفاءات خطية، مما يدل على أن المصانع الافتراضية لا تزال قادرة على التأقلم.

تعزيز البيدجوي من خلال المحاكاة

وترتكز القدرة التعليمية للمختبرات الافتراضية على مبادئ نظرية التعلم الصلب، وتشهد تجربة ديفيد كولب الاستطلاعية - التأمل، والملاحظة التأملية، والتصورات الخلاصية، والاختبارات النشطة مباشرة في أنشطة محاكاة، ويتفاعل الطالب مع اختبارات تجريبية (تجربة اختبارية)، ويشاهد تغير الاستجابة السريعة عند زيادة الكسب (ملاحظة الاصطناعية)، ويضع افتراضاً

كما أن نظرية الحمل المعرفي تدعم استخدام المحاكاة المصممة تصميما جيدا، حيث يمكن عن طريق عزل المتغيرات وإزالة المعلومات الخارجية مثل تعقيدات الأسلاك أو التركيب المادي، أن يركز المختبر الافتراضي اهتمام المتعلم على المفهوم الأساسي للتنوع، سواء كان ذلك بمثابة خط للتغذية المرتدة أو فرز نبضات الحشود، وبعد أن يتقن ذلك، يمكن نقل هذه المفاهيم إلى السياق الأغنياء للأجهزة الكهربائية.

وتتيح السمات التعاونية في المنابر الحديثة لفرق الطلبة المتفرقين جغرافيا العمل على نفس الآلة الافتراضية، كما أن مواسير المراقبة المشتركة، والتداول المتكامل للفيديو، والمستودعات المشتركة للمدونة، تعني أن مشاريع تصميم المجموعات لم تعد تتطلب من الجميع أن يكونوا في نفس الغرفة، وهذا لا يوسع من الوصول فحسب، بل يعكس أيضا الأفرقة الهندسية الموزعة عالميا المشتركة في الصناعة، وقدرة الدول على توضيح محاكاتها وإعادة صياغة القرارات.

التصدي للتحديات

ورغم وعودهم، فإن المختبرات الافتراضية ليست بديلاً عالمياً للخبرة المادية، فالتحدي الرئيسي هو التخييط، ولا يستوعب أي ارتداء من نوع التعرّض للضرب في إطار نظام مشترك أو كهرومغناطيسي في أسلاك الاستشعار، أو أن الارتداد المرتجع من خلال تشديد الرقابة على المحركات يمكن أن يؤدي إلى " فجوة في التكيّف بين الأطراف " حيث تُستخدم سياسات مُعُثُبُتُبُتُتُتَ بشكلٍ مثالي.

وتشكل الهياكل الأساسية التقنية عقبة أخرى، إذ تتطلب المحاكاة العالية الصفوة موارد حاسوبية قوية، وليس لدى كل طالب حاسوب محمول من الدرجة الأولى، ويمكن أن تعالج حلول التدفق القائمة على الكلاود هذا، ولكنها تتطلب وجود حاجز موثوق به من الشبكة الدولية ذات السرعة العالية في مناطق كثيرة، ويجب على المؤسسات أن تنظر في الإنصاف عند تصميم مناهج مختبرية افتراضية، أو تقديم بدائل منخفضة النطاق أو سيناريوهات تفاعلية مبسطة مسبقا.

كما أن تدريب الكلية وإعادة تصميم المناهج الدراسية أمران مهمان بنفس القدر، فالمدرب الذي يصور فقط مدخلاً مادياً في صندوق PDF من مخاطر المحاكاة التي تخسر ثراء التحريات الموجهة، ويحتاج تطوير مختبرات افتراضية فعالة إلى خبرة في التصميم التعليمي، وكتابة السيناريوهات، ورواسب التقييم الفكري.() ويمكن أن تساعد موارد التطوير المهني، مثل تلك التي تقدمها ] ،]، مؤسسات التعليمات الهندسية، على التكيف بسرعة.

وأخيراً، هناك مسألة تقييم الكفاءة العملية، وكيف يمكن للطالب الذي استخدم فقط مقياساً افتراضياً أن يعمل بأمان على أساس نموذج حقيقي؟ إن نماذج التقييم الهجينة آخذة في الظهور، حيث يجب على الطلاب أداء مهمة مادية كبسولة، ولكن الوحدات الأولية تُجرى عملياً، وهذا النهج المتوازن يحافظ على كفاءة المحاكاة مع ضمان التحقق من المهارات العملية، وبعض البرامج تستخدم نظاماً لجواز الاختبارات الافتراضية يسمح للطلاب بسحب.

دور الشراكات والمعايير الصناعية

والمواءمة بين متطلبات التعليم والصناعة أمر أساسي بالنسبة للنظم الحضرية، وهو ميدان يحدده ناتجه العملي، وتستثمر شركات التشغيل الآلي الرائدة بنشاط في النسخ التعليمية من برامجها، مثل شركة Siemens NX Mechatronics Concepter أو أدوات المحاكاة الاستوديو 5000 في شركة روكويل، وهي تقدم أيضاً للطلاب إمكانية الحصول على نفس الوصلات التي سيواجهونها في العمل.

وبدأت منظمات معايير مثل الجمعية الدولية للتلقائية والمعهد الدولي للتعلم والتوثيق في التعرف على المختبرات الافتراضية في مبادئها التوجيهية المتعلقة بمنح شهادات تقنيين ومهندسين، وعلى سبيل المثال، تضع الوكالة معايير قائمة على الكفاءة يمكن تقييمها جزئيا من خلال المظاهرات المحاكاة، وهذا التصديق يعطي البرامج الأكاديمية ثقة بأن استثماراتها في المختبرات الافتراضية سيعترف بها أصحاب العمل في المستقبل.

وقد يُنفق الطالب فصلاً دراسياً لتحسين كفاءة الطاقة في نظام محاكاة HVAC لشريك من الشركات، ثم يقدم استراتيجية الرقابة المصدق عليها، وتُنشر نفس الاستراتيجية لاحقاً في المبنى المادي، مما يوضح خط الأنابيب المباشر من التعليم الافتراضي إلى التأثير في العالم الحقيقي، كما تُدرِس هذه المشاريع إدارة المشاريع ومراقبة النسخ باستخدام منابر مثل جيت هوب، التي تُدمج الآن في بعض بيئة التحف.

الاتجاهات المستقبلية: التكنولوجيا الجذابة، والتوائم الرقمية، و AI

ومن شأن إدماج الواقع المكثف والافتراضي أن يضفي على الخط بين العوالم المادية والرقمية، ويمكن للرؤوسيات التي تستخدم مثل مايكروسوفت هولو لينز أن تُضخ على المقاييس الافتراضية وتُحدث تلميحات مسببة للمشاكل في الأجهزة الفعلية، مما يتيح لبيئات الفرز المكثف أن تصبح متعددة الأطراف، مما يتيح لفئة كاملة أن تدور حول مصنع افتراضي، ويُفككُ جهازاً مُجاً مُتعاوناً، ويُناقشةً للمواً للمواةً.

ويصبح التواؤم الرقمية - التوائم - الاصطناعيات التي تحركها البيانات - أدوات تعليمية موحدة، وستحافظ الجامعة على توأم رقمي من مختبرها الآلي، يستكمل في الوقت الحقيقي بواسطة أجهزة الاستشعار، ويمكن للطلاب التفاعل مع التوائم عن بعد، ثم يقارنوا تفاعلاتهم المحاكاة مع البيانات الحية المسجلة، مما يؤدي إلى سد الفجوة بين الصور وبين الواقع ويدرس مفهوم بيئة موحدة للبيانات التي تُستخدم فيها الصناعات بصورة سريعة.

وسيؤدي نظام الاستخبارات الاصطناعية إلى إضفاء الطابع الشخصي على مسارات التعلم، ويمكن أن يكتشف نظام التعليم الذكي داخل مختبر افتراضي عندما يكافح الطالب بضبط متناسب، ويقدم تلقائيا نموذجا محركيا أبسط أو تمرين مرشدا متدرجا، وسيتيح لعناصر التعلم من أجل تعزيز الطلاب تجربة استراتيجيات الرقابة التي تحركها الوكالة، وإعدادها لأماكن العمل التي تُظهر فيها نماذج للحركة الاستلامية أو تُحدِدُدُها مثل جداول الإنتاج.

كما أن ارتفاع عدد المجتمعات المحلية المفتوحة المصدر حول أدوات المحاكاة سيزيد من التكاليف، إذ أن مشاريع مثل ROS و Gazebo وتهيئة بيئة مفتوحة العضوية تحافظ عليها أوجه التعاون العالمية بين الأكاديميين ومهندسي الصناعة، ويكفل هذا النظام الإيكولوجي استمرار وجود الموارد التعليمية مع الاتجاهات الصناعية دون رسوم الترخيص الدائمة، ويكتسب الطلاب الذين يساهمون في هذه المشاريع المفتوحة المصدر خبرة في مجال الحافظات بينما لا يزالون في المدارس، كما أن المؤسسات يمكن أن تستفيد من نماذج المنهج الدراسي ذات الموارد المحلية.

التوصيات الاستراتيجية المتعلقة بالتبني

وبالنسبة للمؤسسات التي ترغب في زيادة قيمة المختبرات الافتراضية إلى أقصى حد، فإن استراتيجية التنفيذ التدريجي تعمل على أفضل وجه، إذ تبدأ بمجموعة محدودة من أهداف التعلم المحددة بوضوح، حيث يمكن للمحاكاة أن تحل محل أو أن تزيد أكثر التجارب تكلفة أو خطرة، وتتحقق في تطوير الكليات في آن واحد؛ وتزيد المحاكاة العالية الاستخدام استخداماً ناقصاً من المختبر المادي الذي يديره جيداً، وتظهر تقييمات التصميم التي تستغل القدرات الفريدة التي تنطوي عليها البيانات، في مجال السيناريوه، في الوقت نفسه،

استخدام نموذج من نماذج التكوين المطبق - استخدام أدوات سريعة وقائمة على أساس التكوين على الشبكة للمفاهيم التأسيسية، والاحتفاظ بأجهزة تصوير فيديو عالية الجودة أو تدريبات رقمية للتوائم في الدورات المتقدمة، وضمان أن يلتقي كل طالب أيضاً بمعدات مادية، حتى وإن كان مبسطاً، لترسيخ تجربته المحاكاة في الواقع، وجمع تحليلات التعلم من المختبرات الافتراضية لتحسين التصميم التعليمي المستمر، وتحديداً للدروس التي تساعد على إعادة تكييف الأداء.

وأخيرا، انضم إلى الاتحادات وتقاسم الموارد، إذ أن العديد من الشبكات الإقليمية والدولية، مثل المبادرة الأوروبية للمختبرات البصرية، تسمح للمؤسسات بتجميع نماذج المحاكاة وتبادل أفضل الممارسات، وهذه الروح التعاونية تعجل بتنمية موارد تعليمية مفتوحة عالية الجودة وتمنع ازدواج الجهود، كما تنظم شبكات عديدة حلقات عمل سنوية يشارك فيها المعلمون دراسات حالات إفرادية وتصورات محاكاة ناجحة.

التعليم المستمر في المرحلة العمرية

وتمتد قيمة المختبرات الافتراضية إلى ما هو أبعد من التعليم الجامعي، ففي الميكاترونيك، حيث تكون دورات الحياة التكنولوجية قصيرة، يجب على المهندسين الممارسين أن يزخروا باستمرار بالمهارة، وكثيرا ما تتضمن دورات التطوير المهني على الإنترنت مختبرات افتراضية تتيح للمهندس استكشاف منصة جديدة للمركبات، أو تجربة من خلال نظام جديد لحرق أجهزة الاستشعار، أو صقل معايرة نظام الرؤية، دون أن يقطع عن طريق الفيديو النموذجي " .

ومع انتقال الصناعات إلى الصناعة 4.0 والشبكة الصناعية للأشياء، فإن القدرة على التكرُّس بسرعة في مكان افتراضي ستتحول إلى كفاءة أساسية، وسيؤدي تعليم الميكاترونيك الذي يشمل هذا الواقع إلى إنتاج خريجين لا يكونون مُجدّدين تقنيا فحسب، بل أيضا قابلين للتكيف مع التغيير المستمر الذي يعرِّف التشغيل الآلي الحديث، كما أن الفصول والمختبر يدمجان في بيئة تعلم مستمرة واحدة تمتد إلى مسار وظيفي.

خاتمة

وقد انتقلت المختبرات والمحاكاة الافتراضية من مكمل للزمن إلى عنصر أساسي من التعليم الميكاترونيك، وهي توفر بيئات قابلة للتقسيم وآمنة وثرية للبيانات تعزز الفهم العميق وغير الملائم اللازم لتصميم وصيانة النظم الذكية، وعندما تكون مدمجة بعناية مع المعدات المادية وعلمية سليمة، فإنها تعد الطلاب لتعقد الهندسة الحقيقية أفضل بكثير من أي نهج من النهجين الرقميين.

إن مستقبل التعليم الميكاترونيك لا يتعلق بالاختيار بين الفيزيائي والافتراضي، بل يتعلق بتصميم تجارب التعلم حيث يعزز كل منهما الآخر، وينشئ مهندسين ينتقلون بثقة بين النماذج والواقع، ويتمكنون من الاستثمار في التكنولوجيات، وتطوير الكليات، والشراكات الصناعية المذكورة أعلاه، أن تكفل المؤسسات الأكاديمية تجهيز خريجي هذه المراكز لقيادة الموجة التالية من تصميم النظام الآلي والذكي، وسيتعلم مهندسو الغد في عالم يستجيب بقدر ما هو عليه من الآلات.