Wrocławskie Wynalazki: Od Sztucznej Ręki Do Wykrywacza Kokainy

W swoim dorobku inżynierowie Politechniki Wrocławskiej mają m.in.: laserowe urządzenie do prześwietleń, pancerny wóz wojskowy, system klimatyzacyjny wykorzystujący energię słoneczną, czujnik antykokainowy i "inteligentny" jacht. Część z tych naukowych projektów jest już gotowa do użytku, a niektóre dopiero w fazie konstruowania. Przy budowie wielu z nich decydującą rolę odgrywali także studenci i doktoranci. Niektóre wynalazki mają sporą szansę na zrewolucjonizowanie polskiego, jak i zagranicznego świata nauki. Przyjrzyjmy się im bliżej.  

Sztuczna ręka

****Została zaprojektowana przez zespół naukowców z Zakładu Inżynierii Biomedycznej i Mechaniki Eksperymentalnej pod okiem prof. Romualda Będzińskiego. Prace zakończyły się w lutym tego roku. Cybernetyczna ręka, wytworzona z aluminium, stali, plastiku i wiązki przewodów, jest w stanie w pewnym stopniu z powodzeniem zastępować utraconą dłoń. Wygląda prawie jak prawdziwa, ludzka ręka, ponieważ jest obciągnięta gumą, imitującą skórę. Posiada ruchome trzy palce (kciuk, wskazujący i środkowy), które według konstruktorów wystarczą do wykonywania podstawowych, codziennych czynności.

- Sterowanie protezą ręki odbywa się na dwa sposoby. Pierwszy z zastosowaniem sygnału elektrycznego zbieranego z mięśni, a drugi przy użyciu sygnałów dźwiękowych, zbieranych za pomocą zaprojektowanych czujników - informuje dr Krzysztof Krysztoforski, jeden z konstruktorów ręki. - Te bodźce są przetwarzane na sygnały, sterujące silnikami palców protezy i nadgarstka. Proteza pozwala na chwytanie różnych rzeczy i dostosowuje się do chwytanych przedmiotów. Ale żadna proteza nie przywróci człowiekowi pełnej sprawności - dodaje.

Wynalazek wrocławskich naukowców był testowany na 60-latku, który utracił część przedramienia. Prototyp protezy kosztował 16 tys. zł, natomiast gotowa ręka jest warta ok. 20 tys. zł. Do tego, żeby znalazła się w sprzedaży, brakuje certyfikatów i niewielkich modyfikacji konstrukcyjnych, odkrytych w trakcie testowania.

Odporny na wybuchy wóz bojowy

****Najnowszym dziełem konstruktorów z Politechniki Wrocławskiej, pod kierownictwem prof. Eugeniusza Rusińskiego, jest nadwozie pojazdu opancerzonego M-ATV G10. Zadaniem zespołu z Zakładu Komputerowego Wspomagania Projektowania z Wydziału Mechanicznego było zapewnienie odpowiedniej jego wytrzymałości. Sprawdzono go na poligonie i okazało się, że jest on w stanie przetrwać wybuch kilku ładunków. Najpierw projekt nadwozia zaprojektowano komputerowo. Dzięki nowoczesnej technologii informatycznej na modelu opracowano, a potem poprawiano konstrukcję nadwozia i foteli, a następnie testowano ich wytrzymałość. Dopiero po tym etapie badań, dopracowaniu konstrukcji i wyeliminowaniu błędów, zbudowano model rzeczywisty. Wóz stworzono z myślą o patrolowaniu i eskortowaniu grup ludzi w trakcie wojny partyzanckiej, w jakiej polscy żołnierze brali udział, np. w Iraku czy Afganistanie.

- Podwozie zostało zapożyczone z terenowego Mercedesa Unimog i jest odpowiednio podwyższone. Jego kabina została zaprojektowana tak, aby wytrzymać wybuchy min, granatów czy koktajli Mołotowa w trakcie ewentualnej zasadzki - opowiada Tomasz Szulc z Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji PWr, znawca militariów. - Fotele, zaopatrzone dla bezpieczeństwa w podnóżki, są podwieszone do stropu, a nie przymocowane do podłogi, aby ewentualna siła uderzenia nie poszła w nogi pasażerów. Takie pojazdy nie są stosowane w boju, a raczej do konwojowania i zabezpieczenia kolumn mniejszych pojazdów - dodaje.

Wóz zbudowało konsorcjum Wydziału Mechanicznego Politechniki Wrocławskiej oraz Domu Samochodowego Germaz. Producent nie udostępnia danych o jego cenie. Wiadomo jednak, że wóz kosztuje tyle, ile kilka wysokiej klasy samochodów osobowych.

Czujnik antykokainowy

****Trzyosobowy zespół z Wydziału Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, pod opieką dr Rafała Walczaka, pracuje nad stworzeniem tzw. czujnika antykokainowego (patrz: Urządzenie zbada, czy brałeś kokainę). Wynalazek służyć będzie do wykrywania kokainy u zawodowych kierowców.

Czujnik przybierze postać testera i będzie przeznaczony dla policji oraz służb drogowych na terenie Unii Europejskiej. Powstaje w ramach ogólnoeuropejskiego projektu Labonfoil. Czujnik ten, podobnie jak popularne alkotesty, będzie przedstawiał nie tylko informację na temat obecności kokainy w organizmie kierowcy, ale także pokaże, ile kokainy on zażył i kiedy to się stało. Tester wyróżnia się nowatorstwem w porównaniu z innymi takimi produktami.

- Różnica polega przede wszystkich na sposobie odczytu informacji.
W tradycyjnym teście jest to odczyt wzrokowy, w opracowanym przez nas
urządzeniu do odczytu służy przenośny czytnik, podobny do czytnika kodów
kreskowych w kasach - opowiada dr Rafał Walczak. - Wynik testu wyświetlany jest na ekranie komputera, zaletą tego rozwiązania jest ogromna czułość - precyzuje.

Tester jest w stanie określić ilość kokainy w próbce potu kierowcy. W przyszłości będzie on mógł wykrywać również obecność innych narkotyków. Projekt nie jest jeszcze zakończony, a koszt jego opracowania wynosi około 1,2 mln euro.

Jacht Wena

****Nowatorska łódź o imieniu Wena została zbudowana przez członków Kół Naukowych Mikroinżynierii, Mikroelektroniki i Mikrosystemów "M3" oraz Pojazdów Niekonwencjonalnych "Off - Road", przy ścisłej współpracy z wrocławską Akademią Wychowania Fizycznego oraz stocznią jachtową SKY-Yacht w Smolcu. Pracom przewodniczył prof. Jan Dziuban.

Ta "inteligentna" łódź żaglowa przeznaczona jest do badań naukowych i treningu żeglowania. Mechatroniczny (czyli łączący w sobie elementy mechaniczne i elektroniczne) jacht badawczy jest pierwszą tego typu jednostką żaglową w Polsce. Został wyposażony w różnorodne czujniki do identyfikacji obiektów.
Budowa żaglówki zabrała studentom tylko około miesiąca. W planach jest już konstrukcja podobnego jachtu wypoczynkowego, zasilanego mocą energii słonecznej.

Urządzenie do prześwietleń

Jest to projekt zespołu, którym kieruje prof. Halina Podbielska z Instytutu Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej PWr. Prowadzi on badania, dzięki którym będzie można wyraźnie przyspieszyć proces wykrywania zapalenia stawów palców. Ta przewlekła choroba prowadzi często do inwalidztwa, a niekiedy nawet do śmierci.

Naukowcy z PWr skupiają się na zastosowaniu prześwietlenia do diagnostyki zmian w stawach. W tym celu skonstruowali specjalne urządzenie do prześwietleń, wykorzystujące laser oraz światłoczułą kamerę do rejestracji natężenia przetransmitowanego przez tkanki światła. Uchwycone obrazy są z kolei analizowane komputerowo, aby wykryć wczesne zmiany w stawach.

Słoneczny badawczy system klimatyzacyjny

****Wykorzystuje on energię słoneczną i ma zastąpić tradycyjne i kosztowne sposoby ochładzania powietrza. Badawczy system klimatyzacyjny SDEC (z ang.: Solar Desiccant and Evaporative Cooling), opracowany i testowany w Katedrze Klimatyzacji i Ciepłownictwa, jest w Polsce jedynym obecnie słonecznym urządzeniem klimatyzacyjnym. Centrala klimatyzacyjna systemu zainstalowana została w hali technologicznej budynku C-6 Politechniki przy ul. Cypriana Kamila Norwida 4/6, a na jego dachu zamontowano kolektory słoneczne. Jeśli akurat brakuje promieni słonecznych, do ochładzania powietrza wykorzystywana jest konwencjonalna energia cieplna oraz niewielka ilość wody.

- Wykorzystując jedynie energię słoneczną, system ten może działać poprawnie przez blisko pół roku, podczas ciepłych miesięcy. Jednak w pochmurne dni, wieczorem lub w nocy może być konieczne wykorzystanie energii cieplnej ze źródeł konwencjonalnych - wyjaśnia dr Dariusz Kwiecień, jeden z twórców systemu. - W naszej strefie klimatycznej ten system nie może działać skutecznie tylko w oparciu o wykorzystanie energii słonecznej.

Badanie systemu SDEC, wyposażonego w powietrzne kolektory słoneczne, było przeprowadzone w latach 2005-2009. Koszt całego przedsięwzięcia wynosił ok. 25 tys. zł.

Czytaj także:

• Politechnika Wrocławska ma nowe laboratorium
• Robot z Politechniki Wrocławskiej
• Kolejna inicjatywa Politechniki Wrocławskiej