Eryk Możdżeń, absolwent Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów oraz Diana Lesiak, absolwentka Wydziału Chemicznego zostali laureatami ogólnopolskiego konkursu prac dyplomowych Engineer 4 Science 2024.

W konkursie Engineer 4 Science oceniane są prace inżynierskie i licencjackie, a jego organizatorem jest 4 Science Institute. Wydarzenie odbywa się pod honorowym patronatem prezesa Polskiej Akademii Nauk, a partnerem biznesowym jest firma Intel.

Dwa wyróżnienia dla absolwenta W12

W tegorocznej edycji jury doceniło pracę „Wektorowanie ciągu w zadaniu sterowania bezzałogowym obiektem latającym”, którą Eryk Możdżeń przygotował pod opieką dr. inż. Roberta Muszyńskiego z Katedry Cybernetyki i Robotyki. Absolwent PWr zajął drugie miejsce w kategorii Elektronika i III miejsce w kategorii Mechatronika.

Praca dotyczyła zaprojektowania, wykonania i ustabilizowania jednowirnikowego drona o nazwie „Goose”. W swoim projekcie Eryk Możdżeń wykorzystał niezależnie sterowane łopatki odchylające strumień powietrza w różne strony tak, aby wygenerować pożądana siły i momenty, czyli właśnie „wektorując” ciąg. Takie rozwiązanie jest obecnie powszechnie stosowane w rakietach oraz myśliwcach, choć można znaleźć informacje także o konstrukcjach napędzanych śmigłami.

– Zastosowanie nieparzystej liczby wirników, w tym przypadku jednego, powoduje wystąpienie efektu żyroskopowego, które zazwyczaj jest pomijane dla zwykłych quadrokopterów oraz występowanie dodatkowego momentu obrotowego w osi obrotu wirnika, które z kolei w helikopterach niwelowane jest dodatkowym śmigłem umieszczonym na ogonie – mówi Eryk Możdżeń. – Wpływ tych zjawisk okazał się być na tyle silny, że typowe algorytmy sterowania bezzałogowcami były nieskuteczne. Była to dobra okazja, aby wdrożyć wiedzę zdobytą na wykładach w życie i poprzez matematyczny model dynamiki obiektu syntezować algorytm sterowania, który był zdolny do skompensowania wymienionych sił – dodaje.

Po zaprojektowaniu i wykonaniu konstrukcji mechanicznej oraz obwodów elektroniki nasz absolwent zidentyfikował parametry modelu poprzez dwa eksperymenty. Największym wyzwaniem w całym projekcie okazało się zmuszenie drona do stabilnego lotu.

– Zastosowane czujniki oraz układy wykonawcze nie są idealne, powiem nawet bardziej: są dalekie od ideału. Moja praca musiała się więc rozszerzyć o metody kalibracji czujników pokładowych oraz serwomechanizmów łopatek. Od momentu teoretycznego ukończenia pierwotnego zamysłu i rozpoczęcia testów w powietrzu, do pierwszego udanego lotu minęły dwa miesiące. Czas testów, dopracowywania, odchudzania i wzmacniania konstrukcji mechanicznej oraz algorytmu sterowania znacznie przewyższył czas poświęcony na pierwotny projekt – wyjaśnia absolwent W12.

Okazuje się jednak, że zastosowanie tanich i łatwo dostępnych podzespołów było bardzo dobrym wyborem, ponieważ w trakcie testów konstrukcja wielokrotnie doznawała uszkodzeń przy nieplanowanym kontakcie z ziemią i szybka wymiana części na nowe pozwoliła na utrzymanie tempa prac.

Warto również podkreślić, że pierwsze prace nad dronem rozpoczęły się we wrześniu 2022 r., a część z nich – model dynamiki i symulacja w środowisku Simulink oraz oprogramowanie wbudowane w dedykowany sterownik lotu – nasz absolwent zrealizował w ramach projektów na kursach Roboty Mobilne oraz Sterowniki Robotów.

– Spodobał mi się pomysł na taką konstrukcję, ponieważ uważałem, że jestem ją w stanie wykonać, ucząc się przy tym jednocześnie wielu rzeczy. Jednocześnie było na tyle skomplikowane i nieintuicyjne, że wymagało użycia przedstawianej teorii. Tym samym udowodniłem sam sobie, że ma ona wartość. Dodatkową satysfakcję daje fakt, że wiele osób nie wierzyło, że taki bezzałogowiec mógłby latać, a tu proszę, udało się – podkreśla Eryk Możdżeń.

Po zakończeniu nauki na kierunku automatyka i robotyka Eryk Możdżeń kontynuuje studia na kierunku Embedded Robotics, również na Wydziale Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, nadal działa też w Kole Naukowym Robotyków KoNaR i kształci się w kierunku szeroko pojętej robotyki.

Nagroda dla absolwentki Wydziału Chemicznego

Trzecie miejsce w konkursie, w kategorii Bologia zajęła Diana Lesiak, absolwentka Wydziału Chemicznego. Jej praca „Wpływ rodzaju pektyny na możliwość zastosowania jej w technologii druku 3D”, której promotorka jest dr inż. Marta Fiedot z W3,  poświęcona była badaniom właściwości pektyn dostępnych komersyjnie, pod kątem ich potencjalnego wykorzystania w technologii druku 3D.

– Pektyny są naturalnymi substancjami wykorzystywanymi m.in. w  przemyśle spożywczym i farmaceutycznym do zagęszczania produktów np. produkcji dżemów, powideł i galaretek – wyjaśnia absolwentka W3, która sprawdzała, jak różne proporcje pektyn i wody, rodzaje pektyn oraz ilość środka sieciującego wpływają na strukturę chemiczną hydrożeli. W tym celu wykorzystawała wiele nowoczesnych metod, takich jak analiza reologiczna czy DSC.

– W swojej pracy pokazałam, jak można wykorzystać naturalne i bezpieczne dla środowiska materiały do nowoczesnych technologii, takich jak druk 3D – mówi Diana Lesiak. – Może to prowadzić do bardziej ekologicznych i efektywnych metod produkcji w przyszłości, na przykład w medycynie czy przemyśle spożywczym. 

Diana Lesiak jest absolwentką Wydziału Chemicznego (kierunek chemia i inżyniera materiałow). Obecnie studiuje na tym samym kierunku na studiach magisterskich (specjalność inżynieria i technologia polimerów). 

mic