Od detektora padaczki po podziemny GPS – finał IV Koła Naukowego ABB

Trzy projekty. Trzy wyzwania. I trzy inżynierskie sukcesy.

Inicjatywa krakowskiego Centrum Badawczego, skierowana do studentów kierunków technicznych, a od niedawna również do uczniów techników, cieszy się coraz większym zainteresowaniem. Wybór proponowanych projektów jest coraz trudniejszy, ponieważ kreatywność przyszłych i młodych inżynierów jest nieograniczona. Zaskakują również najmłodsi, którzy jeszcze przed maturą potrafią zgłaszać i wykonywać koncepcje godne akademickich wyjadaczy.

– Studenci mają ciekawe i często bardzo odważne pomysły. Dlatego też stworzyliśmy inicjatywę, która ma pomóc tym młodym naukowcom w skonfrontowaniu teorii z praktyką – tłumaczył w czasie pierwszej edycji Daniel Lewandowski, naukowiec z krakowskiego Centrum Badawczego i opiekun Koła Naukowego ABB. – Realizacja własnych pomysłów, nawet w zaciszu laboratorium, nie jest taka prosta, jak się może wydawać. Niejednokrotnie potencjalni naukowcy potrzebują nawet zwykłego wsparcia w zakresie przygotowania planu projektu czy też obsługi finansowej – zaplanowania i zrealizowania zakupów materiałów, sprzętu i oprogramowania. Niewielka pomoc w tym zakresie pozwala uwolnić potencjał twórczy, który tkwi w młodych umysłach.

– I to nawet bardzo młodych – dodaje Piotr Ryba, który obok Marcina Wentrysa także jest opiekunem Koła. – Drugi raz otworzyliśmy się na uczniów technikum i drugi raz okazało się, że mają oni rewelacyjne pomysły, w wielu przypadkach przebijające koncepcje starszych kolegów z uczelni wyższych.

Detektor ataku padaczki

Koło Naukowe ABB

Tym razem nowością był projekt realizowany przez Justynę Straub – pierwszą zwycięską uczestniczkę Koła. Opracowała ona i wykonała elektroniczny układ do wykrywania ataku padaczki i automatycznego powiadamiania służb ratowniczych z podaniem lokalizacji. Justyna Straub wspólnie z Damianem Sobolem (pod czujnym okiem Grzegorza Molińskiego z Centrum Badawczego) zaprojektowali i zbudowali układ oraz udowodnili, że wykrywa on symulowaną padaczkę, powiadamiając o potrzebie udzielenia pomocy za pośrednictwem telefonu komórkowego.

– To był temat mojej pracy inżynierskiej, a dzięki wsparciu Koła Naukowego ABB mogliśmy wykonać prototyp i sprawdzić czy będzie działał – mówi studentka inżynierii biomedycznej Politechniki Krakowskiej.

Jej kolega z uczelni studiuje z kolei automatykę i robotykę, więc połączenie sił i kompetencji pozwoliło na realizację tak interdyscyplinarnego projektu. Piotr Ryba przyznaje, że wielość aspektów i zakres potrzebnej wiedzy był imponujący, ponieważ w grę wchodziła zaawansowana inżynieria, telekomunikacja, a także medycyna. I o ile technologia rządzi się określonymi prawami, o tyle każdy organizm ludzki jest inny, więc sygnały wysyłane przez ciało człowieka różnią się znacząco, a urządzenie powinno być uniwersalne. Ale udało się. Elektrody przypięte do skóry oraz elektroencefalografia skutecznie rozpoznawały częstotliwość skurczu mięśni, które towarzyszyły stanom padaczkowym. Samo urządzenie jest niewielkie i przypinane do ramienia, więc nie ogranicza ruchu. Do wysyłania powiadomienia sms wystarczy podłączony i odpowiednio skonfigurowany telefon komórkowy.

– Detektor nie jest idealny, sporo pracy jeszcze przed nami, a to, co osiągnęliśmy trzeba nazwać pierwszym krokiem – uważa Justyna Straub. – Wiemy już, że jesteśmy w stanie wykryć symulowany atak padaczki, ale póki co, nie możemy stwierdzić czy urządzenie działa w praktyce. Ale dotychczasowe efekty prac pozwoliły nam złożyć wniosek do komisji etyki lekarskiej o zgodę na testy na pacjentach, którzy chorują na padaczkę. Współpracujemy z panią neurolog, która dobierze nam grupę badawczą i będziemy mogli przekonać się, czy i jak działa nasz prototyp.

GPS, ale podziemny

Koło Naukowe ABB

Drugi, tym razem jednoosobowy zespół badawczy, stworzył najmłodszy uczestnik tej edycji Mikołaj Wielgus, uczeń Technikum Łączności w Krakowie. Zgłosił projekt wykonania dalmierza radiowego i systemu nawigacji krótkiego zasięgu. To układ elektroniczny, który pozwala zmierzyć odległość na podstawie fal radiowych, a kilka takich pomiarów umożliwia ustalenie dokładnej pozycji. Młody (nawet bardzo) naukowiec zaskoczył opiekunów Koła Naukowego przede wszystkim ogromną, jak na ucznia szkoły średniej, wiedzą z zakresu teorii fal radiowych, godną studenta uczelni technicznej. Zaproponowana przez niego koncepcja urządzenia działa jak GPS, ale w przeciwieństwie do systemu satelitarnego skuteczna jest także pod ziemią w tunelach czy dużych zamkniętych budynkach i halach. Najogólniej mówiąc pomiar dokonywany jest na podstawie odbitych fal radiowych. W efekcie pracy powstał prosty układ liniowy, działający jednowymiarowo, ale od tego niedaleka już droga do stworzenia systemu pozycjonowania.

Michał Baszyński, który nadzorował ten projekt, był pod dużym wrażeniem technicznej dojrzałości młodego człowieka, który wielokrotnie wykazał się doskonałym akademickim podejściem do tematu. Potrafił policzyć, przeanalizować i zrobić odpowiednie symulacje, a potem udowodnić, że jego koncepcja sprawdza się w praktyce. Zbudował nadajnik i odbiornik oraz przeprowadził testy prototypu.

– Niestety, w trakcie już dość zaawansowanych prac okazało się, że odbicia fal radiowych od metalowych przedmiotów i elementów konstrukcji wprowadzają zniekształcenia fazowe, co dość mocno przekłamuje pomiary – przyznaje Mikołaj Wielgus. – Mam już jednak kilka pomysłów, jak wyeliminować ten błąd. Żeby sprawdzić, która z koncepcji będzie najskuteczniejsza, postanowiłem zgłosić kontynuację projektu do kolejnej edycji Koła Naukowego ABB.

Mechanika chce coraz szybciej

Koło Naukowe ABB

W taki właśnie sposób wsparcie Centrum Badawczego zyskał trzeci z zakwalifikowanych projektów. Bartłomiej Sikora już podczas poprzedniej edycji Koła wykonał projekt promieniowego łożyska magnetycznego. W tym roku kontynuował prace, budując wzdłużne łożysko magnetyczne, a dopiero połączenie obu rozwiązań pozwala zbudować kompletne aktywne łożysko magnetyczne. Jak podkreśla Piotr Ryba to lewitujące w polu magnetycznym łożysko nie ma tarcia, więc może osiągać bardzo duże prędkości obrotowe, a to jest pewien trend, który pojawia się w technice i mechanice. Praktyczne rozwiązania idą w kierunku coraz większych prędkości, więc potrzebują konstrukcji, które to umożliwiają.

Podczas realizacji tematu Bartłomiej Sikora wykazał się ogromną inwencją i kreatywnością. Opiekunem tego tematu ze strony Centrum był Radosław Jeż, który bardzo wysoko ocenił pracę studenta, a w szczególności jego nieszablonowe i kompleksowe podejście do tematu. Prace nad łożyskiem magnetycznym były w większości realizowane na uczelni, ale przy ścisłej współpracy z Centrum Badawczym. Student kierunku elektrotechnika na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie podkreślił, że opiekunowie wspierają i motywują do poszerzania wiedzy i poszukiwania rozwiązań, a Koło Naukowe daje realną szansę na realizację projektów. Szczególnie cenna jest tu pomoc finansowa i logistyczna.

Podczas podsumowania projektów Bartłomiej Sikora zaprezentował film, na którym pokazał wszystkie aspekty działania łożyska. Film zastąpił prezentację „na żywo”, ze względu na stopień złożoności układu, skomplikowany montaż i związane z tym trudności logistyczne – przyznaje Piotr Ryba. – Wykonanie tego projektu było wzorcowe, rozpoczynając od analizy kilku koncepcji, przez wykonanie symulacji, wybór najlepszego rozwiązania, przeliczenie wszystkich parametrów, aż po zbudowanie kompletnego łożyska magnetycznego, które praktycznie jest gotowe do pracy w maszynach wysokoobrotowych.

Urzeczywistnianie niesamowitych koncepcji

Choć pierwotnie zakładano, że Koło Naukowe skierowane jest do studentów mechatroniki, elektroniki, energetyki, inżynierii materiałowej i informatyki, dwie ostatnie edycje pokazały, że kreatywne umysły uaktywniają się już znacznie wcześniej. Dlatego kolejna edycja, do której nabór pomysłów już trwa, również będzie skierowana do uczniów technicznych szkół średnich. Jest również nadzieja, że przykład pani Justyny przekona inne przyszłe inżynierki do skonfrontowania teorii z praktyką i własnymi wyobrażeniami o pracy naukowca. Z założenia bowiem pod szyldem i merytoryczną opieką ABB mają urzeczywistniać się najbardziej niesamowite koncepcje badawcze. Za najlepsze pomysły Centrum Badawcze daje dostęp do narzędzi i materiałów, profesjonalną opiekę i – jak twierdzą opiekunowie Koła i poszczególnych projektów – nieograniczone możliwości.

Zdjęcia: Wojciech Wysocki

Kategorie and Tagi
O autorze

Sławomir Dolecki

Jestem niezależnym dziennikarzem, reporterem i redaktorem. Specjalizuję się w tematyce związanej z energetyką, infrastrukturą krytyczną i ochroną środowiska. Z firmą ABB jestem związany od roku 1998.
Skomentuj ten artykuł