加州理工学院举办“机器人飞行学校”活动，推动STEM教育发展

2025年11月8日，加州理工学院（Caltech）将举办"机器人飞行学校"活动，该活动由航空学研究生亚历杭德罗·斯特凡-扎瓦拉（Alejandro Stefan-Zavala）主持，旨在推广科学、技术、工程和数学（STEM）教育。斯特凡-扎瓦拉专注于自主飞行和机器人工程领域，主要研究无人机在极端风力条件下的运行。

活动期间，贝克曼购物中心（Beckman Mall）将举办预展活动，展示各类无人机和机器人。加州理工学院教学与外联中心（CTLO）将组织一系列动手实践的STEM活动，为参与者提供亲身体验科学的机会。

自主飞行与机器人技术研究进展

在自主飞行和机器人工程领域，斯特凡-扎瓦拉的研究团队通过先进的计算机模拟技术和精密的风扇系统，在实验室环境中模拟飓风、火山烟尘等极端条件，对无人机进行设计和测试。相关研究成果可应用于火灾监测、火山探索等场景。

在实际应用中，"Saildrone"飓风无人机已成功在2021年9月30日深入四级飓风"萨姆"中收集数据。此外，2025年3月25日，一支科研团队使用3D打印无人机成功进入俄克拉荷马州杜克附近的龙卷风内部，获取了实时数据。

在太空探索领域，2021年4月19日，NASA的"独创号"火星直升机（Ingenuity）在火星上完成首次有动力飞行。该项目得到了多所美国大学的支持，包括德州农工大学和威斯康星大学拉克罗斯分校等。斯特凡-扎瓦拉的研究团队也为火星无人机任务的设计提供了技术支持。

哥伦比亚大学研发自学型机器人

哥伦比亚大学的科研团队在机器人智能化研究方面取得新进展，开发出具有"运动自我意识"的自学型机器人。该机器人通过观察自身动作的视频进行学习，无需依赖预设程序或3D模拟训练。

该研究采用三个深度神经网络，将原始视频数据转化为对自身关节和运动区域的二进制图像，进而驱动物理机械臂进行运动。当机器人面对障碍或受损时，能够通过观察自身动作视频，修正内部预测模型并调整运动轨迹。

这项技术可应用于多个领域，包括制造业生产线调整、环境监测中的复杂地形适应，以及养老和育儿辅助等。哥伦比亚大学霍德·利普森教授指出，机器人需要具备自我修复能力，以减轻人类持续照看的负担。

美国大学在STEM教育推广中的作用

加州理工学院的"机器人飞行学校"活动是美国大学推广STEM教育的典型案例。通过实践环节，学生可以直接接触和体验机器人技术，同时了解科研人员的职业发展路径。

在美国，多所大学积极开展STEM教育推广项目。俄克拉荷马州立大学（Oklahoma State University）的CEAT学院通过企业合作筹款，维持K-12 STEM外展项目运营。弗吉尼亚联邦大学（VCU）的物理外展项目采用互动演示方式，将复杂的物理概念转化为直观的体验。