Genialny konstruktor technologie

O Piotrze Palczewskim, studencie Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Akademii Górniczo-Hutniczej, dwa lata temu rozpisywała się polska prasa, o wywiady prosiły go stacje telewizyjne. Sławę przyniosła mu dość nietypowa praca inżynierska. Jako pierwszy na świecie zrobił drukarkę 3D z klocków Lego. Użył do tego 1700 elementów, dołożył zintegrowaną głowicę i szklany blat. Urządzenie działa i może służyć m.in. do drukowania części zamiennych i modeli.

Niebawem znowu będzie o Piotrze Palczewskim głośno. Jego kolejna praca jest jeszcze bardziej niezwykła. Za kilka tygodni w fazę testów wejdzie specjalny program, służący całkowicie sparaliżowanym osobom do sterowania urządzeniami poprzez fale mózgowe, np. do uruchamiania wózka inwalidzkiego lub też do komunikowania się z otoczeniem.

Zamiłowania do konstruowania urządzeń 24-letni krakowianin nie wyssał raczej z mlekiem matki. Rodzice smykałki do tego typu przedsięwzięć nie mieli. Mama jest księgową, a tata taksówkarzem. - Zainteresowania odziedziczyłem po dziadku, który był inżynierem, konstruktorem mechanikiem - wspomina świeżo upieczony magister inżynierii mechatronicznej.

W dzieciństwie wyobraźnię rozbudzały dawane mu w prezencie klocki Lego. Raz był to także włoski zestaw metalowych płaskowników, śrubek, narzędzi i silników. - To wszystko razem się skręcało i robiło np. pojazdy. Miałem wtedy chyba 9 lat, to była świetna zabawa - wspomina. - Od zawsze byłem majsterkowiczem. Już od podstawówki jeżeli coś zepsuło się w domu to zawsze mi przypadała naprawa takiego urządzenia.

Wiatr w żagle

- Studia pozwoliły mi rozwinąć skrzydła. Wcześniej uczyłem się w Publicznym Salezjańskim Liceum Ogólnokształcącym i tam raczej z techniką nie miałem wiele do czynienia. Gdy kończyłem LO zacząłem się zastanawiać gdzie kontynuować naukę. Byłem przekonany że musi to być kierunek inżynierski. Przez krótki czas zaświtał mi w głowie pomysł aby zostać inżynierem budownictwa lub jak dziadek - konstruktorem mechanikiem, jednak po dokładnej analizie, zdecydowałem się na mechatronikę - opowiada.

Na drugim roku na zajęciach pojawiło się… Lego - zestawy robotyczne. Bardzo rozwijają kreatywne myślenie, skłaniają do rozwiązywania problemów. Studenci łączą np. klocki z komputerem pokładowym, serwomotorami i czujnikami. Powstają pierwsze roboty. Piotr Palczewski skonstruował m.in. z klocków działający biletomat: rozpoznający banknoty o nominałach od 10 do 100 zł, weryfikujący ich autentyczność, drukujący bilety, wydający resztę i przyjmujący bilon.

Ambitny student musiał w niedługim czasie zdecydować też o temacie pracy inżynierskiej. Chciał zrobić coś, czego nikt na świecie jeszcze się nie podjął. Padło na drukarkę 3D z klocków Lego. Chodziło o to, aby powstało urządzenie tanie, użyteczne i możliwe do skonstruowania w domu.

Profesor dr hab. inż. Mariusz Giergiel, zgodził się i został promotorem Piotra. Student pracował nad swym urządzeniem rok. Pokonywał wyłaniające się przeszkody. Udało się. Drukarka działa, choć początkowo - jak mówi jej twórca - przedmioty, które można na niej drukować, nie mają takiej jakości, jak z drukarki profesjonalnej. Po obronie pracy ciągle ją udoskonalał.

Kolorowe urządzenie, na intrygujących kółkach, kosztowało Piotra 3 tys. zł. Ma 35 cm wysokości i długości oraz 26 cm szerokości. Jak działa? To dla laika dość skomplikowane… Proces drukowania zaczyna się od modelowania trójwymiarowego obiektu, a potem skopiowania go do programu, który tnie model na poszczególne warstwy i przekazuje drukarce kody, dzięki którym maszyna wykonuje zaprogramowaną pracę. Do drukowania służy tworzywo sztuczne ABS w formie żyłki, wpychanej do głowicy. Tu jest rozgrzewane do ok. 230 stopni Celsjusza. Topiony materiał jest rozprowadzany po zaprogramowanych trajektoriach, natychmiast po wydostaniu się z głowicy spaja się z poprzednią warstwą i zastyga. Nakładany warstwa na warstwę tworzy trójwymiarowy przedmiot.

Cel konstruktora został osiągnięty. Pokazał, że da się coś takiego zrobić z kultowych klocków.

Piotr próbował zainteresować swą pracą polski odział Lego. Ten jednak uznał, że to zbyt skomplikowana sytuacja prawna. Nie podjęli więc współpracy.

Wieści o zdolnym studencie szybko jednak obiegły Polskę. Zaczęły się nim interesować inne firmy. - A konkretnie potencjałem, jaki stanowię - wyjaśnia.

Teraz hełm

Po obronieniu pracy inżynierskiej, stwierdził że do pracy magisterskiej chciałby zrobić coś bardziej pożytecznego niż drukarka. Kiedy wracał z uczelni autobusem, olśniło go. Postanowił napisać program wykorzystujący fale mózgowe sczytywane przez specjalny hełm, który pozwoliłby osobom głęboko sparaliżowanym nawiązać kontakt z otoczeniem.

Kilka firm pracuje już nad takim rozwiązaniem. Jedna nawet przygotowała komercyjny produkt. - Działa on jednak na trochę innej zasadzie niż mój pomysł i jest bardzo drogi - opowiada Piotr.

Ambitnemu i znanemu już studentowi postanowiła pomóc krakowska GRUPA WOLFF, tworząca i dostarczająca technologie i urządzenia dla przemysłu. Sfinansowała ona zakup specjalnego hełmu, który będzie zbierał oraz analizował sygnały pochodzące z mózgu (fale EEG).

- Chcemy mocno zaangażować się w ten projekt, wierzymy, że może to być coś wielkiego - wyjaśnia Bartosz Wolff, prezes zarządu GRUPY. - Choć na co dzień funkcjonujemy w branży przemysłowej to od dłuższego czasy chcemy kreować i rozwijać wysokie technologie. Liczymy że projekt będzie ciekawą przygodą, a w przyszłości także bardzo dobrym produktem, który pomoże wielu osobom. Jest to jednocześnie przetarcie szlaków w celu realizacji innych projektów, które kiedyś mogą zmienić nasze życie. Jesteśmy przekonani, że wspólnymi siłami jesteśmy w stanie osiągnąć sukces.

Zasadniczym etapem projektu będzie opracowanie programu do konwersji fal EEG na mowę, z wykorzystaniem syntezatora. To właśnie zadania Piotra.

Dzięki urządzeniu osoba niepełnosprawna, wcześniej nie mówiąca, będzie mogła zacząć wyrażać swoje potrzeby, a nawet rozmawiać. - Warunkiem jest aby miała świadomość. Przez kilka dni, a nawet tygodni będzie się uczyć pracy z hełmem. Na początek trzeba ustalić wzorzec fal EEG. Komputer musi nauczyć się rozpoznawać sygnały generowane przez daną osobę. Niepełnosprawny musi też nauczyć się kontrolować myśli. Potem będą one wysyłane bezprzewodowo do komputera, docelowo ma być to tablet, a tam przetwarzane na mowę.

Piotr Palczewski na obronę wykonał oprogramowanie prototypowe. Teraz, już po studiach, wspólnie z krakowską GRUPĄ WOLFF - która została współwłaścicielem projektu, przygotowuje w pełni profesjonalne i kompleksowe rozwiązanie.

- To jeszcze długa droga, muszę rozwiązać szereg problemów, wszystko dopracować. Przed nami testy, na razie testuję aplikację na sobie. Za rok, dwa produkt powinien być gotowy do pracy. Mam nadzieje, że pomoże jak największej liczbie osób - mówi.

Świetlana przyszłość

Po skończeniu studiów i krótkich wakacjach Piotr Palczewski myślał o doktoracie. Pojawiło się jednak kilka firm gotowych go zatrudnić. - Na szczęście miałem możliwość wyboru. Teraz pracuję w Bielsku, ale w Krakowie kontynuuję także prace nad EEG. Nie wykluczam, że przyszłość zwiążę z Krakowem. Chcę się rozwijać. Kraków to przyjazne miasto dla naukowców, ma świetną bazę akademicką. Widać, ile firm się tu otwiera. Tutaj zatrudniani są studenci nawet pierwszego roku!

Profesor Mariusz Giergiel z Katedry Robotyki i Mechatroniki AGH przyznaje, że Piotr był wyróżniającym się studentem. - Nie jest łatwo naukowo mnie zadowolić, choć bardzo dobrych i dobrych studentów mam i miałem. Ale nawet na ich tle - Piotr się wybija. U niego skumulowało się kilka ważnych cech, które najczęściej zdarzają się pojedynczo. On jest samodzielny, niezwykle dociekliwy, sam stawia sobie ambitne cele i konsekwentnie do nich dążący. Ma do tego dużą łatwość przyswajania wiedzy i specyficzne spostrzeganie świata, dzięki któremu wiąże fakty lepiej niż inni. Ma predyspozycje ważne w pracy inżyniera konstruktora.

Profesor przyznaje, że jego pomysły mają potencjał. Hełm EEG jest adresowany wprawdzie do niewielkiej grupy niepełnosprawnych, ale ma szansę całkowicie zmienić ich życie. - Plusem jest to, że od początku projektu pojawiła się firma, która widzi w nim potencjał komercjalizacyjny.

- Obserwując dotychczasową drogę Piotra Palczewskiego, mogę przypuszczać, że świat stoi przed nim otworem - mówi profesor. - Żałuję, że jak na razie nie zdecydował się na studia doktoranckie, ale zdaję sobie sprawę, że to wartościowa osoba na rynku pracy związanym z zaawansowanymi technologiami.