Orteza do rehabilitacji ręki i sterownik do nanosatelitów [EUREKA]

Pomysł na robotyczne urządzenie rehabilitacyjne zrodził parę lat temu. – Przyszedł do mnie student po udarze i zaczęliśmy rozmawiać, jak przebiega rehabilitacja, wspomniał, że są z nią problemy. Postanowiłem coś w tym kierunku zrobić – wspomina mgr inż. Zdzisław Wałęga.

Zanim powstał projekt rozwiązania, przez rok, w różnych miejscach Polski, trwały konsultacje z rehabilitantami, neurochirurgami. Dotyczyły one kwestii przebiegu procesu „usprawniania” ręki. Projektowanie urządzenia zaczęło się od paliczków, czyli palców, ale później po konsultacjach z lekarzami okazało się, że potrzebna jest rehabilitacja osobno: palców, kciuka i nadgarstka.

- Cały system elektroniczny w ortezie zrobiliśmy sami. Są trzy opcje na każdy podzespół, czyli w rehabilitacji palców mamy trzy „wzniosy”. Jeżeli przykurcz jest bardzo mocny i mięśnie są mocno ściśnięte, możemy co dwa stopnie podnosić palce cyklicznie. Ustawiamy cykliczność, kąt oraz siłę naciągu na palce, łokieć, czy też nadgarstek – mówi mgr inż. Zdzisław Wałęga.

Wynalazek został już zaprezentowany na kilku między narodowych wystawach.

- W zeszłym roku we wrześniu na Międzynarodowych Targach Narodowości i Innowacyjności w Zagrzebiu, gdzie pokazywano rozwiązania z całego świata, ku naszemu zaskoczeniu zdobyliśmy złoty medal. Jednak najbardziej ucieszyła nas tam nagroda specjalna za najlepszy europejski wynalazek. W Tajlandii na światowych targach również zdobyliśmy złoty medal oraz specjalną nagrodę tamtejszego Ministerstwa Nauki i Wynalazczości – podkreśla mgr inż. Zdzisław Wałęga.

Tymczasem drugi z prezentowanych dzisiaj wynalazków został już wdrożony do produkcji przez inżynierów z warszawskiego Instytutu Lotnictwa. Jest sercem polskiej konstelacji wojskowych nanosatelitów o nazwie „Piast”, wystrzelonych w kosmos jesienią ubiegłego roku.

Nanosatelity to sztuczne satelity o masie do dziesięciu kilogramów. Najpopularniejszym rodzajem tego typu urządzeń jest CubeSat. – Stanowi określony standard, gdzie rozmiar „1U” definiuje się jako kostkę dziesięć na dziesięć centymetrów. Możemy je skalować do 3U, 6U i dalej. Na 12U zwykle się kończy, bo większe są już za ciężkie – mówi Michał Piwowarczyk.

Nanosatelity są wykorzystywane obrazowaniu rolnictwa (upraw), wsparciu łączności oraz misjach akademickich i naukowych. - Mają znaczącą przewagę nad tradycyjnymi urządzeniami tego typu. Wyobraźmy, że mamy dużego satelitę, który przelatuje nad nami raz na półtorej godziny i robi zdjęcie. Kiedy zamiast jednego wielkiego urządzenia wyślemy kilka nanosatelitów, mogą lecieć w konstelacji fotografując obiekty na Ziemi znacznie częściej – tłumaczy Michał Piwowarczyk.

Tu pojawia się kwestia silników w nanosatelitach, które są potrzebne nie tylko do zmiany orbity urządzenia.

- Jeżeli nie mamy silnika, to jakbyśmy wykupywali wycieczkę w autokarze i gdzie nas plan wycieczki zawiezie, tam jesteśmy. Nie zawsze satelita znajduje się na optymalnej orbicie, nie zawsze jest dokładnie tam, gdzie powinien być. Zyskując silnik, kontrolujemy też czas misji - zawsze możemy ją przerywać i spalić nanosatelitę w atmosferze – wymienia Michał Piwowarczyk.

Do działania silnik satelitarny potrzebuje elektronicznego sterownika, który odpowiada za jego pracę, pomiar kluczowych parametrów, jest też spięty z siecią różnych czujników oraz zawiaduje komunikacją z komputerem pokładowym urządzenia.

- Opracowaliśmy sterownik do napędów z nadtlenkiem wodoru, które dają relatywnie sporą prędkość. W przemyśle kosmicznym nadtlenek wodoru jest wykorzystywany już od dawna, przy czym są to niskie stężenia tego medium, rzędu około 60 proc. Nasz sterownik współpracuje z napędem o bardzo wysokim stężeniu nadtlenku wodoru - 98 proc, co znacznie zwiększa moc silnika – tłumaczy przedstawiciel Instytutu Lotnictwa.