Głosowanie

PWr Diving Crew to projekt autonomicznego drona podwodnego, stworzonego z myślą o zaawansowanych zadaniach związanych z inżynierią podwodną. Robot może być wykorzystywany do, między innymi, inspekcji obiektów znajdujących się pod wodą, eksploracji oceanów, ratownictwa wodnego, monitorowania zmian w środowisku. Autonomiczne pojazdy podwodne są w stanie wyręczyć człowieka w najtrudniejszych i najbardziej niebezpiecznych zadaniach.

Stworzony przez nas projekt może zanurzyć się na głębokość nawet 100 metrów. Konstrukcja umożliwia rozszerzenie funkcjonalności robota poprzez zamocowanie na korpusie manipulatora o 3 stopniach swobody. Dzięki manipulatorowi pojazd może nie tylko obserwować środowisko, w którym się znajduje ale również wykonywać czynności manipulacyjne lub pobrać próbkę materiału do badań.

Nasz dron podwodny wyposażony jest w system wizyjny oraz zespół czujników, który obejmuje hydrofony, czujniki głębokości, sonar, czujnik do nawigacji inercyjnej IMU, przez które odbiera sygnały z otaczającego go środowiska. Dzięki temu, że zastosowano sieci neuronowe oraz sztuczną inteligencję, robot jest w stanie wykonywać zadania w pełni autonomicznie, bez operatora.

Innowacyjność naszego projektu polega na zastosowaniu sztucznej inteligencji i sposobie jej uczenia – zespół stworzył specjalne środowisko symulacyjne w programie Unity, ponieważ możliwości testowania robota w środowisku wodnym pozostają ograniczone. Jednak najbardziej innowacyjną i przyszłościową rzeczą, nad którą obecnie pracujemy i prowadzimy badania są ogniwa paliwowe. Mając na uwadze ciągły rozwój oraz to, jak ważna jest dla nas ekologia, w nowej generacji chcemy zastosować zasilanie oparte o ogniwo wodorowe. Ogniwa paliwowe są ekologicznym źródłem energii – jako odpad wytwarzają jedynie wodę. Układy napędu wodorowego wytworzone są z bezpiecznych materiałów, które podczas ewentualnego rozszczelnienia nie powodują zagrożenia dla środowiska, jak mogłoby się stać w przypadku wykorzystywania akumulatorów opartych na budowie litowej. Ważnym aspektem ogniw paliwowych, jeśli mowa o ich innowacyjności jest fakt, że nie wykazują one spadku wydajności podczas użytkowania oraz przy zmiennym obciążeniu. Przeciążenie ogniwa paliwowego właściwie nie występuje, ponieważ ogniwo może wytworzyć maksymalną ilość energii i pracować w takim stanie bez żadnych konsekwencji dla sprawności czy żywotności. Układy zasilania z ogniwem paliwowym cechują się niską masą, przez co są konkurencją dla ciężkich i nieporęcznych akumulatorów. Zastąpienie układu kilku akumulatorów ogniwem paliwowym połączonym z niewielkim akumulatorem zaspokaja zapotrzebowanie na energię oraz jest znacznie tańsze i z większą żywotnością. Jest to nie tylko innowacyjne, ale także sprawia, że nasz projekt będzie miał jeszcze większy potencjał rynkowy.

Potencjał rynkowy naszego projektu to jednak nie tylko same ogniwa wodorowe, nad którymi prowadzimy badania i które chcemy zaimplementować. Długa lista zastosowań i zadań, do których może posłużyć nasz robot podwodny, to bardzo istotny punkt jego rynkowego potencjału. Możliwość zastąpienia ludzi w najbardziej niebezpiecznych i trudnych zadaniach, możliwość dotarcia do miejsc, do których wcześniej dostęp był niemożliwy. Stosując roboty tego typu, można badać m.in. dna akwenów wodnych, analizować środowisko, obserwować topnienie lodowców. W bliskiej przyszłości, bez wątpienia będzie można zastosować takie roboty do rozszerzania naszej wiedzy dotyczącej zmian klimatycznych oraz pomóc naszej planecie.

Takie pojazdy mogą również wspierać akcje ratownicze, które odbywają się na wodzie. Możemy lokalizować topiących się ludzi, a w przypadku skomplikowanych akcji ratunkowych możliwe jest zastosowanie całej grupy takich pojazdów, które ze sobą współpracują.

Istnieje jeszcze wiele ciekawych zastosowań, do których wykorzystywane mogą być pojazdy takie, jak nasz robot. Przykładem może być obserwowanie dziedzictwa kulturowego, które znalazło się pod wodą lub neutralizacja min po II Wojnie Światowej, chemikaliów oraz innych zanieczyszczeń, które znalazły się w wodzie w wyniku wypadku lub awarii.

Mnogość zastosowań oraz nasze podejście do tworzenia projektu sprawiają, że PWr Diving Crew może zmienić świat na lepsze – stwarzając nowe możliwości, rozwiązując problemy, odpowiadając na potrzeby eksploracji środowiska wodnego, o którym wciąż wiemy tak mało, a który jest dla nas tak ważny, wciąż tajemniczy i niebezpieczny.

Nasz projekt odpowiada na Cele Zrównoważonego Rozwoju:

czysta woda i warunki sanitarne (6): pomoc w dbaniu o stan wód, pomoc w procesach ich oczyszczania oraz szybkiej reakcji na awarie;

innowacyjność, przemysł i infrastruktura (9): stosowanie najnowszych rozwiązań technologicznych, ciągły rozwój projektu, prowadzenie badań nad nowymi zastosowaniami oraz możliwościami;

działanie na rzecz klimatu (13): zastosowanie tego typu pojazdów do monitorowania zmian w środowisku wodnym, obserwacji i badania wód sprawia, że możemy zdobywać niezbędną wiedzę, która może pomóc w zapobieganiu zmianom klimatu;

życie pod wodą (14): możliwość monitorowania zmian w środowisku, dostępu do miejsc dotychczas niemożliwych do eksplorowania, gdzie człowiek nie ma dostępu daje szansę na poznanie życia istniejącego pod wodą i lepsze jego zbadanie.

Dlaczego projekt powinien wygrać: PWr Diving Crew jest projektem, który posiada potencjał rynkowy, odpowiada na cele zrównoważonego rozwoju oraz jest innowacyjny. Stale staramy się go rozwijać, badając coraz to nowe technologie i zastosowania.

Nasz projekt tworzą młode osoby, które uczą się na różnych wydziałach i uczelniach. Wspólnie, połączeni pasją oraz nieustanną potrzebą rozwoju dążymy do tego, aby doskonalić posiadane już rozwiązania, a także wprowadzać nowe.

Tworząc ciekawe i innowacyjne projekty bierzemy odpowiedzialność za przyszłość, w której kreowaniu chcemy brać udział.

Chcąc nie tylko zapobiegać zanieczyszczeniom wody, ale także wyeliminować istniejące, w tym sezonie budujemy małą łódź autonomiczną. Projekt łodzi autonomicznej ma być uniwersalną platformą pływającą, która dzięki wymiennym modułom będzie w stanie realizować takie zadania jak lokalizowanie źródeł zanieczyszczeń, mapowanie dna, czy akcje ratownicze w trudnych warunkach. Konstrukcja opiera się na kadłubie z materiałów kompozytowych. Przy projektowaniu wykorzystaliśmy nasze doświadczenie nabyte przy łodziach sportowych, dzięki czemu kadłub jest szybki, zwrotny i wytrzymały. Sprawna nawigacja możliwa jest dzięki fuzji danych z systemu GPS, czujników przyspieszenia i kamery stereo. Systemy wizyjne oparte na sztucznej inteligencji pozwalają na określenie pozycji i odległości od ewentualnych przeszkód, a następnie zaplanowanie kursu pozwalającego na dotarcie do celu. Dopełnieniem systemu jest samodzielna jednostka latająca dająca możliwość obserwacji z powietrza. Dodatkowo dzięki zastosowaniu paneli fotowoltaicznych i akumulatorów litowo-jonowych, stanie się jednostką w pełni ekologiczną. Jest to kolejny projekt w ramach naszej działalności, którym staramy się rozpromować odnawialne źródła energii oraz idee zrównoważonego rozwoju w transporcie wodnym.

Napęd pneumatyczny w pojazdach był już wykorzystywany na przełomie XIX i XX wieku, jednakże został stosunkowo szybko wyparty przez silniki spalinowe. Współcześnie, w XXI wieku, kiedy zaczynamy dostrzegać potrzebę racjonalnej gospodarki zasobami naturalnymi oraz kładziemy większy nacisk na czyste powietrze, temat napędu pneumatycznego w maszynach i pojazdach wydaje się sam powracać. Wydaje się, że ten rodzaj napędu jest w stanie rozwiązać wymienione wcześniej problemy. Współcześnie badamy stary pomysł na napęd w nowej odsłonie – przez ostatnie 100 lat poprawiła się znacząco możliwość magazynowania sprężonego powietrza. We francuskim na początku XX wieku we francuskim mieście Nantes tramwaje na napęd pneumatyczny były napędzane ze zbiorników sprężonego powietrza o ciśnieniu 10 bar. Współcześnie są dostępne bez problemy butle o ciśnieniu roboczym do 300 bar oraz trwają badania na butlami magazynującymi gazy o wiele wyższym stopniu sprężenia.

Zajmujemy się sprężonym powietrzem jako paliwem ze względu na dwa przyszłościowe aspekty tego rodzaju napędu. Po pierwsze, napęd pneumatyczny wydaje się być najbardziej ekologiczną formą napędu, nie tylko jeśli chodzi o eksploatację, ale też, kiedy będziemy rozważać całkowity cykl życia maszyny. Silnik pneumatyczny nie wydziela szkodliwych spalin w czasie eksploatacji oraz nie jest problematyczny w razie konieczności kasacji urządzenia, jak w przypadku napędu elektrycznego stosowanego w pojazdach. Po drugie, staramy się myśleć racjonalnie o zasobach naturalnych. Powietrze można sprężać wykorzystując do tego odnawialne źródła energii, bez konieczności eksploatacji paliw kopalnych. Liczymy, że w przyszłości uda się sprężać powietrze za pomocą energii wiatru lub energii rzek, bez niepotrzebnej przemiany na prąd elektryczny, a następnie bezpośrednio wykorzystywać je jako paliwo do samochodów. Nasze myślenie jest długodystansowe – trzeba już teraz zastanawiać się nad możliwą formą przetwarzania i magazynowania energii na czasy, kiedy paliwa kopalne zostaną wyeksploatowane.

Napęd pneumatyczny, oprócz zalet związanych z ekologią, wydaje się mieć duży potencjał rynkowy. Współcześnie, jedna firma z Indii, która rozpoczęła sprzedaż pojazdów z takim napędem podaje, że koszt przejechania 100 km ich samochodem to koszt około 3 zł. Sprężone powietrze można w uzyskiwać w przyszłości dzięki elektrowniom pneumatycznym, co na pewno spowoduje bardzo niskie koszty paliwa do samochodu. Dodatkowo pojazd z takim rodzajem napędu ma możliwość, przy odpowiedniej konstrukcji, być bardzo niezawodny – wydaje się, że nie ma tutaj elementów, które są narażone na szybkie zużycie poprzez działanie czynników takich jak wysoka temperatura czy przepływ prądu o wysokim natężeniu. Napęd pneumatyczny w pojeździe może być zbudowany w dużej mierze z elementów znormalizowanych, dzięki czemu nie będzie problemu z naprawą pojazdu – w łatwy sposób będzie można wymienić zużytą część. Ponadto w pojeździe z tym rodzajem energii stosunkowo łatwo możliwość rekuperacji energię podczas hamowania i zjeżdżania z górki, dzięki czemu będzie taki pojazd będzie zużywał jeszcze mniej energii. Dzięki wymienionym cechom samochody z tym rodzajem napędu mają potencjał być bardzo tanie w eksploatacji.

LEM Wrocław jest wieloletnim projektem, którego założeniem ma być zwiększenie świadomości społeczeństwa na temat elektromoblilności. Chcemy pokazać, że motocykle elektryczne, będąc ciche i ekologiczne, są jednocześnie godnymi konkurentami dla motocykli spalinowych zarówno pod kątem estetyki jak i osiągów.

Rok w rok projekt przybiera inną postać w celu zrewolucjonizowania kolejnej branży związanej ze spalinowymi dwukołowcami. Przykładem są m.in:

-LEM Napoli, elektryczny skuter miejski do rozwożenia żywności

-LEM Thunder, elektryczny motocykl crossowy

-LEM Photon, elektryczny motocykl szosowy

Jeden projekt nie spowoduje znacznych zmian na korzyść klimatu, jednakże LEM osiągając wiele sukcesów na arenie międzynarodowej na przestrzeni lat zdecydowanie mocno przyspieszy toczącą się z góry kulę śniegową jaką jest zwiększenie świadomości oraz rozwój elektromobilności w Polsce.

Innowacyjność jest tak naprawdę tym aspektem, na którym skupiamy się najbardziej tworząc projekty. Materiały wykorzystane do wykonania elementów konstrukcyjnych są dobierane tak aby maksymalnie zwiększyć bezpieczeństwo kierowcy. Elektronika wraz z napędem jest dobierana w taki sposób, aby maksymalnie zwiększyć sprawność energetyczną pojazdu (nawet do 95%). Dzięki temu ślad węglowy jest jeszcze bardziej minimalizowany, a użytkowanie jeszcze bardziej ekonomiczne. Kolejnym innowacyjnym elementem naszego projektu jest nowoczesny design. Zdajemy sobie sprawę, że aby zwiększyć popularność naszego motocykla jak i całej idei elektromobilności musimy przyciągać uwagę. Starannie zaprojektowane i wykonanie oklejenia motocykla to bardzo ważny aspekt promocyjny, dzięki któremu możemy dotrzeć do większej liczby odbiorców.

Dzięki w.w. aspektom nasze prototypy wykonywane z najwyższą starannością, mogłyby być wytwarzane seryjnie z dużym sukcesem wśród fanów motoryzacji.

Wprowadzanie elektrycznych motocykli na rynek polski jak i światowy ma bardzo duży potencjał. Obecnie konkurencja jest bardzo mała, dzięki czemu to firmy które właśnie teraz zaczynają przygodę z pojazdami elektrycznymi będą wyznaczać bariery wejścia jak i panujące trendy. Już teraz możemy zauważyć wzrost popularności elektrycznych hulajnóg czy rowerów. Świadomość ludzka się zmienia, za kilka lat pojazdy elektryczne wyprą spalinowe tak jak kilkanaście lat temu auta wyparły konie.

Przeciwnicy elektromobilności skłonni są twierdzić, iż ślad węglowy wytworzenia baterii litowo-jonowych stosowanych w większości obecnych pojazdów elektrycznych jest większy niż użytkowanie pojazdów spalinowych przez wiele lat. Faktem jest, że katalizatory są coraz bardziej skuteczne wyłapując wiele chemikaliów, jednakże użytkując pojazd elektryczny przynajmniej dwa lata wzwyż, zakładając ładowanie pojazdu z odnawialnych źródeł energii, emisja szkodliwych substancji jest znacznie niższa (również wliczając czas produkcji).

Rok 2020 uderzył w naszą działalność bardzo mocno – pośrednio przez problemy firm współpracujących z nami i dającym nam ogromne wsparcie, a bezpośrednio ze względu na wstrzymanie wszystkich prac konstrukcyjnych.

Środki, które możemy zdobyć w tym konkursie przeznaczone zostaną na rozwój technologiczny, który pozwoli nam na wdrożenie innowacji w naszej pracy. Myślimy o jak najbardziej efektywnym wykorzystaniu środków, którymi dysponujemy poprzez zmodernizowanie produkcji części w celu zwiększenia precyzji przy mniejszym nakładzie finansowym.

W związku z sytuacją panującą na świecie cofnięte zostało nam również finansowanie ze strony Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego na wyjazd do Stanów Zjednoczonych. Z przyczyny COVID-19 nie mógł się on odbyć, jednak wykorzystaliśmy zawody w formie zdalnej w 100%, aby poszerzyć swoją wiedzę i zebrać feedback.

Kolejny rok stawia przed nami kolejne wyzwania, gdyż czeka nas symultaniczna konstrukcja dwóch bolidów, w tym jednego w technologii elektrycznej. Chcąc rozwijać się dalej potrzebujemy do tego środków, aby najlepiej wykorzystać je, jak tylko uda nam się powrócić do pracy w warsztacie.

eWarta to pierwszy elektryczny bolid spod skrzydeł PUT Motorsport. Wyróżnia się niesamowitymi osiągami oraz innowacyjną konstrukcją. Wykonany w większości z włókna węglowego, napędzany baterią elektryczną pojazd jest w stanie przyspieszyć od 0 do 100km/h w nieco ponad 3 sekundy. Jest to projekt promujący elektromobilność. Na ten moment zdecydowana większość samochodów wyścigowych to pojazdy spalinowe. My z naszym projektem wychodzimy naprzeciw temu problemowi. Pragniemy uświadamiać społeczeństwo o potencjale rynku elektrycznego oraz korzyściach płynących z tego typu rozwiązań.

Obecnie stosowane pestycydy mają dość szerokie spekturm działania i są ogólnie rzecz biorąc szkodliwe dla środowiska. Biopestycydy bazowane na grzybach owadobójczych których na rynku jest nadal bardzo niewiele są z kolei specyficzne gatunkowo co może zapobiegać zabijaniu organizmów o znaczeniu ekologicznym.

Warto zwrócić również uwagę na fakt że wraz ze zmianami klimatu uprawa roli staje się coraz większym wyzwaniem więc ochrona plonów sprzyja obniżeniu kosztów uprawy a co za tym idzie potencjalnemu zahamowaniu wzrostu cen żywności.

AGH Space Systems od lat rozwija technologie kosmiczne, takie jak łaziki planetarne, rakiety sondujące oraz gondole balonów stratosferycznych. Sukcesy odnoszone przez Koło umożliwiają naszym członkom zdobywanie zarówno kompetencji związanych bezpośrednio z tworzonymi technologiami, jak i miękkich, rozwijanych podczas licznych wystąpień.

Jednak celem naszego Koła jest nie tylko udział w międzynarodowych konkursach czy rozwijanie umiejętności młodych inżynierów i naukowców, ale przede wszystkim wkład w rozwój nauki i inżynierii kosmicznej. Z tego powodu w tym roku zdecydowaliśmy się położyć szczególny nacisk na rozwój podsystemów badawczych przystosowanych do integracji z rakietą, łazikiem oraz gondolą balonów stratosferycznych. Pozwolą one na przeprowadzenie innowacyjnych eksperymentów naukowych, których wyniki zostaną zaprezentowane na międzynarodowych konferencjach. Natomiast sam proces ich tworzenia pozwoli na opracowanie i przetestowanie rozwiązań technicznych, które będą mogły być rozwijane i wykorzystane nie tylko w inżynierii kosmicznej, ale też geologii, rolnictwie czy przemyśle 4.0, wpływając na realizację celów zrównoważonego rozwoju. Prezentowany projekt obejmuje rozwój 3 podsystemów badawczych, które zostaną zintegrowane z gondolą balonu stratosferycznego, rakietą oraz łazikiem i pozwolą na przeprowadzenie innowacyjnych eksperymentów z dziedziny m.in. biologii, geologii, meteorologii, chemii i fizyki.

Mikrograwitacja dla każdego

Od początku istnienia AGH Space Systems corocznie bierze udział w konkursie Global Space Balloon Challenge, odnosząc w nim liczne sukcesy i wysyłając do stratosfery różnorodne podsystemy badawcze. W 2016 roku uzyskaliśmy 1. miejsce w kategorii najlepszego eksperymentu naukowego, pokonując tym samym ponad 400 zespołów z całego świata. W 2019 roku ponownie stanęliśmy na podium, tym razem zajmując 2 miejsce w kategorii Best Educational Initiative.

W tym roku wysłaliśmy balonem do stratosfery komórki nowotworowe, aby zbadać wpływ promieniowania kosmicznego na ich rozwój. Do przeprowadzenia eksperymentu użyliśmy opracowanych przez nas urządzeń, m.in. autorskiej wersji licznika Geigera. Na pokładzie gondoli wypuszczonej do stratosfery znalazły się urządzenia zbierające dane lotu (m.in. trasę, maksymalną wysokość, prędkość, przyspieszenie), a także mierzące warunki atmosferyczne, takie jak temperatura. Co więcej, na pokładzie znalazły się również systemy lokalizacji gondoli, a także aparat wraz z urządzeniem przesyłającym na bieżąco obrazy ze stratosfery. O naszym dokonaniu znaleźć można było wzmianki zarówno w mediach rozrywkowych, jak i branżowych:

https://www.space24.pl/promieniowanie-kosmiczne-a-komorki-rakowe-eksperyment-studentow-agh

https://www.rmf24.pl/nauka/news-studenci-z-krakowa-badaja-wplyw-promieniowania-kosmicznego-n,nId,4610618

https://polishscience.pl/pl/studenci-agh-badaja-wplyw-promieniowania-kosmicznego-na-komorki-rakowe/

Badania próbek, które wróciły na ziemię, przeprowadzone we współpracy z Katedrą Biochemii i Neurobiologii AGH, pozwoliły wykluczyć wpływ promieniowania na rozwój komórek nowotworowych. Stwarza to szansę na zbadanie wpływu innych warunków specyficznych dla stratosfery (jak niskie ciśnienie i temperatura), bez konieczności uwzględniania oddziaływania promieniowania. Jednak najważniejszym kierunkiem dalszych badań będzie próba symulowania mikrograwitacji przez swobodny spadek balonu z dużej wysokości i badanie zachowania komórek rakowych w tych warunkach.

Przeszkodą podczas dotychczasowych badań prowadzonych przez różnorodne firmy i placówki naukowe było to, że komórki nowotworowe rozwijające się w warunkach laboratoryjnych tworzą inne struktury, niż w ciele człowieka. Z tego powodu utrudnione jest badanie wpływu różnorodnych czynników czy substancji na ich rozwój. Jednak jak pokazały badania prowadzone przez NASA, w warunkach braku grawitacji komórki te tworzą struktury zbliżone do tych powstających w naturalnych warunkach w ciele człowieka. Dotychczas znane metody symulacji mikrograwitacji, takie jak loty paraboliczne, użycie rakiet sondujących czy RPM, wiążą się jednak z wysokimi kosztami (koszt przeprowadzenia pojedynczego eksperymentu w mikrograwitacji zaczyna się od 10 tys. euro – https://www.yurigravity.com/our-service), a często także dużym zużyciem energii czy emisją szkodliwych związków do atmosfery. Dodatkowo niektóre z nich powodują powstawanie czynników, które mogą wpływać na przebieg eksperymentu (np. przy symulacji mikrograwitacji z pomocą pola elektromagnetycznego).

Dlatego opracowana metoda symulacji mikrograwitacji, której koszty będą mieściły się w kilku tysiącach złotych (koszty dotychczas przeprowadzonych przez nas misji balonu mieściły się w granicach 5 tys. PLN), będzie cechowała się znacznym potencjałem rynkowym. Pozwoli też na stosunkowo proste badanie nowych leków i sposobów walki z rakiem, przyczyniając się do realizacji jednego z najważniejszych celów zrównoważonego rozwoju ONZ: dobre zdrowie i jakość życia. Od dotychczasowych metod symulacji mikrograwitacji będzie odróżniało ją też dużo mniejsze zużycie energii i brak emisji szkodliwych związków do atmosfery, co sprzyja realizacji celów zrównoważonego rozwoju związanych z ochroną środowiska.

Projekt będzie cechował się wysokim stopniem innowacyjności na skalę światową – choć były już podejmowane próby symulacji mikrograwitacji za pomocą balonów stratosferycznych (https://www.researchgate.net/publication/293091217_A_practical_low-cost_balloon-launched_platform_for_microgravity_experiments_Concept_design_and_development, https://www.researchgate.net/publication/256524635_Microgravity_experiment_system_utilizing_a_balloon), jak dotąd żaden eksperyment nie zakończył się sukcesem i wdrożeniem tej metody do powszechnego użycia. Potwierdzenie tego faktu można znaleźć w artykule NASA z 2017, według którego jak dotąd nie osiągnięto mikrograwitacji przy użyciu balonu (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6662212/).

Mikroorganizmy na pokład

Oprócz badania komórek nowotworowych AGH Space System prowadzi także inne, innowacyjne eksperymenty z dziedziny Space Biology. Podczas zawodów America Space Cup 2019 na pokładzie rakiety skonstruowanej przez nasze Koło wynoszony był ładunek naukowy BeeO!Logical, który pozwolił na zbadanie wpływu lotu rakietą, a szczególnie przeciążeń związanych z jej startem, na poprawność czerwienia (czyli rozmnażania się) królowych pszczół miodnych (Apis mellifera).

Badania te są innowacyjne w skali świata, jako że żaden ośrodek badawczy na świecie nie podjął się jeszcze określenia jaki wpływ ma lot rakietą płodność pszczół. Zagadnienie to staje się tym bardziej istotne w momencie, kiedy rozważana jest kolonizacja Marsa, a co za tym idzie, konieczność hodowania tam roślin przeznaczonych do spożycia przez człowieka.

W celu przeprowadzenia eksperymentu zespół AGH Space Systems stworzył własną, autorską aparaturę pomiarową. Payload, dzięki swojej uniwersalności, może zostać wykorzystany zarówno do testów na innych bezkręgowcach, jak i w innych platformach testujących, tj. innych rakietach obsługujących standaryzowany format 3U jak i wirówkach przeciążeniowych.

Środki uzyskane w ramach grantu pozwolą na rozwinięcie i kontynuowanie eksperymentów, także z udziałem mikroorganizmów oraz organizmów bezkręgowych. Badania mają na celu stwierdzenie ich reakcji na wcześniej niedoświadczane warunki, takie jak znaczne przeciążenia związane z lotem, a także określenie potencjalnych zastosowań przy tworzeniu pozaziemskich kolonii, takich jak wytwarzanie przez algi tlenu, koniecznego do podtrzymywania życia astronautów. Co więcej, wyniki badań mogą okazać się przydatne, jeśli w wyniku globalnego ocieplenia warunki na Ziemi ulegną zmianie. Według przewidywań wzrost średniej temperatury do 2100 może wynieść powyżej 4°C (https://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/porownanie-nastepstw-zmiany-klimatu-306). Jednocześnie badania pokazują, że około 76% produkcji żywności zależy od pracy pszczół (http://www.uratujpszczole.pl/), a aż 50–80% produkcji tlenu na Ziemi pochodzi z oceanu, w tym większość od glonów i mikroorganizmów (https://www.gospodarkamorska.pl/ile-tlenu-pochodzi-z-oceanu-drugie-pluco-planety-wideo-51239). Dlatego zbadanie wpływu nietypowych warunków (takich jak wysoka temperatura, znaczne przeciążenia czy niskie ciśnienie) na funkcjonowanie tych organizmów może w przyszłości okazać się kluczowe w celu opracowania odpowiednich metod ich ochrony i realizacji celów zrównoważonego rozwoju, takich jak: podjęcie działań w celu przeciwdziałania skutkom zmiany klimatu, ochrona życia pod wodą i życia na lądzie, wyeliminowanie głodu.

Dodatkowo projekt cechuje się dużym potencjałem rynkowym. Lot rakiety sondującej pozwala na stosunkowo tanie przetestowanie rozwiązań technicznych, które mogą być później wykorzystane w większej skali, podczas dużo bardziej kosztownych lotów rakiet wynoszących ładunek w postaci satelitów. Jest to szczególnie istotne ze względu na możliwość zbadania odporności elementów payloadu (obudowy eksperymentu, elektroniki, rozmaitych czujników, systemu kontroli stężenia gazów) na warunki panujące podczas lotu, takie jak przeciążenie czy wibracje.

Autonomiczne laboratorium

Łazik planetarny Kalman jest projektem tworzonym przez przez zespół wykwalifikowanych w wielu dziedzinach inżynierów. Samodzielnie projektujemy, a często nawet wytwarzamy jego części, tworząc oprogramowanie stosujemy zaawansowane biblioteki, bądź implementujemy własne rozwiązania. Wiele części i modułów łazika można uznać za innowacyjne, bądź znacząco poprawione względem dostępnych na rynku elementów.

Nasz robot to platforma badawczo-eksploracyjna, zdolna do poruszania się nawet w najbardziej wymagającym, nieznanym terenie. Dzięki zastosowaniu innowacyjnego systemu jazdy łazika (wszystkie koła niezależnie skrętne w zakresie 270 stopni i współpracujące z tą funkcjonalnością oprogramowanie) zachowany został wysoki poziom precyzji sterowania niezależnie od terenu.

Zaprojektowany przez naszych mechaników manipulator umożliwia Kalmanowi bogatą interakcję z otoczeniem, a jego precyzja pozwala nawet na obsługiwanie niewielkich przełączników czy pisanie na klawiaturze. Rozmieszczenie kamer pokazujących stan i położenie chwytaka oraz ergonomiczny układ sterowania są owocem wielu miesięcy testów w różnych warunkach.

Kalman wyróżnia się przystosowaniem do wykonywania nawet skomplikowanych zadań całkowicie zdalnie, poza polem widzenia operatorów, w odległości przekraczającej nawet 1 km. Jest to zasługa niezawodnego i redundantnego systemu komunikacji, który przesyła na żywo obraz z kamer oraz instrukcje zabezpieczone autorskimi protokołami. Stworzona od podstaw aplikacja wizualizuje aktualny stan platformy i daje operatorom kontrolę nad wszystkimi funkcjonalnościami i ustawieniami.

Łazik jest również zdolny do przemierzania terenu pełnego przeszkód zupełnie autonomicznie, bez nadzoru człowieka. Dane z kamer stereowizyjnych, GPS i innych czujników są przetwarzane w czasie rzeczywistym przez oprogramowanie pokładowe napisane przez naszych programistów i wytyczana jest optymalna ścieżka do zadanego celu.

Konstrukcja jest wyposażona w całkowicie funkcjonalne laboratorium pokładowe – odłączany moduł umożliwiający szybką analizę próbek gleby, pobieranych przez manipulator robota. Badana jest m.in. wilgotność, temperatura, pH oraz obecność aminokwasów, białek i azotanów. Niektóre z probówek są podgrzewane w kąpieli wodnej dla zapewnienia optymalnych warunków reakcji. Transport próbki, przygotowanie roztworu oraz testy zostały w pełni zautomatyzowane, a każdy obiekt może zostać dostarczony do bazy dzięki funkcji autonomicznej jazdy.

W ramach projektu planowane jest rozbudowanie laboratorium pokładowego robota, tak by umożliwić badanie większej liczby próbek oraz wykonywanie bardziej zróżnicowanych testów. Planowany jest też rozwój podsystemów, które umożliwiają Kalmanowi prowadzenie prac i badań terenowych bez udziału człowieka, m.in. udoskonalenie systemu autonomicznej jazdy, wykorzystanie sztucznej inteligencji do rozpoznawania przedmiotów oraz stworzenie trybu autonomicznego dla nowego manipulatora,. Dzięki temu łazik będzie w stanie samodzielnie poruszać się i zbierać glebę do analizy nawet w przypadku utraty łączności z bazą. Celem projektu będzie też zwiększenie maksymalnej głębokości pobierania próbki do kilkunastu centymetrów (będzie to istotne udoskonalenie, ponieważ skład gleby na głębokości powyżej 10 cm często różni się znacząco od składu ziemi przy powierzchni).

Rozwiązania technologiczne z zakresu pobierania i analizowania próbek oraz autonomicznej jazdy, opracowane w ramach projektu, będą cechowały się wysokim stopniem innowacyjności. Kalman stanie się robotem łączącym system autonomicznej jazdy, oparty o cztery niezależnie skrętne koła, z precyzyjnym manipulatorem, który nie wymaga ludzkiego operatora do znajdowania i podnoszenia przedmiotów. Choć pojedyncze rozwiązania technologiczne, które mają być opracowane w ramach projektu, występują obecnie w najbardziej zaawansowanych komercyjnych rozwiązaniach, to ich połączenie i integracja z dotychczas opracowanymi podsystemami łazika będą cechowały się innowacyjnością na skalę międzynarodową.

Laboratorium pokładowe, które zostanie opracowane i przetestowane w ramach projektu, a także rozwiązania technologiczne umożliwiające samodzielne pobieranie próbek, będą cechować się też dużym potencjałem rynkowym. Sektor robotyki rozwija się bardzo dynamicznie, a różnego rodzaju roboty i łaziki używane są w coraz to nowszych dziedzinach, między innymi w rolnictwie (https://www.earthsense.co/?fbclid=IwAR1sZ5hXZnwBHpagT80u1Ku_FAXnuxsKQuIwvwnhPnIU0xN3JFu_ShfxTZQ), geologii i przemyśle 4.0, do kontroli placów budowy czy fabryk (https://www.youtube.com/watch?v=VRm7oRCTkjE&ab_channel=BostonDynamics&fbclid=IwAR0_7qQpzpj79pD-Iil6g0hSRy4JE4lCUEAZ1TWJqzrYA9S8ZBsBx9JAbeM). Roboty takie mają dwie funkcje: mogą pobierać informacje o swoim otoczeniu, np. zbierać dane o wilgotności i składzie gleby, czy też kontrolować poprawność funkcjonowania taśmy produkcyjnej, a także wykonywać proste prace (jak nawadnianie, nawożenie, dostarczanie narzędzi). Pozyskiwanie danych pozwala w rolnictwie na lepsze planowanie (https://motorleaf.com/?fbclid=IwAR3wdwG7wUDRf6nJyXbOyVdrrEREDhAziFoWFVB1FTThxG1B0cdR4abNNdc) i wykorzystanie zasobów, takich jak woda czy energia – a co za tym idzie zwiększenie plonów/ Takie działanie przyczyni się do realizacji celów zrównoważonego rozwoju związanych ze zrównoważoną konsumpcją i produkcją, a także walką z głodem. Wykorzystanie robotów w przemyśle pozwala na znaczną oszczędność energii i zwiększenie bezpieczeństwa pracowników, którzy nie muszą kontrolować postępu produkcji i poprawności funkcjonowania maszyn przemysłowych w niebezpiecznych czy szkodliwych warunkach, co sprzyja realizacji ce

Projekt Walle to projekt budowy autonomicznego robota sprzątającego tereny zielone i miejskie. Głównym celem jest dbanie o zrównoważony rozwój Naszego Świata, w którym dominujący przemysł (i nie tylko) przyczynia się do dużej ilości śmieci na ulicach, w parkach, lasach…

Robot mobilny poruszający się na gąsienicach będzie w sposób autonomiczny przemierzał teren w poszukiwaniu śmieci (plastikowe butelki, aluminiowe puszki, zgnieciony papier, torebki foliowe itp.). Wykrywanie tych przedmiotów będzie umożliwiał system wizyjny oparty o dwie kamery. Możliwa będzie implementacja systemu inteligentnego dla optymalnej i lepszej pracy. Robot będzie zbierał śmieci do “brzucha” tak jak to robił Wall-e z filmu Pixara, do którego konstrukcyjnie robot będzie maksymalnie upodobniony (medialność). Nie wykluczamy dodania wszelkich dodatkowych funkcjonalności robota z filmu.

Budowa Walle-ego zasygnalizuje problem śmieci wszechobecnych na Świecie. Rozwój tego projektu to kolejny krok do lepszej, czystszej, stabilnej przyszłości dla nas wszystkich.
Tak jak wspominamy w filmie, na podstawie zbudowanego prototypu, będzie można wypracować prostsze i tańsze rozwiązanie bezpośrednio skierowane na produkcję masową. Wtedy będzie mogło się urzeczywistnić nasze marzenie: “Sprzątające roboty mobilne w naszej codzienności? Normalka!”
For a better World!

Naszym projektem jest stanowisko pomiarowe do badania prototypów sprzętu ochrony bezpośredniej dla personelu medycznego.

W ramach akcji “Maska dla Medyka” przekazliśmy do krakowskich szpitali ponad 350 sztuk masek do snorkelingu Subea Easy Breath przekształconych na improwizowane środki ochrony przed COVID19 i innymi chorobami zakaźnymi dla personelu medycznego przy pomocy technologii druku 3D. Ze względu na kolejną falę zarażeń chcemy opracować nową wersję maski, która pozwoli na jeszcze większy komfort użytkowania.

Usprawnienie toru pomiarowego pozwoli lepiej porównywać efektywność różnych prototypów wykonanych w druku 3D. Największą zaletą projektu jest szybkość, z jaką jesteśmy w stanie testować nowe iteracje. Gotowe rozwiązanie jest w stanie wyprodukować każda osoba z dostępem do drukarki 3D.

Szczegółowe badanie gazów przepływających przez maski pozwala nam na określenie, które rozwiązania konstrukcyjne zapewniają największy komfort użytkowania. Jest to o tyle istotne, że stężenie dwutlenku węgla w maskach jest większe od otoczenia i odpowiednio zaprojektowane zawory są w stanie go obniżać.

Do tej pory jednym z naszych mierzalnych sukcesów jest usprawnienie stosowanych w akcji masek poprzez potrójne obniżenie retencji CO2 do poziomów umożliwiających długotrwałą i bezpieczną pracę. Ponadto usprawniliśmy technologię produkcji zaworów, dzięki czemu będziemy w stanie produkować je w ilości kilku tysięcy na dobę. Ulepszenie toru pomiarowego pozwoli nam na dalszy rozwój tej technologii.

Kiedy sytuacja pandemiczna się ustabilizuje, nasz tor pomiarowy może zostać łatwo wykorzystany do ewaluacji zmian wysiłku podczas aktywności fizycznej. Zużycie tlenu i stężenie wydychanego CO2 koreluje z intensywnością i czasem jej trwania.

Ta technologia umożliwi (po badaniu porównawczym) stworzyć wzór, który każdy szpital/placówka z drukarką 3D pozwoli przekształcić maski do snorkelingu na bezpieczną, efektywną maskę medyczną. To pozwoli zwiększyć efektywność ochrony personelu medycznego i szybko reagować na zmiany popytu na sprzęt. Możemy sobie wyobrazić, że w krytycznej sytuacji można kupić maskę w Decathlonie i szybko przekształcić ją na narzędzie chroniące życie w szpitalach.

Celem projektu jest budowa autonomicznego systemu latającego, który wspiera służby medyczne w akcjach

ratunkowych na słabo zaludnionych i trudno dostępnych terenach. Główną ideą projektu jest

wykorzystanie innnowacyjnych rozwiązań z zakresu autonomicznej awiacji do budowy systemu zwiadowczego,

który będzie też w stanie ustanowić własny kanał komunikacyjny na terenie bez zasięgu sieci GSM.

Połączenie autonomicznych systemów awiacji z nowoczesnymi technologiami telekomunikacji i systemami

sztucznej inteligencji gwarantuje zainteresowanie inwestorów z branży wysokich technologii.

Poza usprawnieniem skuteczności działania służb medycznych na słabo zaludnionych terenach,

system może też okazać się nieoceniony w trakcie klęsk żywiołowych – pozwalając na ocenę

miejsca dotkniętego powodzią, pożarem bądź trzęsieniem ziemi, zanim jeszcze znajdą się

w nim ratownicy medyczni – umożliwi im wcześniejsze rozpoznanie terenu a nawet próbę kontaktu

z osobami poszkodowanymi, przebywającymi na miejscu odciętym od komunikacji telefonicznej.