機電一體化領域是多學科、跨領域的，佔據機械系統、電子、控制和電腦科學的交叉點。機電一體化工程師在各個行業工作——從太空探索到半導體製造再到產品設計——專門從事智慧系統的整合設計和開發。對於想要學習機電一體化的學生來說，可能會感到驚訝的是，針對該主題最強大的教學工具之一就是一支筆和一張紙。
「學生必須能夠在紙上計算出問題，繪製草圖，並寫下關鍵計算，才能發揮創造力，」麻省理工學院機械工程教授 David Trumper 說道，他一直在教 2.737 班（機電一體化）自從他自20 世紀90 年代初加入研究所以來。他說，這個主題是電氣和機械工程的結合，但最重要的是設計。
「如果你只做電子產品，但不知道如何使機械部件工作，你就找不到真正有創意的解決方案。你必須找到解決不同領域問題的方法，」川普說。 「麻省理工學院的學生往往看過很多數學和理論。實踐部分對於培養技能非常重要；透過實務經驗，他們在設計其他東西時將更能夠想像它們是如何工作的。
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很像魔法
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24 歲的奧黛麗·崔 (Audrey Cui) 現為電氣工程和計算機科學專業的研究生，她證實川普「確實強調能夠進行餐巾紙後面的計算」。這種簡單性是設計使然，它所提倡的批判性思考對於新晉設計師來說至關重要。
「坐在電腦終端機後面，您正在使用選單系統中的一些現有工具，而沒有進行創造性思考，」川普說。 「為了看到權衡，並擺脫混亂的思維，它有助於使用一個非常簡單的工具——一張紙，希望還有彩色筆來編碼——你可以比如果你被困在屏幕後面。素描的能力非常重要。
Trumper 廣泛研究精密機電整合，尤其對滿足高要求解析度的機電整合系統特別感興趣。例子包括採用磁浮、驅動半導體精密製造的線性馬達以及太空船姿態控制的項目。他的工作也探索了車床、銑削應用，甚至生物工程平台。
2.737 課程每兩年提供一次，是基於實驗室的。草圖和概念在集中體驗中變得栩栩如生，旨在讓學生以親身實踐的方式了解關鍵原則，並充分了解川普在他的研究中發現的重要內容。為期兩週的實驗室探索範圍從控制電機到評估電子秤，再到基於揚聲器的隔振系統。一年，學生們建造了一台可用的原子力顯微鏡。
「對事物實際運作方式的觸感和感覺非常重要，」川普說。 「身為設計師，你必須具備想像力。如果您想到某種新的電機配置，您需要想像它如何工作並看到它工作，這樣您就可以在您想像的空間中進行設計迭代 – 要使其成為現實，需要您有實際的經驗」。
他說，他的前已故同事 Woodie Flowers SM ’68、MEng ’71、PhD ’73 曾經稱之為「運行電影」。川普解釋說：「一旦你的腦海中有了這樣的形象，你就可以更容易地想像出問題的具體情況——什麼變得很熱，壓力在哪裡，我喜歡這個設計的什麼，不喜歡這個設計的什麼。如果你能用一張紙和你的想像力做到這一點，那麼現在你就能非常有創意地設計出新東西。
弗勞爾斯於2019 年10 月去世時曾擔任帕帕拉多機械工程榮譽教授。重要作用。
2.737 班往往吸引那些喜歡設計和建造自己的東西的學生。 「我希望人們成為硬體極客，」川普笑著說。 “我的意思是充滿愛的。”他說，他這門課最重要的目標是讓學生學習真正的工具，幾年後他們會在自己的工程研究或實踐中發現這些工具有用。
「能夠看到多個部件如何組合在一起並創建一個完整的工作系統，這對我作為一名有抱負的工程師來說確實是一種力量，」崔說。
對於 2.737 學生 Zach Francis 來說，該課程為未來奠定了基礎，並與過去建立了有意義的聯繫。 「這門課讓我想起了我對工程的熱愛。當你還是個小孩子的時候，當你看到它的時候，你會覺得“這看起來像魔法！”然後作為一個成年人，你現在可以做到這一點。這是我最接近巫師的事情，我非常喜歡這樣。