作为一个在加拿大上寄宿学校的新泽西人,德里克·奇布佐(Derek Chibuzor)年轻时花了很多时间在飞机上。这次旅行激发了他对飞行的持久兴趣,当他进入南加州大学(USC)时,他选择了航空航天工程专业。
Chibuzor就读于加拿大安大略省著名的Ridley College寄宿学校,参加了一个专注于STEM的国际学士学位文凭课程。从雷德利毕业后,他曾考虑成为一名战斗机飞行员,但最终选择了南加州大学的航空航天工程项目——部分原因是这将使他有机会在未来的大型航空航天公司实习。
他的经验已经超出了课堂。通过2022年一项独特的暑期奖学金,奇布佐(当时还是一名本科生)获得了现实世界的研究经验,这些研究可以帮助改变航天器之间的对接方式。
给我印象最深的是他对知识的渴望。他是航空航天专业的学生,但他想了解大型语言模型,他想了解计算机科学——他真的想了解一切。
Chibuzor是参加亚马逊赞助的暑期本科生研究体验项目(SURE)的数十名学生之一。该奖学金为来自历史上代表性不足的背景的学生提供了在包括南加州大学在内的顶级大学进行独特研究的经历。
2022年,作为一名SURE研究员,奇布佐在南加州大学空间工程研究中心(USC’s Space Engineering Research Center)度过了第一年的暑假,参与了一个研究项目,并参观了亚马逊。作为项目的一部分,他还得到了亚马逊副总裁、杰出科学家、南加州大学名誉教授格萨玛德·梅迪尼的指导。
“给我印象最深的是他对知识的渴望,”梅多尼说。“他是航空航天专业的学生,但他想了解大型语言模型,他想了解计算机科学——他真的想了解一切。”
曾担任南加州大学计算机科学系系主任的梅多尼,能够为奇布佐提供“一系列不同的选择,他可以在尝试获得航空航天工程和计算机科学的双重课程时遵循”的建议。
“我一直对航空航天和工程充满热情。但我认为,SURE项目帮助我意识到,我也对计算机科学和计算机工程感兴趣。”
宝贵的研究经验
南加州大学空间工程研究中心是该校信息科学研究所的一部分,隶属于该校维特比工程学院,在南加州大学2022年空间工程研究中心的SURE项目中,Chibuzor参加了一个名为“克林- ers”的项目。克林- ers项目的目标是为国际空间站开发一种自主航天器对接解决方案。
Chibuzor后来和另外两名实习生一起接受了这个雄心勃勃的挑战,他们的任务是开发一种计算机视觉算法。
Chibuzor解释说:“为了实现自主交会对接,每个克林- ers设备都配备了一个红外摄像机和一组四个红外led。”“通过检测连接在对方设备上的红外发光二极管的位置和方向,每个克林- ers设备都能够确定自己相对于另一个设备的位置、姿态和距离,从而使这对设备能够相互导航并停靠。为了方便红外LED检测,我的团队使用OpenCV开发了一种计算机视觉算法。”
该团队使用了SimpleBlobDetector,这是一种可以提取斑点的工具,斑点是图像中在亮度或颜色方面与其他区域不同的区域。他指出:“对接时,每个克林- ers设备的红外摄像机都会捕捉到连接在对方设备上的红外led的实时视频。”“然后,我们的算法可以持续分析实时视频,以确定四个红外led的位置、姿态和范围。
“由于一些原因,这被证明是具有挑战性的,但更有趣的问题之一涉及镜头光晕,”他继续说。“当克林- ers接近对接时,透镜光晕导致红外led发出的光的形状从圆形扭曲成矩形,限制了算法在近距离内的有效性。为了解决这个问题,我们开发了一个功能,可以随着对接的进行动态调整算法的检测约束。”
Chibuzor和他的团队在2022年8月向SURE的教师团队和同行实习生展示了他们的研究和原型解决方案。
扩大STEM的代表性
Chibuzor作为南加州大学SURE实习生的经历表明,让代表性不足的群体的本科生接触到现实世界的科学研究和亚马逊的创新文化是有潜力的。
南加州大学维特比工程学院维特比学术服务副主任、该校SURE项目负责人安迪·琼斯-梁表示:“亚马逊在南加州大学的SURE项目旨在实现STEM学生渠道多元化的使命,重点关注一系列项目,包括机器学习、人工智能和亚马逊关注的其他领域。”“在与亚马逊合作之前,我们在南加州大学有一个规模较小的SURE项目,但多亏了亚马逊的礼物和赞助,我们参加这个项目的学生人数增加了两倍。”
虽然我一直对计算机和计算机编程很感兴趣,但SURE真的很神奇,因为我在一个专业的研究环境中接触到了一个航空航天研究项目。
梅多尼补充说:“SURE的目的是在我们的社区中有目的地寻找人才,了解我们如何才能更多地意识到这些人才,并帮助这些学生意识到他们的才能对亚马逊这样的公司很有用。”
每年夏天,南加州大学的教职员工都会自愿接待SURE的学生。学生根据个人和学术兴趣申请项目。然后,南加州大学的教师和Jones-Liang根据他们的背景和研究潜力,共同选择与教师项目相匹配的学生。
被录取的学生在八周的时间内完成他们的研究项目,并为SURE的教师和同行实习生准备一份海报展示。他们还参加每周的专业发展活动,参加每周的午餐和学习,以了解研究生奖学金的机会,并参加周末的社交活动,以建立关系,扩大他们的网络,并探索当地地区。该奖学金包括参观亚马逊当地办事处的机会,并接受亚马逊人的直接指导。
琼斯-梁说:“在解决我们在世界上遇到的STEM问题时,SURE和亚马逊的参与有助于实现更广泛的社会目标,即增加代表性。”“学生们可以看到STEM的未来——无论是在学术界还是在工业界。
“对于像Derek这样的许多SURE学生来说,这通常是他们第一次或第二次研究经验,”他继续说道。“所以很多项目的设计都是为了让他们熟悉研究环境,让他们接触到现实世界的研究项目。”
Chibuzor表示赞同:“虽然我一直对计算机和计算机编程感兴趣,但SURE真的很神奇,因为我在专业的研究环境中接触到了航空航天研究项目。”
SURE项目还帮助学生理解研究的迭代性和试错性。
琼斯-梁说:“这个项目很大程度上是为了培养学习的内在动力,克服在创新和做新事情时总会出现的障碍。”
作为SURE奖学金的一部分,Chibuzor还参观了亚马逊在卡尔弗城的办公室,与员工会面,听取来自亚马逊和学术界的客座演讲,并沉浸在亚马逊的环境中。
“我自己也是一名学生,作为一名学生,你对工作和环境的了解非常有限,”梅多尼说。“SURE以一种对这些学生有用的方式打开了在亚马逊体验的窗口。”
2023年夏天,Chibuzor通过在诺斯罗普·格鲁曼公司的第二次实习,进一步丰富了他在航空航天工程方面的经验。Chibuzor最近被南加州大学研究生工程学院录取,攻读电气工程硕士学位,重点是机器学习和数据科学。从长远来看,他想锻炼自己的创业能力,创办一家新企业或初创公司。
他说:“SURE的实习让我接触到了很多计算机科学和计算机工程知识,激发了我进一步发展的兴趣,并创造了自己的东西。”