Z Białegostoku na Marsa

Konstruktorzy łazika marsjańskiego RED z Politechniki Białostockiej wystąpili w cyklu filmów dokumentalnych „Polacy na Marsie” wyprodukowanych przez National Geographic. O filmie, podboju Marsa, ale też o pracy konstruktorów i środowisku naukowym robotyków rozmawiamy z dr inż. Justyną Tołstoj-Sienkiewicz, opiekunem naukowym konstruktorów łazików marsjańskich Politechniki Białostockiej – zespołu #next.

Jak to się stało, że w konstruktorzy łazików marsjańskich z Politechniki Białostockiej wzięli udział w produkcji National Geographic dotyczącej przygotowań do podboju czerwonej Planety – „Polacy na Marsie”?

Podczas ostatnich zawodów University Rover Challenge 2016 rozgrywanych na pustyni w Stanach Zjednoczonych, polskiej drużynie towarzyszył Marceli Gawryś, reżyser i operator w jednej osobie, który kręcił sceny do filmu dokumentalnego pod roboczym tytułem „Polacy na Marsie”. Jak się później okazało, właśnie na tym materiale powstała seria National Geographic.

National Geographic wyprodukowało także megaprodukcję „Mars”. To fabularyzowana opowieść o misji na Czerwoną Planetę i próbie kolonizacji Marsa zrealizowana przez twórców filmów „Apollo 13” czy „Piękny umysł”. Biorą w niej udział wybitne autorytety, naukowcy i znawcy tematu, m.in. Elon Musk, założyciel wiodącej w przemyśle kosmicznym firmy SpaceX,  Neil DeGrasse Tyson – popularyzator wiedzy o kosmosie, czy James Lovell – dowódca misji Apollo 13. Fikcyjna akcja toczy się w 2033 roku, ale przeplatana jest wątkami dokumentalnymi dotyczącymi bieżących przygotowań do marsjańskiej wyprawy. Widziała Pani ten serial?

Szczerze przyznam, że nie miałam okazji oglądać całego serialu, ale widziałam jego zwiastuny. Spodobał mi się styl, w jaki pokazano młodych ludzi pełnych pasji tworzenia ciekawych konstrukcji robotycznych.

Należy Pani do grona osób, które uważają, że podbicie Marsa jest całkowicie niemożliwe, choćby ze względu na promieniowanie, czy też, że to odległa, ale możliwa do realizacji perspektywa?

Zdecydowanie należę do zespołu, który uważa, że z czasem (choćby długim) na Marsie pojawi się jednak człowiek. Tu pozwolę sobie zacytować Stanisława Lema, który w „Bombie megabitowej” pisał: „Zdaje mi się bowiem, że nie wierzyć i w taką możliwość jest łatwiej, a właściwością ludzką chwalebną raczej jest poszukiwanie trudności, które po żmudnych klęskach umiemy wreszcie zwyciężyć”.

RED to kolejna wersja łazika zespołu konstruktorów z Politechniki Białostockiej, którzy trzykrotnie stawali na najwyższym stopniu podium światowych zawodów University Rover Challenge (URC) – w 2011 r. z łazikiem Magma 2, w 2013 z robotem Hyperion i rok później z Hyperionem 2. Czym te urządzenia różniły się od siebie?

Długo by opowiadać, bo chyba wszystkim. Wspólny mianownik to liczba kół i cel, w jakim powstały.  Porównując Magmę i Hyperiona, już na pierwszy rzut oka można zauważyć różnice – w wyglądzie i  gabarytach. Ale inne są także zawieszenie, elektronika, różne komputery i sterowanie. Wykonane zostały z różnych materiałów i mają całkiem inaczej skonstruowane manipulatory (robotyczne ramię na łaziku).

Co jest charakterystyczną cechą lub ważnym etapem tworzenia konstrukcji robota przygotowanego na misję marsjańską?

Jednym z kluczowych etapów fazy projektowej analogu łazika marsjańskiego jest dobór materiałów konstrukcyjnych. To od nich zależą wytrzymałość, waga oraz wiele innych parametrów robota. Zespół Politechniki Białostockiej, konstruując analogi, korzysta z wielu odmian tych samych materiałów różniących się między sobą składem mieszanki stopowej. Elementy ramy przenoszące największe obciążenia wykonane są z aluminium lotniczego. Zapewnia ono bardzo dobry współczynnik masy do wytrzymałości. Elementy łączące poszczególne części, w zależności od przeznaczenia robota, wykonane są z bardziej elastycznej odmiany aluminium lub ze stali stopowej. Tam, gdzie potrzebna jest lekkość oraz złożoność kształtów, używamy części wytworzonych w technologii druku 3D. Zwieńczeniem całej konstrukcji jest manipulator i obudowa elektroniki wykonane z włókna węglowego.

Patrząc na sukcesy zespołu konstruktorów można zobaczyć, że robotyka w połączeniu z perspektywą wypraw kosmicznych to siła, która wciąga, angażuje i wręcz zmusza do zdobywania wiedzy, śledzenia wydarzeń, a także motywuje. To nauka, praca czy pasja?

W przypadku moich studentów to idealny mix wszystkich tych trzech składników. Z jednej strony wymaga to od nich ciągłego pogłębiania wiedzy, szukania coraz to nowszych, ciekawszych rozwiązań, bardzo często znacznie wykraczających poza wiedzę zdobywaną na studiach, z drugiej zaś – to godziny spędzone na ciężkiej, czasem żmudnej pracy przy projektowaniu, składaniu, testowaniu czy poprawianiu konstrukcji. A żeby to wszystko przyniosło satysfakcjonujący efekt, musi być połączone z pasją, z jaką tworzony jest każdy kolejny analog łazika na naszej uczelni.

Twierdzi Pani, że z roku na rok zawody łazików są coraz trudniejsze. Jak zespoły się do nich przygotowują?

Każde przygotowania zaczynamy od „burzy mózgów” nad nowym regulaminem. Analizujemy, jak można wykonać konkretne zadanie, co mamy już opracowane, a co musimy zmienić lub stworzyć na nowo. Potem działania postępują według utartego już harmonogramu, tj. projekty, wykonanie, testowanie, modyfikowanie, itd. O tym m.in. decydujemy podczas spotkań sekcji łazików naszego Koła Naukowego Robotyków, którego mam przyjemność być współopiekunem. To stąd wywodzą się członkowie zespołu #next i tu zdobywają pierwsze doświadczenia w tworzeniu robotów. W ostatnich latach nasze Koło bardzo się rozrosło – zrzesza już ponad stu członków, dlatego poszczególne zadania realizowane są w podziale na sekcje.

Jak wiele na takich zawodach zależy od przypadków, tj. przeszkody na trasie urządzenia, wiatru, uszkodzenia mechanicznego, a może pecha… Czy można wskazać składowe sukcesu, np. zdolności konstruktorów, doświadczenie, materiały wykorzystany do produkcji i środki finansowe, które pomagają zapewnić doskonałą jakość?

Doświadczenie, zdolności konstruktorów oraz środki finansowe są niezbędne, aby projekt był zrealizowany, ale stanowią 70 proc. – 80 proc. szans na sukces. Pozostała część zależy od czynników, które trudno przewidzieć. Wystarczy drobiazg, np. kamień lub woda, aby świetnie działający robot po prostu stanął. Weźmy chociażby nasz ostatni start na URC 2016. Robot był testowany w Polsce na zróżnicowanym terenie, w niesprzyjających warunkach atmosferycznych i zawsze mieliśmy zasięg. A przy pierwszej konkurencji w USA – przy bezchmurnym niebie i niewielkich różnicach terenu, zasięg skończył się dramatycznie szybko. Pech? Promieniowanie? Temperatura? Trudno określić z całą pewnością. Dzień wcześniej, podczas prób w tym samym miejscu, wszystko działało. Być może właśnie zabrakło odrobiny szczęścia.

Projekt Politechniki Białostockiej – „Analogi łazików marsjańskich – budowa, weryfikacja i prezentacja autorskich rozwiązań na międzynarodowych zawodach i konferencjach” finansowo wspierany jest przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programu „Najlepsi z najlepszych”. Ale angażują się weń także urząd gminy Białystok czy PKO Bank Polski od lat kibicujący drużynom konstruktorów łazików. Czy jest to istotne wsparcie?

Oczywiście. Każde takie wsparcie jest dla nas niezwykle cenne. Dzięki niemu projekty mogą być rozbudowane. Programy unijne dają pewien zastrzyk „pewności finansowej”, jednak mają swoje ograniczenia i nie ukrywajmy, wiążą się z czasochłonnymi procedurami i rozbudowaną biurokracją. Wsparcie, jakie od kilku lat oferuje nam PKO Bank Polski, daje nam komfort pracy i finansowania, np. nieprzewidzianych wydatków (a takie są zawsze). W roku 2016 z programu „Najlepsi z najlepszych” mogliśmy finansować głównie wydatki związane z udziałem w konkursach i konferencjach. Dopiero dofinansowanie z PKO Banku Polskiego czy od Prezydenta Miasta Białegostoku pozwoliło nam zbudować robota na wysokim poziomie. Ważny jest również udział sponsorów technologicznych, dzięki którym mamy dostęp do części usług i produktów w niezwykle konkurencyjnych cenach. Mamy nadzieję, że dotychczasowi sponsorzy wesprą nas również i w roku 2017. Wiemy też, że musimy postarać się o nowych, ponieważ nie znamy planów ministerstwa na najbliższy czas, a prace nad nowym łazikiem już ruszyły. Wsparcie obiecał oczywiście Dziekan Wydziału Mechanicznego prof. Andrzej Seweryn.   

Pracuje Pani ze studentami wiele lat. Poznaje ich Pani, obserwuje ich rozwój, postępy… a potem przychodzi koniec studiów i podopieczni opuszczają uczelnie. Jak opiekun przechodzi takie zmiany?

Nie ukrywam, że nie jest to łatwe. Dzięki udziałowi w projekcie poznaję ich lepiej, niż innych studentów. Z częścią z nich po prostu się zaprzyjaźniam. Gdy wyruszają w świat, życzę im jak najlepiej, ale to rozstanie zawsze jest trudne. Na szczęście, z wieloma moimi „młodymi zdolnymi” mam kontakt. Jak tylko są w Białymstoku, to odwiedzają mnie, czy to w pracy, czy też spotykamy się prywatnie. Część z nich pozostaje członkami Koła i służy swoim doświadczeniem kolejnym pokoleniom. Z roku na rok rośnie też liczba tzw. członków honorowych. Mam nadzieję, że i w kolejnych latach będę miała okazję współpracować ze studentami tak zdolnymi i sympatycznymi, jak teraz i wcześniej.

Gdzie na co dzień znajduje się łazik RED. Gdzie można go oglądać?

Łazik stacjonuje na Wydziale Mechanicznym w Laboratorium Robotów Mobilnych. Czasami przemieszcza się do pracowni zespołu #next, aby przejść proces niezbędnych napraw czy modernizacji. Bardzo często uczestniczy w różnych akcjach promocyjnych. Niedawno brał udział w prelekcji na konferencji nauczycieli w Centrum Edukacji Nauczycieli w Białymstoku i wspierał Szlachetną Paczkę. 18 stycznia, weźmie udział w Targach Edukacyjnych w II LO w Białymstoku, a na początku lutego wybiera się do Wilna – również na targi edukacyjne.

W jakich zawodach RED będzie startował w najbliższym czasie?

Cel główny na rok 2017 to oczywiście zawody University Rover Challenge, na które już się zgłosiliśmy. Niestety w tym roku nie odbędą się zawody European Rover Challenge. Pozostałe zawody to raczej druga połowa roku.

Czego życzyłaby Pani sobie i swoim podopiecznym w nowym roku?

Moim podopiecznym życzyłabym zachowania tej pasji i zaangażowania w tworzeniu nowych konstrukcji robotycznych. I oczywiście uzyskania miejsca na podium w zawodach URC 2017! Sobie natomiast życzyłabym kolejnych młodych zdolnych robotyków w szeregach studentów Wydziału Mechanicznego, jak również – dość prozaicznie – odrobiny wolnego czasu dla rodziny.

Rozmawiała
Ewa Maciejewska
specjalista w PKO Banku Polskim

• Dr inż. Justyna Tołstoj-Sienkiewicz – wykładowca na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej, prowadząca zajęcia z zakresu robotyki i mechatroniki.

  Od 2007 roku jest opiekunem Koła Naukowego Robotyków, w ramach którego studenci projektują, konstruują i programują autorskie konstrukcje robotyczne – oprócz analogów łazików marsjańskich, także roboty sumo i mini sumo (konstrukcje robotów walczących w stylu zawodników sumo, których zadaniem jest wypchnięcie przeciwnika z maty), micromouse (małe roboty, do których należy znaleźć wyjście z labiryntu, w jak najkrótszym czasie), line followery (roboty, które śledzi linię – czarną na białym tle – a ich zadaniem jest, w jak najkrótszym czasie, pokonać skomplikowany tor, nie wypadając poza trasę). W ubiegłym roku, Koło Naukowe Robotyków przekroczyło liczbę 100 członków i zyskało drugiego opiekuna.

Czytaj także:

RED na najwyższym stopniu podium

RED na wysokim 5 miejscu w European Rover Challenge 2016. PKO Bank Polski gratuluje drużynie