Żeby powstał nowy łazik marsjański czy nowy robot, a jeszcze lepiej – platforma robotyczna – potrzebny jest plan i podział obowiązków. Koło Naukowe Robotyków na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej składa się z trzech sekcji: PB Rover Team, zajmującej się budową analogowych łazików marsjańskich. SumoMasters, specjalizującej się w konstruowaniu robotów sumo oraz Lego, której członkowie rozwijają swoje umiejętności, tworząc zaawansowane modele robotów z zestawów Lego.
– W sekcji PB Rover Team mamy wiele podsekcji – od programowania i elektroniki po sprawy mechaniczne, a nawet marketing – mówi Marek Gniado, student V sem. kierunku automatyka i robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej.
Politechnika Białostocka była jedną z pierwszych uczelni w Polsce, które brały udział w konkursach łazików, już w 2010 roku robot Magma zdobył 3 miejsce w trakcie zawodów University Rover Challenge w amerykańskim stanie Utah. W 2011 Magma 2 stanął na najwyższym stopniu podium w tych samych zawodach. Po rocznej przerwie w 2013 roku łazik Hyperion wygrał zawody University Rover Challenge w amerykańskim stanie Utah. Drużyna z Białegostoku zdobyła 493 na 500 punktów – to najwyższy wynik w historii tego konkursu. W następnym roku, jako pierwsza w historii wygrała te same zawody po raz drugi z robotem Hyperion 2, do dzisiaj żadna drużyna nie pobiła drużyny z PB i nie wygrała zawodów 3 razy z rzędu.
– Budujemy łaziki marsjańskie i roboty freestyle – mówi Mateusz Dziczek, student V sem. kierunku automatyka i robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej z sekcji łazików marsjańskich.
Więcej Analogi łazików marsjańskich
Koło Naukowe Robotyków buduje aktualnie uniwersalną platformę robotyczną Polones
– Założyliśmy, że jako pojazd autonomiczny będzie wykonywał mapowanie 2D i 3D – wyjaśnia Daniel Aleksiejczuk, student V sem. kierunku automatyka i robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. – Planujemy rozbudowę jego możliwości o manipulator, o inny rodzaj zawieszenia, ponieważ wszystkie te elementy mogą być wymienne.
Studenci konstruktorzy zdają sobie sprawę, że w XXI wieku na równi z technologią liczy się design.
– Postanowiliśmy również postawić na wygląd – dodaje Aleksiejczuk. – Chcemy, żeby Polones wyróżniał się na tle podobnych konstrukcji z różnych uczelni i przyciągał uwagę oraz żeby zakres możliwości platformy był jak najszerszy, aby można byłoby wykorzystać ten projekt do jak największej liczby zadań.
Co kryje konstrukcja Koła Naukowego Robotyków?
– Zamontowaliśmy kamerę stereowizyjną do wykrywania głębi i tworzenia chmury punktów, na podstawie danych z tej kamery tworzymy skany 3D – wylicza student V sem. kierunku automatyka i robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej.
Do korpusu Polonesa przymocowane są dwie szyny. Służą one do mocowania dodatkowego osprzętu. Są też złącza z zasilaniem do zewnętrznych modułów oraz porty pozwalające na komunikację modułów z systemem. Anteny pozwalają utrzymywać łączność z Polonesem w odległości do 200 metrów. I jeszcze jeden szczegół.
– Mamy przycisk bezpieczeństwa, który odcina zasilanie od całego robota – podkreśla Aleksiejczuk.
Każdy łazik marsjański z Politechniki Białostockiej słynie z unikalnego systemu zawieszenia, pozwalającego poruszać się w trudnym terenie. Podobnie jest w przypadku robota freestyle Polones, w nim także każde koło może być sterowane oddzielnie.
– Mamy synchronizator do zawieszenia, dzięki któremu robot ma lepsze właściwości terenowe – tłumaczy student V sem. kierunku automatyka i robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. – Robot jest w stanie wykonywać autonomicznie mapowanie z wykorzystaniem nawigacji na Lidarze.
Unikalne zawieszenie pozwala poruszać się robotowi w trudnych warunkach terenowych. Koło Naukowe Robotyków planuje rozbudowę Polonesa o moduł GPS
– To zwiększy możliwości wykorzystania naszej konstrukcji w otwartej przestrzeni – podkreśla Aleksiejczuk.
Nowy łazik marsjański 126Spirit
Studenci od jesieni 2024 roku konstruują nowy łazik marsjański 126Spirit, który weźmie udział w zawodach w Stanach Zjednoczonych oraz w Kanadzie.
– To najnowsza platforma z możliwością autonomicznego wybierania tras oraz z najnowszymi innowacyjnymi kołami stworzonymi w ramach projektu „Studenckie koła tworzą innowacje 2023” – objaśnia Justyna Dobrzyńska, studentka V sem. automatyki i robotyki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej.
Nowa konstrukcja będzie miała zawieszenie typu rocker buggy.
– Mamy wahacze, do których będą zamocowane dwa w pełni skrętne koła – opowiada Dobrzyńska. – Każde napędzane silnikiem elektrycznym.
Studenci wykonali już prototyp w druku 3D. Zaprojektowali miejsce zamontowania niezbędnych sterowników elektronicznych i manipulatora, który będzie jednocześnie przeciwwagą w całej konstrukcji. Manipulator to robotyczne ramię urządzenia, które pozwala na chwytanie i zwalnianie elementów o określonej masie i wymiarach.
Konstrukcja nośna zostanie wykonana z aluminium.
– To pozwala nam na jednoczesne zachowanie lekkości i wytrzymałości – wyjaśnia Dobrzyńska.
Line follower – Koło Naukowe Robotyków programuje roboty autonomiczne
Łazik marsjański i jego mutacje to tylko jedna z kilku aktywności inżynierskich studenckiego koła naukowego. Między innymi studenci budują tzw. line followery.
– Głównym zadaniem line followerów jest przejechanie toru jak najszybszym czasie – mówi Marek Gniado, student V sem. kierunku automatyka i robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej.
Oczywiście na zawodach podobnych konstrukcji.
Koło Naukowe Robotyków stawia na marketing
Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej dysponuje potężną halą maszyn z odpowiednim wyposażeniem. Jednak młodzi konstruktorzy czasami muszą też korzystać z pomocy specjalistycznych firm.
– Współpracujemy z różnymi sponsorami, jeździmy na konkursy i widoczność naszego koła jest bardzo ważna – mówi Karolina Baluta, studentka II sem. studiów magisterskich na kierunku gospodarka przestrzenna na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej.
Jednym z opiekunów Koła Naukowego Robotyków jest dr hab. inż. Kazimierz Dzierżek, prof. PB z katedry Układów Dynamicznych Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej. To on w 2013 roku wspierał studentów w Utah, kiedy łazik marsjański z Politechniki Białostockiej pobił konkurencję. Dziś wychowuje kolejne pokolenia inżynierów.
– Koło Naukowe Robotyków, a w szczególności sekcja łazików marsjańskich od wielu lat dostaje wsparcie od sponsorów – przyznaje prof. Dzierżek. – Od początku, czyli od 12 lat, współpracuje z Politechniką Białostocką firma Maxon, która dostarcza nam silniki do napędu. Stale współpracujemy także z firmą Igus, która przekazuje uczelni wszelkiego rodzaju nowoczesne łożyska.
Studenci mogą w ten sposób rozwijać swoje pasje, a pracodawcy wyłowić najambitniejszych konstruktorów.
– Zapraszamy inne firmy, które chciałyby z nami współpracować – zachęca prof. Dzierżek. – Można pomóc studentom w tworzeniu nowych konstrukcji, a także przygotować sobie przyszłych pracowników. Jesteśmy otwarci na propozycje współpracy.
Łazik marsjański i roboty sumo ze wsparciem Ministra Nauki
Koło Naukowe Robotyków na Wydziale Mechanicznym pod opieką dr. inż. Justyny Tołstoj-Sienkiewicz, dr. inż. Rafała Grądzkiego i dr. hab. inż. Kazimierza Dzierżka, prof. PB konstruuje w Politechnice Białostockiej autonomiczne roboty mobilne i roboty sumo. Projekt realizowany przez sekcję łazików marsjańskich „Rozwój kompetencji naukowych i zawodowych studentów w zakresie robotyki mobilnej, poprzez udział w międzynarodowych zawodach” został dofinansowany przez Ministra Nauki w ramach programu „Wsparcie studentów w zakresie podniesienia ich kompetencji i umiejętności” w kwocie 201 865,00 złotych. Został on napisany przez dr. hab. inż. Kazimierza Dzierżka, prof. PB opiekuna sekcji.
Pieniądze przeznaczone są na skonstruowanie nowego łazika marsjańskiego oraz udział w międzynarodowych zawodach: Canadian International Rover Challenge (CIRC) w Kanadzie, University Rover Challenge (URC) w Stanach Zjednoczonych oraz European Rover Challenge (ERC) w Polsce.
Studenci Politechniki Białostockiej zbudowali już 9 konstrukcji analogów łazików marsjańskich. Obecnie pracują nad dwoma kolejnymi. Udoskonalają układy sterowania oraz komunikacji. W ramach programu „Studenckie Koła Naukowe Tworzą Innowacje” już zaprojektowali, wykonali prototyp oraz przetestowali ramię robotyczne łazika, oparte na przekładni ekscentryczno-cykloidalnej, a także zintegrowany napęd do łazika.
(as)
