回想一下您上次等待公共汽车的情况。你当时有多惨？如果你在波士顿，你的经历可能包括狂风和冰雨——或者最近，一拳花粉直冲鼻窦。但在佛罗里达州的迈阿密戴德县，气候变化的影响既剧烈又加剧，通勤者必须应对一系列完全不同的挑战：酷热的气温和灼热的湿度，使得在阳光下长时间等待几乎难以忍受。

迈阿密最紧迫的交通需求之一是汽车拥堵的波士顿：引导市民使用市政公交网络，而不是目前导致气候变化的排放量大的个人车辆。但在阳光明媚、湿度常年徘徊在 60% 至 80% 之间的城市，公交车可能很难销售。

麻省理工学院电气工程与计算机科学系 (EECS) 和麻省理工学院 Priscilla King Gray (PKG) 公共服务中心。6.900 类（影响力工程）是两个组织密切合作的成果，它挑战 EECS 学生将他们的工程悟性应用于麻省理工学院校园之外的现实世界问题。

今年春季学期，现实世界的问题是炎热。

迈阿密戴德县交通和公共工程部首席创新官卡洛斯·克鲁兹-卡萨斯 (Carlos Cruz-Casas) 解释道：“我们经常谈论我们想要居住的城市，谈论如何正确组合公共交通、按需交通和其他出行解决方案，例如电动自行车和电动踏板车，可以帮助我们的社区过上少车生活。然而，如果骑手在这样做时感到不舒服，那么这一切都将无法实现。”

“当人们想到南佛罗里达州和气候变化时，他们通常会想到海平面上升，”迈阿密戴德县市长办公室公平与参与副主任胡安·费利佩·维瑟 (Juan Felipe Visser) 说。“但热量确实是无声杀手。因此，这堂课的重点是公交车站的高温，这是非常恰当的。” 由于一些最热的车站几乎没有树木覆盖，迈阿密-戴德县的通勤者聚集在公交车站后面的小块阴凉处，有时当炎热变得难以忍受时就放弃了。

更传统的电气工程课程可能会使用温度监测作为抽象示例，单独构建示例监视器并将其分级为纯粹的学术练习。但 EECS 电气工程系主任 Joel Volman 教授和 EECS 高级讲师 Joe Steinmeyer 想到了一些更具影响力的东西。

“迈阿密戴德县有大量人口生活贫困、无证或被边缘化，”沃尔德曼说。“在炎热的天气里等待公交车，有时甚至是很长时间，只是城市人口服务不足的一个方面，但通过测量等待公交车的人数、等待时间以及等待时间的模式，在什么情况下，我们可以开始了解哪些服务跟不上需求。”

只有量化这一差距后，城市和交通规划者才能开始工作，克鲁兹-卡萨斯解释说：“我们需要量化乘客暴露在酷热环境下的时间，并确定改进的优先顺序，包括准时性能改进、增加服务频率或希望增强公交车站附近的树冠。”

然而，量化这段时间——以及等待的主观体验——被证明是很棘手的。迈阿密戴德县的交通网络沿 101 条公交路线设有 7,500 多个公交车站，这给数据收集带来了巨大的挑战。物理温度监测器网络可能有用，但前提是它经过仔细校准以满足城市的预算、环境、隐私和实施要求。但是，您如何与 2,000 多英里外的城市官员合作（更不用说所有乘坐公共汽车的迈阿密人了）？

这就是 PKG 中心的用武之地。“我们是最佳实践的枢纽、连接者和促进者，”该中心副院长兼主任 Jill Bassett 解释道，她与 Voldman 和 Steinmeyer 合作，为 PKG 寻找市政合作伙伴组织。课程。“我们围绕社区参与学习提供当前教学法的知识，其中包括：帮助建立以社区确定的关注点为中心且互惠互利的伙伴关系；识别社区合作伙伴并向其学习；讨论如何为学生学习者创造机会反思权力动态、互惠性、系统思维、长期规划、连续性、道德以及此类共享项目中出现的所有类型的事物。”

通过一系列集思广益的对话，巴塞特帮助沃尔德曼和斯坦迈尔制定了明确的项目计划，而克鲁兹-卡萨斯则权衡了该县所需的技术规范（包括负担能力、隐私保护和可实施性）。

“这门课程汇集了许多学科领域的专家，”Voldman 说。“我们邀请了客座讲师，包括来自斯隆领导力中心的 Abby Berenson，来讨论团队合作；来自 BOSE 的工程师来讨论产品设计、认证、和环境阻力；麻省理工学院衍生公司 Butlr 的联合创始人兼工程负责人谈论他们的低功耗占用传感器；麻省理工学院 IDM [集成设计与管理] 的 Tony Hu 谈论工业设计；来自 EECS 的 Katrina LaCurts 谈论关于通信和网络。”

在 Altium 的两次慷慨捐赠和一份软件礼物的支持下，6.900 发展成为硬件/软件产品开发的实践练习，并实现了一个切实可行的目标：构建更好的总线监视器。

当 6,900 名学生开始设计他们的显示器时，这项工作所面临的挑战就变得显而易见。“要满足的最具挑战性的要求是监视器能够计算有多少人在等待，以及他们在那里站了多长时间，同时仍然保持隐私，”23 岁的 EECS 毕业生 Fabian Velazquez 说道。由于通勤者自然倾向于站在树荫下或遮阳篷下，或者蜿蜒靠在附近的墙上排成一排，而不是直接站在公交车标志旁边或公交车候车亭内，因此这项任务变得复杂。“用相机准确测量人数——最直接的选择——已经相当困难，因为你必须结合机器学习来识别画面中的哪些物体是人。

当各小组权衡各种隐私保护选项（包括激光雷达、雷达和热成像）时，全班同学意识到 Wi-Fi“嗅探器”（可计算附近区域内支持 Wi-Fi 的信号数量）是他们的最佳选择计算等待的乘客。“我们都很兴奋，并准备好迎接这个神奇的、解决我们所有问题的雷达传感器来统计人数，”Velasquez 说。“然而，该组件非常复杂，这种复杂性最终会让我的团队花费大量时间和资源来与我们的系统集成。我们开发的这个系统的上市时间也很短。我们在复杂性和稳健性之间进行了权衡。”

天气也带来了一系列挑战。“环境条件是影响我们设备结构和设计的重要因素，”EECS 专业的大三学生 Yong Yan (Crystal) Yang 说道。“我们将湿度和温度传感器纳入我们的数据中，以显示各个站点的天气。此外，我们还考虑了我们的外壳可能会受到极端高温或潜在飓风的影响。”

热量变量在很多方面都被证明是有问题的。“人员检测尤其困难，因为在迈阿密炎热的天气下，热感摄像机可能无法区分人体温度和周围空气温度，而且该地区其他表面的太阳眩光使得大多数形式的成像都非常困难。 ”，Katherine Mohr '23 说道。“我的团队曾考虑使用毫米波传感器来绕过这些限制，但我们发现处理太困难了，并且（像班上的其他人一样），我们决定只继续使用 Wi-Fi/BLE [蓝牙低功耗] 嗅探器。”

新课程最有价值的组成部分很可能是学生接触现实世界的硬件/软件工程产品开发，其中时间和预算总是存在限制，并且必须仔细考虑客户的要求。“与实际客户合作迫使我们学习如何将他们的需求转化为更具体的技术规范，”莫尔说。“我们每周都会选择在周五之前完成的可交付成果，优先考虑能够实现最低可行产品的任务，以及需要额外制造时间的任务，例如设计印刷电路板和外壳。”

Crystal Liang 将与城市代表的对话视为她最有价值的 6,900 条经历之一。“我们提出了很多问题，并能够与迈阿密戴德县该项目的社区领导进行沟通，他们抽出时间回答了所有问题，并根据他们试图实现的目标向我们提供了想法，”她报告道。“这个项目给了我解决问题的新视角，因为它教会我从社区成员的角度看问题。” 其中一些社区领袖，包括迈阿密交通联盟联合创始人 Marta Viciedo ，参加了 5 月 16 日的课程最后一次会议，审查学生提出的解决方案。

当向班级客户展示热监视器时，学生们深思熟虑的方法得到了回报。在学期末与迈阿密戴德大学官员举行的一次小组电话会议上，学生团队分享了他们的发现和他们创建的原型，以及工作中的设备的视频。胡安·费利佩·维塞尔 (Juan Felipe Visser) 是出席者之一。“这是一项艰巨的工作，”他在演讲后告诉学生们。“首先，感谢您所做的事情并向我们介绍。我喜欢这个概念。我今天早上乘公共汽车，就像每天早上一样，受到阳光和炎热的折磨。所以我个人很欣赏这种关注。”

克鲁兹-卡萨斯表示同意：“我对学生们采取的多样化方法感到惊喜。我们提出了一个挑战，他们对此做出了回应，并设法超越当前的问题进行思考。我对该项目的成果将如何对我们的社区产生长期影响感到非常乐观。至少，我认为我们对这个话题的认识越多，我们就越有机会让最聪明的人寻求解决方案。”

6.900 的创建者对此表示同意，并希望他们的课程能够帮助更多麻省理工学院的工程师拓宽他们对工作意义和应用的视野。

巴塞特说：“我们非常高兴学生能够在现实世界、复杂的环境中运用他们的技能，从而影响真实的人。” “我们很高兴他们了解到，重要的不仅仅是技术设计，还有气候；环境和建筑环境；围绕社会经济学、种族和公平的问题都会发挥作用。在处于气候变化中心的人口多元化的多语言社区中，技术的创建和部署是层层叠加的。”