Dr inż. Hubert Grzybowski z Katedry Mechaniki i Informatyki Stosowanej Wydziału Mechanicznego PB w pracy rejestruje mikrosekundy, hobbistycznie ściga się na motocyklu

 
 
 
Krzysztof Sadowski, Radio Akadera: Przeciętnemu odbiorcy Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej kojarzy się z większymi, bądź mniejszymi maszynami, halami obrabiarek, dużymi urządzeniami. To chyba nie do końca prawda?

Dr inż. Hubert Grzybowski: Faktycznie. Zajmujemy się też rejestracją zjawisk szybkozmiennych. Nagrywamy różne procesy, analizujemy je. Pracownicy naszej Katedry skupiają się głównie na tym, żeby używając narzędzi z zakresu informatyki, opracować rozwiązania zagadnień mechanicznych.

Tę działalność dość dobrze charakteryzuje nazwa jednostki, czyli Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej. Specjalnie wspomniałem wcześniej o stereotypowych wyobrażeniach Wydziału Mechanicznego, żeby skupić się na rzeczach mniej oczywistych. Wspomniał Pan o nagrywaniu i obrazowaniu przeróżnych procesów. Jak wygląda?

Dysponujemy kamerami, które są w stanie nagrywać obrazy z prędkością pół miliona klatek na sekundę. Oczywiście dzieje się tak przy jakiejś ograniczonej rozdzielczości. Takie kamery używają superszybkich pamięci do tego, żeby to, co rejestruje sensor, szybko przetworzyć na dane i zapisać je na nośniku wewnętrznym, z którego można obejrzeć film i przeanalizować zarejestrowane procesy.

To mogą być na przykład procesy związane z niszczeniem jakieś próbki…

Możemy nagrywać zrywanie próbek, pękanie. Są też procesy związane z wybuchami, przepływami dwufazowymi, itp. Wszystko co rejestrujemy, jest jednak obarczone pewnym problemem. Sceny muszą być odpowiednio doświetlone, ponieważ czas ekspozycji, czyli naświetlania obiektu jest bardzo krótki. W momencie kiedy „schodzimy” z prędkością rejestracji do poziomów pół miliona klatek na sekundę, światło naturalne okazuje się zbyt słabe. A tylko „czysty” obraz umożliwia dalszą analizę i odczytanie takich parametrów jak prędkość, czy przyspieszenie.

Jak to zrobić, żeby było dobrze?

Są różne sposoby na to, żeby uzyskać ostry i wyraźny obraz rejestrowanej sceny. Możemy na przykład zastosować dwie kamery, które są umieszczone w odpowiednich położeniach. Po przeprowadzeniu procesu kalibracji, możemy wtedy wyznaczyć pole odkształceń i na tej podstawie prognozować, jakie wystąpiły naprężenia w materiale podczas zderzenia lub rozciągania próbki. Istotne jest wyznaczenie punktów odniesienia, które pozwalają zmierzyć różne parametry.

Z pomocą przychodzi tu informatyka stosowana, w której wypracowano gotowe algorytmy służące do śledzenia punktów. Oglądając tzw. crashtesty daje się zauważyć, że mają one postać takich żółto-czarnych kółeczek. Pozyskuje się w ten sposób dane, które służą do dalszej obróbki.

Podejrzewam, że kiedy przychodzą do pana „młodziaki”, to kamery są używane również do innych celów.

Tak. Nasz Wydział często odwiedzają bardzo młodzi przyszli studenci, dzieci w wieku nawet 6-7 lat. Próbujemy je zainteresować tym, co się u nas robi. Pokazujemy, jak działa aparatura, omawiamy proces nagrywania, wyjaśniamy dlaczego ważne jest naświetlanie: co się stanie, jeśli coś doświetlimy, a co – jeśli zostawimy przedmiot w cieniu. Często nagrywamy zwykłe klaśnięcie w dłonie. Dzieci widzą wtedy, jak pracują mięśnie rąk podczas tego uderzenia, jak zachowuje się cała sylwetka. Albo prychnięcie ustami –dzieci cieszą się, bo to, co widzą w zwolnieniu, to dla nich wielka niespodzianka. Jeżeli na przykład zapalimy świeczkę i zgasimy knot, to zauważamy delikatny dymek nad nim. Wystarczy, że odpowiednio blisko przyłożymy zapalniczkę, a płomień, który schodzi po oparach na nowo zapala świeczkę. Albo pękanie balona, czy mieszanie cieczy dwufazowych. To wszystko są proste eksperymenty, ale obserwowane na żywo, w naszym laboratorium są sporym przeżyciem dla dzieci i młodzieży, która przychodzi do nas na różnego rodzaju wycieczki edukacyjne.

Projektowanie wspomagane komputerowo – mówi się o tym w kontekście architektury, ale także na Wydziale Mechanicznym jest to codzienność. Co to właściwie jest?

To proces związany z wieloma aspektami, ale tak najprościej: układamy wirtualne puzzle w przestrzeni, próbujemy je łączyć , formować, odejmować. Z pomocą przychodzą nam programy, które dają gotowe narzędzia, pozwalające na formowanie powierzchni w określony sposób. Jeśli chcemy zaprojektować część, która ma otwory, gwinty, to program komputerowy ma już wbudowane odpowiednie procedury, które to ułatwiają. Na tej zasadzie możemy tworzyć całe konstrukcje. Pobieramy z baz gotowych, standaryzowanych elementów określone podzespoły mechaniczne i z nich konstruujemy coś nowego, według własnego pomysłu. Jednak, żeby to wszystko miało sens i wirtualny projekt mógł być zrealizowany w rzeczywistości, w głowie należy mieć pewien zasób wiedzy z zakresu projektowania, wytwarzania, kosztorysowania. Szczególnie programy CAMowskie pozwalają na to, żeby dowolnie uformowaną bryłę sprawdzić pod względem obróbki-wykonania, z detalami zaprogramować całą ścieżkę czynności oraz wybór narzędzi do obróbki. Natomiast kontrola, optymalizacja i decyzja o opłacalności produkcji jest już po stronie człowieka.

Inżynierowie mają obecnie do dyspozycji bardzo wiele programów wspierających ich pracę. Dzięki nim projektowanie jest przyjemne, to wręcz sztuka. Ogranicza nas tylko wyobraźnia i to, co oferuje dany program. Zbudowane w nim elementy możemy wyrenderować, czy nawet nagrać film, który zobrazuje, jak dana część będzie się rozkładała, składała.

Czy to, że pracuje Pan na Wydziale Mechanicznym ma coś wspólnego z pańskim hobby?

Od małego byłem związany z mechaniką. Mój dziadek zajmował się naprawą przeróżnych mechanizmów, najczęściej rolniczych. Miał też swój warsztat, do którego jako dziecko chodziłem i podglądałem przy pracy. To chyba z tego powodu zainteresowałem się mechaniką… po prostu lubię wiedzieć, jak coś działa i z satysfakcją rozwiązuję problemy natury mechanicznej.

Dziadek oczywiście miał Komara, na którym jako dzieciak robiłem pierwsze kółka wokół podwórka – niezapomniane emocje. Od tej pory zawsze chciałem mieć motocykl. Pierwszy pojawił się dopiero w wieku 16 lat, no i… już pierwszego dnia go rozbiłem. Na szczęście nic groźnego się nie stało. Później już obyło się bez takich niespodzianek. Po niedługim czasie kupiłem motocykl, który sam przerobiłem, żeby zacząć jazdę wyczynową. Uczyłem się jeżdżenia na jednym kole. Na terenie lotniska na Krywlanach, razem w kilkoma innymi osobami, trenowałem technikę wyczynowej jazdy motocyklem. Modyfikowałem i uzbrajałem motocykl w różnego rodzaju osłony, przełożenia, które ułatwiały akrobacje. Niestety zabrakło czasu, żeby te hobby pielęgnować i w tej chwili jazdę wyczynową chętnie oglądam, ale już nie uprawiam. Potem pojawił się motocykl turystyczny, na którym zwiedziłem polskie góry. „Objeździłem” tak kilka motocykli, kiedy przyszła pora na motocykle terenowe. To jest zupełnie inna bajka. Zacząłem od typowego motocykla crossowego, później przesiadłem się na motocykl enduro, który ma inaczej zestrojony silnik. Z odpowiednimi oponami można nim jeździć także po szosach. Na motorze enduro jeździłem po górzystych trasach Poiana Marului w Rumunii, która jest mekką motocyklistów. Wrażenia i adrenalina, wyprawy terenowej jest nie do opisania. Jest też wysiłek, bo technika wjeżdżania pod górkę ważącym ponad 100 kilogramów motocyklem nie jest prosta. I jest też grupa dobrych przyjaciół, którzy towarzyszą mi w wyprawach.

Ale to już materiał na zupełnie inną rozmowę…

Tekst opracowała Monika Rokicka